巷道拉门游标卡尺的研制

陈德新 铁法煤业（集团）有限责任公司晓南矿

前言

随着现代化矿井巷道掘进速度不断增快，井下开拉门地点也随之逐渐增多，这就需要测量人员频繁到井下对巷道中心线进行拉门标定。使用该设备进行巷道中心线拉门标定工作，只需二人配合就可以完成新掘巷道的方位标定，并且使用该方法操作简单，精度高，降低了劳动强度，提高了工作效率。我矿西三七层煤柱回收工作面两顺拉门标定工作使用了该设备，经过实际运行，使用效果非常理想，精度达到了工程要求，满足了安全生产，达到了预期目的。

一、研制背景

矿山测量是矿山建设与生产的重要环节，是一项重要而严谨的工作，它被誉为矿山的“眼睛”。矿山测量的任何疏忽都会影响生产,甚至会导致严重事故发生。随着晓南矿矿井巷道掘进速度不断增快，井下开拉门地点也随之逐渐增多，这就需要测量人员频繁到井下对巷道中心线进行拉门标定。巷道开拉门位置和掘进方位的标定一般都采用全站仪标定法，但是由于准备施工的巷道开拉门位置处影响因素较多，综掘机及各种设备影响全站仪导线通视，一般都采取皮尺拉门进行新掘巷道的方位标定。原有皮尺拉门方法在井下实际环境中，皮尺三条边不易同时拉紧，皮尺中心与原巷道中心也不易精确对准，拉门工作需要至少三人完成。一旦皮尺三条边为拉紧，皮尺中心与原巷道中心没有对准，拉门标定的方位与设计要求的方位就会产生较大的误差，甚至影响工程质量。

二、设备研制内容

为提高效率，降低劳动强度，我们自主研发制作了巷道拉门游标卡尺，该设备的研发过程如下：

巷道拉门游标卡尺基于传统皮尺拉门的方法上进行更新改进，材质采用硬度较强的三个木板尺组成，如图1所示，巷道拉门游标卡尺主要由两个长度为1米的主尺和一个长度为1.5米的游尺组成，两个主尺以零刻度为轴用螺母将两尺连接在一起，即为图1中O点，主尺A的另外一端1米处与游尺零刻度为轴用螺母连接在一起，主尺B的另外一端一米处安置一滑槽，并在滑槽上端安置一顶丝，以保证主尺B的一米处在游尺上的任意刻度都能固定。游尺上标注好以毫米为单位的刻度。在图2中，虚线表示新设计的巷道，AB为巷道的中心线，CD为原有巷道的中心线，井下巷道需进行拉门标定时，首先计算好原巷道与新巷道夹角β，并计算出当巷道夹角为β时游尺所需要标定的长度，即l=2*sin(β/2)，将主尺B固定在游尺所计算的刻度上，此时主尺A与主尺B之间的夹角就是新巷道与原巷道的夹角。使用巷道拉门游标卡尺两主尺零刻度轴O点对准巷道交叉点O’点，主尺A保持与原巷道中心线CD重合，此时主尺B所指示的方向就是新巷道掘进的方位。使用该方法进行巷道拉门方位标定时，一人对准巷道交叉点O与卡尺轴O’使两点重合，同时使主尺A与原巷道中心线重合，另一人沿着主尺B指示的方位在原有巷道的顶板上固定临时点，就完成了新掘巷道方位标定工作。此项工作仅需两人完成，消除了皮尺三条边不易同时拉紧的问题，提高了原来采用拉门皮尺中心与原巷道中心对准的精度，节省了人力投入，降低了劳动强度，提高了标定精度。

图1

图2

三、设备优点

该设备经过相关技术人员研究讨论，根据预定方案，使用之后经过反复试验，使用效果比较理想。它的操作方便，设计合理，得到工人和领导的一致好评。该设备操作方法简单方便，精度较高，劳动强度低，工艺美观，便于携带，模具使用寿命长。提高了巷道拉门标定精度，避免了井下巷道无效进尺。确保了煤矿施工质量及安全生产。降低了工人劳动时间，提高了工人工作效率。若加以推广使用，将产生更大的社会效益。巷道拉门游标卡尺操作简单，人员简单的培训后即可使用。

四、实际应用情况

晓南矿W3七层煤柱回收工作面运顺于2012年5月23开工，开工前，由于开拉门位置临近采空区，顶板压力较大，巷道破坏变形严重，巷道全高仅为1.2米，无法使用全站仪进行标定，遂采用巷道游标卡尺进行拉门标定。待新巷道掘进10米时，原有巷道维修完毕，这时使用全站仪对巷道进行二次标定，标定方向与使用巷道拉门游标卡尺标定的方向偏差仅为5毫米，精度达到了工程要求，满足了安全生产。

五、结论

本设备基于传统皮尺拉门的方法上进行更新改进，材质采用硬度较强的三个木板尺组成，装置成本低，易于携带，精度可靠，具有较好的适用性。本设备弥补了皮尺拉门精度偏低的不足，同时减少了劳动强度，提高了工作效率，提高安全性。在现场应用中得到了广大职工和领导的一致好评，可以在煤矿中广泛推广使用。

[1]周立吾，张国良，林家聪.矿山测量学[M].中国矿业大学出版社，1987.

[2]煤矿测量手册（上、下册）修订本[M].煤炭工业出版社，1990.