井下测量导线控制点快速穿线装置

林远华

(凡口铅锌矿， 广东 韶关市 512325 )

0 引 言

矿山测量是矿业开发过程中一项重要的基础技术工作，井下导线测量又是矿山测量的重中之重，是矿山生产的重要依据。根据《冶金矿山井巷工程测量规范》的规定，井下平面控制分为基本控制和采区控制两类。基本控制导线按测角中误差分7″和15″两级，采区控制导线只设45″一级，其主要技术指标见表1。基本控制导线，根据矿井规模、发展远景、生产规模及一般贯通的测量技术要求．也可以高于7″或低于15″，两类控制导线都应敷设成闭(附)合导线或复测支导线。

表1 导线的主要技术经济指标

井下导线点分永久点和临时点两种。永久点一般每隔200～500 m设置一组，每组由相邻3个点组成。点间距离应尽可能长、且大致相等和便于观测。相邻两边长度之比不宜过大，点间通视良好且便于导线向前扩展，有条件时可将全部导线点设置成永久点，但至少要将基本控制点设置成永久点。永久点设在巷道顶板或底板稳固的岩石中。此类井下测量Ⅰ级导线控制点(铜棒点)、Ⅱ级导线点(铜片点)是井下测量控制的重要标志。国内矿山布设测量控制点的传统方法是将测量导线标志布置在矿山巷道稳固的顶板岩石上，便于施工及仪器点下对中，同时可避免井下人员行走及设备运行对测量导线点的破坏，测量导线点标志使用铜棒、铜片利用水泥混凝土敷设固定在巷道顶板上，使用时穿上锤球线使用，铜质材料具有良好的耐腐蚀性，能够满足矿山长期生产对测量控制点的长久保存需求，因此井下导线点具有使用周期长、数量多、服务矿山作用大的特点。

1 导线点穿线的井下使用现状

导线点使用的铜棒和铜片上钻有Φ2 mm小孔，使用时必须将铜片点或铜棒点小孔穿上垂球线，垂球线挂上垂球，保证垂球线铅垂以便于经纬仪的对中、整平或照准。因此导线点的使用与穿点挂线密不可分。依据不同矿山的巷道设计，巷道顶板净高一般在2.5～3.6 m，主斜坡道和一些特殊巷道更是达到4～5 m高，传统方法是使用梯子架高或其他升降设备抬高，测量人员方能手工穿线。由于井下生产环境的特殊性，以下几种客观情况对导线点的使用带来不利因素：

(1) 考虑过往行人的安全及保护导线标志点，因此，不能使用高强度抗拉垂球线，避免割伤行人或受强力拉扯时普通棉质垂球线先行断掉。

(2) 井下环境特殊，存在高温、高湿、粉尘大、爆破冲击等不利因素，导致棉质垂球线受腐蚀霉烂、扯断。

(3) 井下过往的有轨、无轨运输设备众多，经常将垂球线扯断。

(4) 穿点用的棉质垂球线材质松软，铜片点小孔容易被铜锈、粉尘堵住，造成穿线困难。

(5) 传统的登高穿线方法至少需要两人配合穿线，必须有登高器材或升降设备，存在高空作业的安全隐患。

(6) 主巷沿线布设的电机车直流架空线也存在触电危险。

(7) 井下工作现场条件复杂，时常找不到合适的梯子或登高设备，因此会出现使用非常规的登高方法，由此带来高处跌落的安全隐患。

综上所述，井下测量导线点穿点困难及重复穿线的现象广泛存在，并且这种情况随着测量导线点的长期使用一直存在。

2 导线点快速穿线装置的设计与制作

本装置的设计目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种结构简单、方便实用的井下测量导线控制点快速穿线装置(见图1)，并形成一套与之配合的使用方法。本装置采用的技术方案包括一手柄、一“Y”形穿线钩和一限位环；“Y”形穿线钩下端与手柄上端固接，其由弹性材料制成，且其上方开叉两顶端皆为向内弯曲的半圆形小钩；限位环穿过“Y”形穿线钩并在“Y”形穿线钩的上方开叉与手柄之间活动。

图1 快速穿线装置

(1) “Y”形穿线钩由长约150 mm弹性好且复原性良好的钢丝弯折形成。先将钢丝两端弯折形成两半圆形小钩，且其所在圆的直径约为1.2 mm。

(2) 再将钢丝对折，并将带有半圆形小钩的两端弯折形成一前端为“Y”形开叉的“Y”形穿线钩，“Y”形穿线钩前端至“Y”形开叉处的长度约为15 mm，且两半圆形小钩向内弯曲。

(3) 使用细钢丝绕制一限位环，且其内径为1.2 mm。当该限位环由“Y”形穿线钩中部被向上推至顶部“Y”形开叉处时，开叉的两端钢丝受限位环约束从而向中间合拢。

(4) 制作手柄长约为40 mm，其横截面直径约为10 mm。手柄可以通过在“Y”形穿线钩下部钢丝对折处缠绕附着物形成，并在附着物外部包裹胶带，方便使用者握持。

3 快速穿线装置的使用方法

完成穿线装置的制作后，使用该装置可以将棉质垂球线快速穿过导线点小孔，具体步骤如下。

3.1 快速穿线步骤

(1) 使用井下测量导线控制点快速穿线装置穿线时，首先将限位环往上推动，使“Y”形穿线钩前端合拢。

(2) 合拢后的穿线装置前端穿过铜片点上的小孔，限位环被铜片点压到手柄上方，穿过铜片点后“Y”形穿线钩前端合拢着的“Y”形开叉由于弹性回复作用又重新张开。

(3) 此时将一根垂球线或其他尼龙线挂于“Y”形穿线钩顶端两半圆形小钩之间。

(4) 下拉穿线装置，“Y”形穿线钩的“Y“形开叉在小孔的限制下合拢并勾住垂球线穿过铜片点，完成穿线工作。

井下测量导线控制点快速穿线装置穿线的状态如图2所示。

图2 快速穿线状态

3.2 快速挂线方法

使用快速穿线装置穿线仅解决了有登高设备的前提下的导线点穿线工作，一旦垂球线霉烂或在其他外力扯断后又必须重复登高穿线。为了解决重复穿线难题，研发一套配件与快速穿线装置配合使用，在不用登高设备的前提下完成重复穿线工作。

(1) 选用耐腐蚀耐冲击的抗拉尼龙绳，两端绑紧并形成一死结(如图2所示)。

(2) 选用横截面直径为1 mm的不锈钢线，绕成“8”字形，制成“8”字环形挂钩，其两头开叉形成挂钩，且开叉端钢线与“8”字环形挂钩(如图3所示)的铅垂中心线成40°角，备用。

(3) 在进行穿线第三步骤时，将尼龙绳放置在“Y”形穿线钩之间，将尼龙绳穿过导线点小孔，完成穿线。

(4) 将“8”字环形挂钩上端挂在尼龙绳上，在“8”字环形挂钩下端挂上普通棉质垂球线和垂球，整套装置在锤球重力的作用下绷紧铅锤，即可正常使用该导线控制点进行摆站对中或照准。

(5) 当普通棉质垂球线霉烂或因外力扯断时，抗拉较弱的棉质垂球线会先行断掉，而尼龙线和“8”字环形挂钩会保存下来。此时重复穿线则无需登高设备，只需要利用小竹竿套上棉质垂球线绳套，挂在“8”字环形挂钩下端开叉上拉紧，锤球线滑入“8”字环形挂钩下端即完成挂线工作。

在井下测量导线控制点完成穿线挂线后的使用状态如图3所示。

图3 穿线装置挂线后的使用状态

4 快速穿线装置实用效果

基于前述井下生产环境的特殊性对导线点的使用带来不利因素的几种客观情况，通过在凡口铅锌矿井下测量工作的实际运用，使用井下测量导线控制点快速穿线装置穿线克服前述的几种不利情况，实现了导线点穿线的全新的工作方式。

(1) 使用快速穿线装置穿线后，棉质垂球线受强力拉扯时会先行断掉，而尼龙线和“8”字环形挂钩会保存下来，从而达到保护行人不被割伤和保护测量导线点标志的要求。

(2) 使用快速穿线装置穿线后，抗拉尼龙绳和不锈钢线制成的“8”字环形挂钩保存时间可达5～8 a，克服井下环境高温、高湿、粉尘大、爆破冲击等不利因素。

(3) 使用快速穿线装置穿线后，穿线装置的小钢丝可以轻易穿过铜片点小孔，克服铜片点小孔容易被铜锈、粉尘堵住，造成的穿线困难。将传统的穿线工作改为钢丝牵引方便可行。

(4) 使用快速穿线装置首次穿线后，无需再使用登高设备即可完成挂线工作，既减少穿线工作的人员配置，又减少测量人员因登高带来的安全隐患。

(5) 使用快速穿线装置首次穿线后，可避免在主巷沿线重复登高穿线时电机车高压直流架空电线带来的触电危险。

(6) 使用快速穿线装置首次穿线后，使用井下常见的小炮竹即可完成挂线工作，减少了井下工作面梯子或其他登高设备的配置数量。也避免出现使用非常规的登高方法及由此带来高处跌落的安全隐患。

(7) 使用快速穿线装置穿线后，可实现单人单手穿线，使测量人员在穿线时另一只手可扶顶板或梯子，从而提高测量人员穿线的安全系数。

(8) 相比传统穿线技术，本井下测量导线控制点快速穿线装置具有结构简单、易于制作、操作方便，大大提高了井下测量导线控制点的穿线效率和成功率。

5 结束语

本文介绍矿山井下测量导线控制点快速穿线装置为金属矿山工程测量导线点穿线的一种新方案，在本装置技术方案前提下，根据矿山不同的掘进巷道尺寸及相关辅助材料的不同，可对本装置尺寸、外观形式上的细节改动，在同类金属矿山发挥本装置的作用，为各矿山井下采掘工程测量作业带来新的便利方法。

参考文献：

[1]CH1016-2008.测绘作业人员安全规范[S].

[2]YB/T 4385-2013.冶金矿山井巷工程测量规范[S].

[3]深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿.井下测量导线控制点快速穿线装置:中国专利，2015202969842[P].2015-05-08.