龙桥铁矿副井延深掘砌安精密定位测量

田 发，杨玉访，赵家伟

（安徽省庐江龙桥矿业公司，安徽 合肥 231500）

1 副井井筒概况

龙桥铁矿副井(原名混合井)，该井井口标高为+88.8m，目前井底标高为-522.00m，井筒总深为610.8m，井筒直径φ5.5m，井筒内装备有一个箕斗和一个罐笼，并设有梯子间。罐道为方钢罐道，井筒正常段罐道梁层间距为5.0m。井筒最底层--尾绳隔离保护装置安设在-510.856m标高。井底已施工一条直径为φ3m的井筒至-550m标高，在-550m水平已施工了一条有轨的粉矿回收道与混合井相通，用于回收粉矿[1]。

为了解决-490m中段以上废石提升问题，矿业公司决定将原混合井(现为副井)井筒延深至-550m中段，并将原-481m装矿系统下移至-510m中段，以保证-490m中段以上废石的提升，为此需在-490m中段增加一条措施斜坡道与-510m皮带道相通、在-490m运输巷与-510m皮带道之间设一个矿仓，矿仓上部设一个卸载站，矿仓下部设一个装矿硐室；拆除原尾绳隔离装置钢梁，重新安装16层罐道梁以及罐笼和箕斗方钢罐道。

2 现有测量控制点情况

龙桥铁矿在建井期间原地面控制网大部分被破坏，2007年5月安徽省池洲市工程勘察院进行重建,重建后的地面控制网为E级GPS平面网及四等水准网。经联测，重建后地面控制网与原控制网存在误差（混合井井筒施工及井筒装备安装使用的是原地面控制网），且误差较大，为了保证二期井下工程准确施工，于2007年12月采用两井定向（混合井、东风井）将地面控制系统传递到-370m中段，且两井定向精度远高于规范要求，满足了井下各项工程需要。

考虑到今后混合井可能要进行延深，在混合井原井筒十字中心线均已破坏的情况下，于2009年6月采用新地面控制系统对混合井井筒装备安装图中罐道提供的相关尺寸进行了测量，实测后推算井中坐标为X=3444571.745m，Y=543716.267m，与原混合井井筒中心坐标平面点位误差为0.366m。

3 测量方案的选择

（1）因混合井原井筒十字中心线均已破坏，井底井壁上未预埋井筒十字中心线，所以无法利用原混合井井筒十字心线进行延深段井筒掘砌安工程[2]。

（2）-490m中段导线是从进风井地表经陀螺定向至-490m中段，未进行两井定向联测及闭合测量，均为全站仪支导线，导线点精度不能满足副井延深段井筒提升装备安装精度要求。另外-510m中段导线点是从-490m～-510m措施斜坡道经全站仪支导线形成，其导线点精度比-490m中段全站仪导线还要低，所以也不能保证其安装精度。

（3）因原井筒十字中心线已破坏及-490m中段、-510m中段全站仪导线精度低，满足不了井筒装备的安装精度。

（4）-370m中段测量控制点为两井定向(混合井、东风井)的成果，精度高，能满足副井原位延深掘、砌、安的精度要求。

综上比较，采用-370m中段两井定向高精度导线作为副井井筒延深段掘砌安工程首级控制点。其测量方法如下：

第一次在-370m井筒内罐笼侧钢梁上布设2个检查测量点，将[10的槽钢焊接在罐道梁上，槽钢长度伸出钢梁110mm，槽钢中心距钢梁边100mm和罐道边100mm的位置用适当直径的钻头钻一眼孔，将两根测量线（18#细铁丝）投放至-490m中段，在-370m中段采用全站仪对细铁丝和钢梁罐进行实测，以推算出井中点的平面坐标，并对-370m中段～-490m中段已安装的罐道梁及罐道几何相关尺寸进行实测，以检查原井筒装备的安装精度和安装误差。

然后在-490m中段投放一根线至-522m中段（因井底有尾绳隔离装置，无法投放两根测量线），将-490m中段控制点经陀螺定向联系测量传递至-522m中段全站仪导线上，利用-522m联系测量成果，在-522m采用全站仪放样出井中点和井筒十字中心线点，以指导副井井筒延深段掘砌安工程施工。

4 测量方案的实施

根据确定副井延深段的测量方案，本次测量分两次进行，第一次测量时间为2020年6月3日，第二次为2020年6月6日，两次主要测量工作如下。

4.1 第一次测量工作

（1）从-370m中段投放两根垂线至-490m中段，对-370m～-481m中段之间罐笼侧25层罐道及钢梁实际尺寸进行了测量。

（2）在-370m中段已有导线边上进行陀螺测量，以求得陀螺常数，然后对-522m中段未知导线边进行陀螺定向测量，根据-370m中段求得陀螺常数计算出-522m中段未知导线边方位角。

（3）以在-370m中段测量控制点成果为基准，通过联系测量方式，将-370m中段的平面测量成果传递到-490m中段。

（4）将长150m的钢尺从-370m下放至-490m，分别在-370m中段和-490m中段同时进行高程测量，将-370m中段高程传递到-490m中段。

4.2 第二次测量工作

（1）从-490m中段下放一根18#细铁丝至-522m中段。

（2）在-490m中段导线边上进行陀螺测量，根据-370m中段求得陀螺常数可计算出-490m中段未知导线边方位角。

（3）分别在-490m中段和-522m中段对一根细铁丝线进行角度及距离测量，将相关的几何关系传递到-522m中段。

（4）从-490m中段下施工钢尺至-522m中段，分别在-370m中段和-490m中段同时进行高程测量，将-490m中段高程传递到-522m中段。

5 竖井延深精密定位测量

5.1 -522m延深段井筒施工测量

根据-522m中段的联系测量成果和实测井中坐标及其相关设计参数，采用高精度全站仪标定-522m井筒十字线，指导-522m以下延深段井筒的刷大和砌壁的施工。

5.2 -522m～-510m井筒段施工测量

采用单线投点联合陀螺经纬仪定向测量技术[2]，将-522m平面测量系统传递至-510m中段；平面定向结束后，在-510m井筒内下放1把50m钢尺，进行导入高程测量，将-522m的导线点的高程联测至-510m定向点上。利用-510m联系测量成果，采用高精度全站仪放样出-510m井筒十字线，以指导该井筒和计量硐室的施工。

5.3 延深井筒段安装测量

-510m～-522m井筒段和计量硐室砌壁结束后，采用高精度全站仪重新放样出井筒十字线，并在井壁和计量硐室帮壁上固定好测量标志。

罐道梁安装之前，在原安装的最下一层罐道梁上，投放卡线至-510m中段十字线位置，卡线下端配以适当重量的垂球，等垂线摆动趋于平稳之后，将-510m中段十字线投放至原安装的最下一层罐道梁上，投点结束后，检测十字线的相互关系，并与设计参数比较。经检测，其误差符合规范要求。

然后根据投放到原安装的最下一层罐道梁上十字线，定出延深段井筒罐道梁安装的6个测量点，以指导延深段井筒装备安装。

井筒装备安装结束后，经轻载试车，罐笼运行正常；后带负荷运行，罐笼运行平稳。至此，龙桥铁矿副井掘砌安竖井延深获得圆滿成功，其测量精度和质量等方面均符合规范要求，为该矿创造了巨大的经济和社会效益。

6 结语

该工程的顺利完成，为我们提供了许多值得借鉴的经验。

（1）竖井延深掘砌安精密定位测量，应有准确并优化了的测量方案和误差预计，使误差控制在容许范围内[3]。

（2）由于该工程采用单线投点联合陀螺定向技术，减少了测量人员在井下恶劣环境条件下的工作时间，减少了井筒的占用时间，提高了工效，缩短了工期，增加了企业的经济效益。

（3）井筒内联系测量时，井上、下必须明确专人负责，专人管理信号联系；进入井筒须配带安全带，并应特别警惕不要将物件掉入井筒，以确保人员、设备、设施安全。