[发明专利]一种超千米立井测量投点方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种超千米立井测量投点方法。

背景技术

平煤神马集团本部大部分矿井已经进入或即将进入三水平开采，原有的矿井系统已经无法满足三水平开采的需要。要实现矿区持续发展和扩大再生产，就必须建设三水平独立或与一、二水平共同使用的进、回风井井筒和三水平巷道系统，以满足三水平采煤的需要。为此，平煤神马集团公司各矿设计建设深度超千米的立井井筒，测量上面临着超千米投点这一新课题。由于井深、淋水大等因素容易造成投点精度低，从而导致误贯通，巷道需要调整才能使用，延误投产工期，造成经济损失。

我处施工的平煤神马四矿三水平进风井井深1146.4米，淋水大于34m³/h，风流、淋水对投点钢丝的影响很大，投点困难，国内外没有超千米井筒测量投点经验可以借鉴。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超千米立井测量投点方法。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种超千米立井测量投点方法，包括以下步骤：

1)地面下线孔投点位置的选择

将投点位置选择在主、副罐笼东、西两侧，距井壁0.6m，距主、副罐笼口0.8m；

2)地面连接测量

采用5″级导线连接至连接点上；

3)投点

选择直径2.0mm的碳素弹簧钢丝，使用直径0.8m、深1.5m的水桶，注入稳定液水，加锯沫，并对钢丝下挂垂球后的钢丝伸长值ΔL采用下式进行计算，确保一次试挂成功：

式(1)中：K为受力9.81N/㎏时，每米钢丝的伸长值；L为钢丝悬挂长度；Q为垂球和带挂钩的底盘总质量；C₁为垂球相对密度；C₂为稳定液相对密度；

4)下钢丝

由下线孔内下钢丝，待钢丝到达距井底4-6m时，挂上垂球，之后乘坐罐笼，以1～1.5m/s的速度，自上而下检查钢丝自由悬挂情况两次，确保投点可靠性；

5)单重摆动投点

采用标尺法单重摆动投点：在井下定向点陀位置安置全站仪，观测摆动垂球线在标尺上的读数，然后算出垂球线在标尺上稳定位置的读数，在井下连接测角时，即照准该读数，而不瞄准垂球线；标尺安置在靠近垂球线且与全站仪视线大致垂直的特设木架上，观测摆动时，人为使垂球线平行标尺摆动，摆幅控制在100mm以内为宜，然后按垂球线摆动的最外缘，在标尺上连续读取13个以上的奇数读数，用下式计算垂球线稳定位置在标尺上的读数N₀：

检核公式为

式(2)和(3)中：l₁，l₂，…，l_n为垂球线摆动时的左缘标尺读数，连续读n个；r₁，r₂，…，r_m为垂球线摆动时的右缘标尺读数，连续读m个；l_平，r_平分别为上述左右缘读数的平均值；n＝m+1，n+m＞13；按上述方法观测两次，其稳定位置读数互差不得超过1mm，取其平均值作为最后结果。

步骤3)中，碳素弹簧钢丝的标称抗拉强度为723～728MPa，悬挂垂球质量为430～440㎏。

步骤3)中，式(1)中：K为受力9.81N/㎏时，每米钢丝的伸长值，0.0016cm；L为钢丝悬挂长度，1146.4m；Q为垂球和带挂钩的底盘总质量，240㎏；C₁为垂球相对密度，7.3；C₂为稳定液水的相对密度为1。

步骤3)中，桶口加盖板挡水防摆动，投点时停止风机运转。

本发明结合井筒的实际情况对投点方法精度进行分析研究，投点采用单重摆动投点中的标尺法，投点时钢丝选用直径2.0mm的高强碳素弹簧钢丝，加大垂球重量到240kg，并将垂球放入加水的大水桶中，水中掺锯末来减小垂球摆幅，使垂球线保持较稳定状态，投点精度小于20mm，完全满足《矿山测量规程》规定的投点精度；

通过本发明的投点方法实现了平煤神马集团公司四矿三水平轨道下山和皮带下山安全精确贯通，贯通导线全长约13000米。并且将该投点方法应用到平煤神马集团公司十矿三水平进风井(设计1100米)井筒，同样实现了十矿三水平己组轨道下山贯通导线全长14500米的安全精确贯通。具体地，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：