I SS N 1671-2900第8卷 第1期 2008年1月 采矿技术 CN 43-1347/TD M ining Technol ogy, Vol . 8, No . 1Jan .
2008
井下控制测量的应用
温金山
(华锡集团铜坑矿, 广西南丹县 547207)
摘 要:介绍了矿山控制测量的作用。以铜坑矿2盲斜井的贯通工程为例, 论述了井下
控制测量所用的方法及注意事项, 并对新世纪矿山测量的发展进行了展望。关键词:矿山测量; 井下控制测量; 导线布设; 平面控制测量; 高程控制测量
#
测量学是人类长期生产实践中总结创造发展起来的一门历史悠久的科学, 是人类与大自然斗争的一种手段。随着科学技术的不断进步, 工程建设项目增加, 内容日趋复杂, 其对测量工作的要求也愈来愈高。矿山测量是矿山基建和生产过程中必不可少的一项技术基础工作、制测量、井巷施工测量、采场验收测量、移动的观测等。
中段、455m 中段到485水平, 底部为280水平, 相对高差205m , 斜距长486m , 设计坡度为25°, 断面规格为6m ×3. 5m 。92矿体的主要生
, 。
, 贯通, 施工难度大, 。工程于2005年5月全线贯通, 工程质量、贯通精度满足生产设计需要。2. 1 导线的布设
井下控制导线的布设也同地面一样有选点、埋点、测角、量边、坐标计算等。只是井下测量的作业与地面有明显的不同。因井下与地面的差异, 井下基本控制导线是以支导形式布设测定的, 其布设特点是:从局部来看, 是先测设工作控制导线, 后测设基本控制导线; 从整体看, 先测设基本控制导线, 后测设工作导线, 基本控制导线对工作控制导线起控制作用。当巷道增多, 出现有闭合、附合路线时, 再对基本控制导线进行闭合或附合导线测量。2. 2 平面控制测量
为避免井下环境、安全因及观测误差等因素影响精度。或个别方向由于通视不佳, 可能在观测中只好先行放弃, 待以后再补测。采用测回法分组进行观测。
在方向观测中, 当分成两组观测时, 每组的方向数应大致相等, 并包括两个共同方向(其中一个是零方向) , 以保证两组观测成果有可靠的联系和检核。由于两组方向观测联测了两个共同方向, 便产生一个测站条件, 这就是两组观测成果分别进行了方向观测的测站平差后, 它们的联测角值(两个共同方向盘的夹角值) 理论上应当相等。实际上, 由于存在观测误差, 它们一般是不相等的。因此, 根据
(下转第62页)
#
1 井下控制测量
在工程建设区域内, 以必要的精度测定一系列控制点的水平位置和高程, 建立起工程控制网, 作为一系列测量的依据, 这项测量工作称为控制测量。地面控制网的布网原则:由大到小逐级控制; 具有足够的密度; 具有足够的精度; 要有统一的技术规格。它一般是以三角网的形式布设。
井下控制测量也包括平面控制测量和高程控制测量。它的坐标系统及高程系统与地面坐标控制系统一致, 是由地面坐标系统和高程系统从井筒或斜井传递到井下, 求出与地面坐标系统一致的井下经纬仪导线的坐标。井下由于受巷道通视限制, 控制测量的作业与地面导线测量有明显的不同。井下机器作业使空气污染、光线暗淡、井巷限制、通视情况不好, 加之松石等安全因素, 测量工作较地面困难得多。如何克服上述因素, 保证矿山井巷贯通测量的质量, 是矿山测量工作者的重要任务。下面以铜坑矿2盲斜井的贯通测量论述井下控制测量的应用。
#
2 铜坑矿2盲斜井的贯通测量
2000年3月份, 铜坑矿2盲斜井贯通工程动
#
#
工。贯通工程经过305m 中段、355m 中段、405m
62
采矿技术 2008, 8(1)
段4m 。
经过压水试验、灌浆压力试验、浆液水灰比与变换、灌浆结束标准、回填封孔、对表层土体进行抬动变形观测等步骤, 共灌14孔, 计336m , 灌入水泥21681kg, 平均64. 5kg/m。
优于3m 的实验区。
(2) 检查孔资料成果分析。灌浆结束后, 在预定的位置打检查孔, J1、J2、J3视作单排检查孔, J4、J5、J6视作双排检查孔, 采取岩芯进行观察, 进行普
3 灌浆效果分析
3. 1 上部覆盖层(砂卵石层) 灌浆效果分析
(1) Ⅱ序孔的钻进揭露。在覆盖层范围内, 大
通压水试验, 以对灌浆质量进行检查鉴定。从压水试验来看, 孔距为3m 的单排型最差, 有3段超过5Lu, 孔距为3m 的双排型有1段超过5Lu; 孔距为2. 5m 的单、双排型有1段超过5Lu, 孔距为2m 的单、双排型均有小于5Lu, 透水率从灌浆前的平均值7. 7Lu 降到灌浆后的平均值3. 90Lu 。
部分孔都打出了大量的水泥结石体, 其单轴抗压强度经检验在10～200MPa 之间。
(2) 浆液的灌入量。由于同一地点的差异不是很大, 可以根据Ⅰ、Ⅱ序孔各孔段的单位灌入量来衡量灌浆效果。统计结果:Ⅱ序孔的耗浆量明显低于Ⅰ序孔。
(3) 压水试验。设检查孔做压水试验, 以透水率来反映其渗透性灌浆前为100～250Lu, 明显。3. 2 (1) 从灌浆过程中的资料成果分析。统计结果表明, 水泥耗量随孔序递减的趋势十分明显, 说明通过Ⅰ序孔的灌浆, 大的裂隙空间基本上得到了充填。因此, Ⅱ序孔的平均单耗从Ⅰ序孔的89. 13kg/m迅速减少到31. 5kg/m, 且孔距为2m 的实验区明显 (上接第59页)
两组观测的联测角值之差可以检核两组观测成果的质量。2. 3 高程控制测量
高程控制测量中, 虽然水准测量的精度为最好, 但其作业量较大, 工作效率较低且受地形起伏的限制, 有时很难甚至无法施测。故井下斜井贯通测量的高程控制一般采用三角高程测量, 它是应用三角学原理, 测定两点间水平距离和垂直角度来计算两点间的高差, 再从一点高程推算出另一点高程。垂直角是目标方向与同一垂面中水平线的夹角。巷道平坦处用水准测量测定导线的高程, 斜井及高差相差大的进方用三角高程测量测定导线点的高程。垂直角观测中有中丝法和三丝法两种。不论采用中丝法还是三丝法, 观测量要注意如下事项:
(1) 同一目标必须照准同一部位;
(2) 每次读数时, 必须检查垂直水准气泡是否
4 结 语
(1) 设计要求达到的试验指标, 透水率≤5Lu,
经用水泥灌浆后, , 2m 双说明帷幕防渗阻水效, 只能采用孔口封闭孔内循, 每段灌浆结束时必须闭浆, 否则, 回吐浆量大, 对灌浆质量有严重影响。
(3) 水工建筑物施工后, 在廊道内灌浆必须建立抬动、变形观测网, 严防地层产生有害抬动及坝基沿下部软弱夹层产生顺层滑移, 以确保坝体安全。
(收稿日期:2007-06-10)
作者简介:彭清源(1964-) , 男, 湖南祁东人, 注册岩土工师, 主要从事岩土工程的勘察、设计、研究和施工管理。
严密居中;
(3) 量取仪器高。
3 井下控制测量的发展展望
展望21世纪, 矿山测量将在以下方面得到发展:
(1) 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步提高, 其应用范围将进一步扩大, 影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强;
(2) 在变形、岩体移动观测数据处理方面, 将发展基于知识的信息化系统;
(3) 多传感器的配合测量系统将得到迅速发展和广泛利用, 如GPS 、北极星等全球定位系统技术将紧密结合工程项目, 在勘测、设计、施工等控制管理中发挥极大作用;
(4) 数据处理中数学物理模型的建立、分析将成为控制测量中的重要内容。
I SS N 1671-2900第8卷 第1期 2008年1月 采矿技术 CN 43-1347/TD M ining Technol ogy, Vol . 8, No . 1Jan .
2008
井下控制测量的应用
温金山
(华锡集团铜坑矿, 广西南丹县 547207)
摘 要:介绍了矿山控制测量的作用。以铜坑矿2盲斜井的贯通工程为例, 论述了井下
控制测量所用的方法及注意事项, 并对新世纪矿山测量的发展进行了展望。关键词:矿山测量; 井下控制测量; 导线布设; 平面控制测量; 高程控制测量
#
测量学是人类长期生产实践中总结创造发展起来的一门历史悠久的科学, 是人类与大自然斗争的一种手段。随着科学技术的不断进步, 工程建设项目增加, 内容日趋复杂, 其对测量工作的要求也愈来愈高。矿山测量是矿山基建和生产过程中必不可少的一项技术基础工作、制测量、井巷施工测量、采场验收测量、移动的观测等。
中段、455m 中段到485水平, 底部为280水平, 相对高差205m , 斜距长486m , 设计坡度为25°, 断面规格为6m ×3. 5m 。92矿体的主要生
, 。
, 贯通, 施工难度大, 。工程于2005年5月全线贯通, 工程质量、贯通精度满足生产设计需要。2. 1 导线的布设
井下控制导线的布设也同地面一样有选点、埋点、测角、量边、坐标计算等。只是井下测量的作业与地面有明显的不同。因井下与地面的差异, 井下基本控制导线是以支导形式布设测定的, 其布设特点是:从局部来看, 是先测设工作控制导线, 后测设基本控制导线; 从整体看, 先测设基本控制导线, 后测设工作导线, 基本控制导线对工作控制导线起控制作用。当巷道增多, 出现有闭合、附合路线时, 再对基本控制导线进行闭合或附合导线测量。2. 2 平面控制测量
为避免井下环境、安全因及观测误差等因素影响精度。或个别方向由于通视不佳, 可能在观测中只好先行放弃, 待以后再补测。采用测回法分组进行观测。
在方向观测中, 当分成两组观测时, 每组的方向数应大致相等, 并包括两个共同方向(其中一个是零方向) , 以保证两组观测成果有可靠的联系和检核。由于两组方向观测联测了两个共同方向, 便产生一个测站条件, 这就是两组观测成果分别进行了方向观测的测站平差后, 它们的联测角值(两个共同方向盘的夹角值) 理论上应当相等。实际上, 由于存在观测误差, 它们一般是不相等的。因此, 根据
(下转第62页)
#
1 井下控制测量
在工程建设区域内, 以必要的精度测定一系列控制点的水平位置和高程, 建立起工程控制网, 作为一系列测量的依据, 这项测量工作称为控制测量。地面控制网的布网原则:由大到小逐级控制; 具有足够的密度; 具有足够的精度; 要有统一的技术规格。它一般是以三角网的形式布设。
井下控制测量也包括平面控制测量和高程控制测量。它的坐标系统及高程系统与地面坐标控制系统一致, 是由地面坐标系统和高程系统从井筒或斜井传递到井下, 求出与地面坐标系统一致的井下经纬仪导线的坐标。井下由于受巷道通视限制, 控制测量的作业与地面导线测量有明显的不同。井下机器作业使空气污染、光线暗淡、井巷限制、通视情况不好, 加之松石等安全因素, 测量工作较地面困难得多。如何克服上述因素, 保证矿山井巷贯通测量的质量, 是矿山测量工作者的重要任务。下面以铜坑矿2盲斜井的贯通测量论述井下控制测量的应用。
#
2 铜坑矿2盲斜井的贯通测量
2000年3月份, 铜坑矿2盲斜井贯通工程动
#
#
工。贯通工程经过305m 中段、355m 中段、405m
62
采矿技术 2008, 8(1)
段4m 。
经过压水试验、灌浆压力试验、浆液水灰比与变换、灌浆结束标准、回填封孔、对表层土体进行抬动变形观测等步骤, 共灌14孔, 计336m , 灌入水泥21681kg, 平均64. 5kg/m。
优于3m 的实验区。
(2) 检查孔资料成果分析。灌浆结束后, 在预定的位置打检查孔, J1、J2、J3视作单排检查孔, J4、J5、J6视作双排检查孔, 采取岩芯进行观察, 进行普
3 灌浆效果分析
3. 1 上部覆盖层(砂卵石层) 灌浆效果分析
(1) Ⅱ序孔的钻进揭露。在覆盖层范围内, 大
通压水试验, 以对灌浆质量进行检查鉴定。从压水试验来看, 孔距为3m 的单排型最差, 有3段超过5Lu, 孔距为3m 的双排型有1段超过5Lu; 孔距为2. 5m 的单、双排型有1段超过5Lu, 孔距为2m 的单、双排型均有小于5Lu, 透水率从灌浆前的平均值7. 7Lu 降到灌浆后的平均值3. 90Lu 。
部分孔都打出了大量的水泥结石体, 其单轴抗压强度经检验在10～200MPa 之间。
(2) 浆液的灌入量。由于同一地点的差异不是很大, 可以根据Ⅰ、Ⅱ序孔各孔段的单位灌入量来衡量灌浆效果。统计结果:Ⅱ序孔的耗浆量明显低于Ⅰ序孔。
(3) 压水试验。设检查孔做压水试验, 以透水率来反映其渗透性灌浆前为100～250Lu, 明显。3. 2 (1) 从灌浆过程中的资料成果分析。统计结果表明, 水泥耗量随孔序递减的趋势十分明显, 说明通过Ⅰ序孔的灌浆, 大的裂隙空间基本上得到了充填。因此, Ⅱ序孔的平均单耗从Ⅰ序孔的89. 13kg/m迅速减少到31. 5kg/m, 且孔距为2m 的实验区明显 (上接第59页)
两组观测的联测角值之差可以检核两组观测成果的质量。2. 3 高程控制测量
高程控制测量中, 虽然水准测量的精度为最好, 但其作业量较大, 工作效率较低且受地形起伏的限制, 有时很难甚至无法施测。故井下斜井贯通测量的高程控制一般采用三角高程测量, 它是应用三角学原理, 测定两点间水平距离和垂直角度来计算两点间的高差, 再从一点高程推算出另一点高程。垂直角是目标方向与同一垂面中水平线的夹角。巷道平坦处用水准测量测定导线的高程, 斜井及高差相差大的进方用三角高程测量测定导线点的高程。垂直角观测中有中丝法和三丝法两种。不论采用中丝法还是三丝法, 观测量要注意如下事项:
(1) 同一目标必须照准同一部位;
(2) 每次读数时, 必须检查垂直水准气泡是否
4 结 语
(1) 设计要求达到的试验指标, 透水率≤5Lu,
经用水泥灌浆后, , 2m 双说明帷幕防渗阻水效, 只能采用孔口封闭孔内循, 每段灌浆结束时必须闭浆, 否则, 回吐浆量大, 对灌浆质量有严重影响。
(3) 水工建筑物施工后, 在廊道内灌浆必须建立抬动、变形观测网, 严防地层产生有害抬动及坝基沿下部软弱夹层产生顺层滑移, 以确保坝体安全。
(收稿日期:2007-06-10)
作者简介:彭清源(1964-) , 男, 湖南祁东人, 注册岩土工师, 主要从事岩土工程的勘察、设计、研究和施工管理。
严密居中;
(3) 量取仪器高。
3 井下控制测量的发展展望
展望21世纪, 矿山测量将在以下方面得到发展:
(1) 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步提高, 其应用范围将进一步扩大, 影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强;
(2) 在变形、岩体移动观测数据处理方面, 将发展基于知识的信息化系统;
(3) 多传感器的配合测量系统将得到迅速发展和广泛利用, 如GPS 、北极星等全球定位系统技术将紧密结合工程项目, 在勘测、设计、施工等控制管理中发挥极大作用;
(4) 数据处理中数学物理模型的建立、分析将成为控制测量中的重要内容。