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贯通设计
太原理工大学继续教育学院
毕业设计(论文)任务书
毕业设计(论文)题目:
毛家庄煤矿082采区运输上山贯通测量设计
毕业设计(论文)要求:
摘要
内容摘要:
本文介绍了贯通测量的原理分类和允许偏差,及其工作步骤、误差预测、施测规则的具体应用。
关键词:
贯通测量原理分类误差预计
Contentabstract:
Thisarticleintroducedthepenetrationsurveyprincipleclassificationandtheallowabledeviation,andtheworkstep、theerrorforecast、executesmeasurestheruletheconcreteapplication.
Keyword:
PenetrationsurveyPrincipleclassification
Erroneousestimate
第一章:
基本情况
第二章;工程概况
1、矿区概况
2、井下概况
3、自然地理
4、地质构造
5、工程概况
第三章:
贯通实测误差预计
1、贯通路线长度
2、贯通方案的选择
3、贯通测量方法
4、贯通误差预计
第四章:
提高精度的措施
主要参考文献
1、李青岳:
工程测量学,北京:
测绘出版社,1995.6
2、能源部:
《煤矿测量规程》,煤炭工业出版社,1989。
3、《煤矿测量手册》(修订本),煤炭工业出版社,1988。
4、《矿山测量学》普通高校教材,1985。
5、黄盛发等编,《矿山测绘》,北京:
煤炭工业出版社,1995。
6、《毛家庄矿详查最终地质报告》,山西省煤田地质公司一四三队,1984.6
7、《煤矿安全质量标准化及考核评级办法实用手册》,人民日报出版社,2010.3
第一章:
基本情况
本设计为毛家庄煤矿082采区采区运输上山,主要作用是采区投入使用后,为采区运输原煤至煤仓的巷道贯通所做的设计,为加快掘进进度,该巷道采用对向掘进。
本设计分四章。
第一章为基本情况,主要叙述贯通测量的方法和内容;第二章为贯通测量的工程概况;第三章为贯通实测误差预计;第四章提高测量的精度的措施;
本设计由于水平有限,可能存在不足或者错误的地方,恳请老师提出批评和指正。
第二章工程概况
一、矿井概况
1、交通位置
山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司位于柳林县城西北6km处的贾家垣村南侧,行政区划属柳林县柳林镇。
其地理坐标为东经110°51′23″~110°53′31″,北纬37°27′02″~37°28′16″。
井田东南距柳林县城4Km,307国道离军高速公路和孝柳铁路均由井田南侧通过。
井田东部有简易公路与307国道相连,井田距307国道4Km,距离军高速公路5.3Km,距孝柳铁路穆村站8km,交通运输较为便利(见交通位置图1-1-1)。
2、地形、地貌
本井田地处吕梁山区,为典型的黄土高原侵蚀地貌,地表切割强烈,黄土梁峁绵延起伏,冲沟密集而狭窄,形态多呈“V”字形,与黄土梁、峁、垣相间分布,常见陡崖、黄土残柱及陷穴等微地貌景观。
综观井田地形,总体为北高南低。
井田内地形最高点位于井田西北部,标高1047.20m。
最低点位于井田西南边界处沟谷中,标高840.00m。
最大相对高差207.20m。
3、地质构造
离柳矿区位于河东煤田中部,基本上是一向西倾斜的单斜构造,东部发育大的宽缓褶曲,成为矿区控制性构造。
褶曲自东而西有离石—中阳向斜、王家会背斜、三交—柳林单斜,其间伴生有炭窑沟、朱家店、湍水头等较大断层。
王家会背斜由于隆起部位遭受长期剥蚀,其上含煤地层不复存在,而背斜东部分离出离石煤盆地。
离柳矿区以北和以南,构造应力较为强烈,发育了汉高山断层带和紫荆山断层带。
而中部产生了离石鼻状构造,本构造以离石—聚财塔一线为转折线,形成了一个弧顶向西突出的弧状褶曲。
这个弧状褶曲在三交、柳林区表现明显,在转折线以北的三交区,地层走向由北东转向北北东至南北向,而转折线以南的柳林区,则由南北转向北北西至北西。
在鼻轴(转折线)部位由于张力作用产生了一个东西向的张性断裂带,即聚财塔断层和聚财塔南断层组成的地堑构造,断距130-255m。
井田位于河东煤田中段,区域构造位置处于吕梁山复背斜之次级构造王家会背斜西翼,受其影响井田范围总体呈一走向北北西至北西,倾向南西的单斜构造,局部略有次级起伏。
地层倾角平缓,为3°~10°左右,井田内未发现断层、陷落柱等其他构造现象,亦未发现岩浆侵入现象。
井田总体构造属简单类型。
4、河流与水系
本井田属黄河流域三川河水系。
三川河为井田附近最大河流,它的上游是北川河、东川河和南川河,在离石交口镇汇合后,称为三川河,三川河发源于吕梁山脉的最高分水岭(分别为上顶山、骨脊山、赤坚岭),河流全长168km,流域面积4161km2,从本井田南面流过,在石西镇的两河口注入黄河。
据井田以西的后大成水文站1956-1980年观测资料,三川河多年平均年径流量2.88亿m3,平均径流模数2.23L/s.km2,洪水期最大流量为2260m3/s。
井田范围内无大的河流,只有数条东西向的微小溪流,雨季流量稍大,遇大雨则洪流暴发,携带大量泥沙向下游直泻,雨后流量锐减,7~9月份流量占全年总流量的50~70%。
枯水的冬、春季节,流量甚小,甚至干涸。
黄河从井田西界外约10km处流过,河底高程610.00-650.00m,流向由北向南,据吴堡水文站1952—1977年资料,年平均流量924.4m3/s,最大流量19500m3/s。
5、气象
井田地处晋西北黄土高原,为大陆性季风气候,属暖温带半干旱地区。
气温变化昼夜悬殊,四季分明。
降水量有限,多呈干旱状态。
冬春两季多西北风少雪雨。
而夏季雨量集中,有时出现洪水灾害。
据柳林县气象局1981-1990年气象观测资料,各项气象要素特征如下:
(一)气压
12月最高,平均为928.8mb,7月份最低,为910.6mb,全年平均值920.1mb。
(二)气温
年平均气温10.5℃,1月份最低,平均为-6.9℃,极端最低气温为-21℃(1984年12月24日);7月份最高,平均为24.6℃,极端最高气温达38.1℃(1985年7月18日)。
平均值相差31.5℃。
一般降至0℃时间在10月中旬,回升至0℃的时间在翌年4月中旬。
(三)降水量及蒸发量
多年平均降水量为464.2mm,历年最大降水量为577.7mm,最小为373.5mm。
日最大降水量为58.1mm(1988年6月9日)。
雨量集中于6-9月份,占全年总降水量的60%。
多年平均蒸发量为1888.7mm(4-8月蒸发量最大),年蒸发量最高为2171.7mm(1988年),最低为1766.2mm(2002年),蒸发量大于降水量。
(四)风向及风速
风向多为西北风,风速历年平均2.5m/s,最大月(3—5月)平均3.1m/s,最小月(8月)平均2.2m/s。
(五)霜期、雪期及冻土期
初霜期在10月上旬,终霜期在翌年3月底。
平均无霜期194天。
初雪期平均为11月下旬,终雪期为翌年3月底,一次最大积雪厚度为14.30cm。
深处最早冻结在11月26日,最晚解冻为翌年4月1日。
井田内最大冻土深度111cm。
6、地震
据国家《建筑防震设计规范》(GB50011-2001),本区地震基本烈度为Ⅵ度。
设计地震动峰值加速度为0.05g。
据历史记载,本区及附近未发生过大地震。
只在1829年4月(清道光九年三月)离石发生过5.25级地震,震中位置为北纬37°30′,东经111°12′。
7、社会经济状况
柳林县地处吕梁山西麓、黄河东岸,境内山水环抱,自然环境优美,物产资源丰富,共有煤、铁、铝、石灰石、石膏、花岗岩等矿产资源15种,其中煤炭探明储量达54亿吨,年原煤生产能力达到1100万吨。
盛产红枣,年产量5000万公斤。
柳林是山西经济发展较快的县份之一,是晋西重要的交通枢纽,是山西重要的主焦煤生产基地。
现辖八镇七乡,土地面积1287平方公里,人口29万。
在改革开放大潮的推动下,柳林的发展突飞猛进,经济持续快速健康发展,综合实力显著增强,城乡面貌变化巨大,人民生活水平稳步提高,社会事业全面进步。
二、贯通工程概况
毛家庄煤矿始建于1984年,至1988年建成。
毛冢庄煤矿现有开拓水平1个,分别为+780水平。
+780水平采用斜井开拓,新建筑水仓、泵房,水泵提升式排水。
开采范围是标高±780——+610米,南北走向,采用走向长壁式采煤。
为了更好地为国民经济建设服务,结合矿井实际情况,开拓布设新采区,进行采区接替。
开展082采区设计,决定贯通082采区的运输上山,现就082运输上山工程贯通详情进行说明。
采区名称
082采区
巷道设计长度
400m
巷道名称
082采区运输上山
巷道布置
根据测量所放中线,在08北配风巷导线点8619以北143米处开口,以K18煤层的顶板作为巷道的顶板施工082采区运输上山。
巷道用途
082采区运煤、行人及进风。
煤岩类别
半煤
巷道方向
按中线施工
中左
1200
中右
1200
坡度
沿K18煤层的顶板施工
道床(mm)
270
净高(mm)
2150
全高(mm)
2470
起点实测标高
8.5
终点设计标高
151.8
装矸方式
耙矸机装岩
支护方式
采用锚网喷支护
通风方式
FD-N05/11局部通风机压入式通风
所需风量
210m3/min
所需设备
7655风钻3台、备用一台,FD-N05/11局部通风机一台、甲烷传感器2台,风镐一台,P-30B耙矸机一台,JD-25kw绞车一台
预计开工日期
2011年4月上旬
预计竣工日期
2011年10月
2、贯通路线
贯通线路示意图
28北大巷A1点
780主石门
±780水平车场
28北大巷
暗副斜井
08主石
门控制点
082运
输上山
08北配风巷22点
08北配风巷
28北大巷
第三章:
实测贯通误差预计
1、贯通线路长度
贯通从±0水平主石门控制点(04点、06点)开始布置导线,巷道由28北大巷A1点施工下山和22点施工上山,施工至082专用运输上山K点贯通。
由082专用运输上山开口处预计于2011年1月开工,082专用运输下山开口处预计于2011年3月中旬开工。
井下平巷总长3781m,斜巷总长1279m(贯通线路总长5060m),其中暗副斜井倾角22˚,082运输上山倾角倾角21˚。
2、贯通误差要求
根据《矿山测量规程》附录1中规定及巷道的用途和性质,轨道巷贯通时,对于平巷,腰线间的允许偏差应要求严一些,可采用0.2米;对于斜巷,中线间的偏差应要求一些,也可以采用0.2米。
根据实际情况,在上山K点处贯通,在重要方向X′轴上误差不大于±0.40米,高程误差不大于±0.4米
3、贯通方案的选择
矿区采用柳林南山公园国家二等点做为起算点;矿区内平面控制测量采用二级小三角网控制,采用三角网的主要技术要求
等级
平均边长(km)
测角中误差(")
起始边边长相对中误差
最弱边边长相对中误差
二等
9
±1
1/30万
1/12万
三等
5
±1.8
1/20万
1/8万
四等
2
±2.5
1/12万
1/4.5万
一级小三角
1
±5
1/8万
1/2万
二级小三角
0.5
±10
1/2万
1/1万
高程控制测量采用S1水准仪四等水准高程控制测量,
矿井联系测量采用斜井定向(一井定向),由地面控制点将地面坐标、高程导入井下,井下联系测量采用7"级导线至井下各水平主要运输大巷,
《煤矿测量规程》规定的联系测量的主要精度
联系测
量类型
限差项目
要求精度
备注
几何
定向
由近井点推算两次独立定向结果的互差
一井定向:
<2"
两井定向:
<1"
井田一翼长度小于300米的小矿井,可适当放宽限差,但不得超过10"
导入高
程测量
两次独立导入高程的互差
H—井筒长度 井下平面控制网均以导线形式布设。 按规程规定可分为基本控制导线和采区控制导线两类,均应布设成闭(附)合导线或复测支导线,基本控制导线是矿井的首级控制导线,并能满足一般贯通工程的要求。 本设计中贯通起始数据采纳了井下主要巷道永久性点作为起始数据。 相关技术指标参数见下表 井下控制测量技术参数 导线类型 测角中误差 一般边长(米) 最大相对闭合差 闭合导线 复测支导线 基本控制 ±7" ±15" 40~140 30~90 1/8000 1/6000 1/6000 1/4000 采区控制 ±30" ±45" -- -- 1/3000 1/2000 1/2000 1/1500 井下高程测量限差要求 水准测量等级 水准支线往返测量的高差不符值 闭、附合路线的高程允许闭合差 Ⅰ Ⅱ ±15mm√R ±30mm√R ±24mm√L 根据矿井具体条件,可由下表选定基本控制导线和采区控制导线的施测规格。 导线类别 测角中误差(") 适用条件 基本控制 ±7" 井下导线起算边至最弱点的导线长度大于5公里或采区走向长度为1.5公里左右的矿井 ±15" 井下导线起算边至最弱点的导线长度大于3公里或者采区走向长度1.0公里左右的矿井 采区控制 ±30" 走向长度为1.5公里左右的大采区 ±45" 走向长度为1.0公里左右 矿井中、腰线在巷道施工中中线主要是指定掘进方向,腰线是指定掘进坡度,在巷道施工中占很重要的位置测量人员一定按规定完成中、腰线的标定。 巷道中线采用标定方法是一般采用经纬仪拨角法,当条件比较苛刻事用瞄线法和拉线法完成,腰线标定一般用垂线法。 中线标定方法: 经纬仪法,1、2、3、点是已经定好的中线点,4、5、6点为上次定好的中线点,5点是被检查的导线点。 将仪器安置在导线点2,检查标定点5的水平角。 若实测值与上次测值符合《煤矿测量规程》规定,就继续延长中线。 如果中线方向不边。 仪器就安置在点5,后视点2,拨角180˚标定出7、8、9点。 如果受现场某些因素影响经纬仪法标定不便时也可以采用瞄线法和拉线法 6 5 4 2 3 7 9 8 1 当贯通巷道只剩下15—20米岩巷或20—30米煤巷时,测量人员应以书面报告(巷道贯穿联系通知单)矿井各部门和掘进队技术负责人,以便采取相应的安全措施。 4、测量方案选定 第一次观测时,平巷采用T2经纬仪(2″)测角,钢尺丈量边长,上山采用全站仪观测。 由于0水平主石门风量较大,因此把导线布设在巷道底板,全站仪观测两次对中。 第二次测量全部采用DTM-352C全站仪观测。 平巷的高程采用S3水准仪测量,两上山采用三角高程测量。 预计在082运输上山K点处贯穿。 设计用15″基本控制导线。 贯通前的准备都有 1)、详细检查设计图纸,验算与测量有关数据,核对图上的平面坐标和高程系统、几何关系及设计与现场是否符合 2)、确定中、腰线的标定数据,在当贯通巷道只剩下50米时,计算贯通是否符合调整范围,是否进行调整。 3)、对起算数据进行对算检查,验算巷道设计时和掘进至当前贯通面数据差值。 5、贯通测量方法 工程施工阶段 仪器工具 型号及编号 施测方法 限差要求 控制点连线测 尼康全站仪 DTM-352C-015200 方向观测法 ±5"级导线 地面控制测量 T2经纬仪 WILD-300113 三角测量和水准测量 二级小三角 矿井联系测量 尼康全站仪 DTM-352C-015200 三角测量 ±5"级导线 井下控制测量 T2经纬仪 WILD-300113 三角测量和水准测量 ±7"级导线 井下施工测量 J6经纬仪 TDJ6E-423731 极坐标法 ±30"级导线 备注: 边长小于20米三个测回 6、贯通测量误差预计 贯通误差预计分析采用理论公式来估算各项误差参数。 1贯通分析 贯通测量误差预计是对贯通精度的一种估算。 它不是预计贯通时间偏差的大小,而是预计贯通偏差最大可能出现的限度。 因此误差预计只有概率上的意义。 《煤矿测量规程》规定,进行重要贯通测量时应做误差预计。 根据《矿山测量规程》规定和矿山测量学理论分析,本类贯通Yˊ方向对巷道用途无影响,只需要进行Xˊ方向和高程控制和误差预计。 2贯通误差预计 (1)高程误差预计 平巷中采用水准高程测量,水准高程测量误差: mH水=±mhL 注: mhL为没公里水准中误差,按规程规定取mhL=50mm, R为平巷总长度,单位为Km。 因此mH水=±mhL =±50 =±97mm 斜巷采用三角高程测量,三角高程测量误差: mH经=±mhL 注: mhL为每公里高程中误差,因本矿无实际mhL误差参数按规程规定取mhL=100mm; L为三角高程测量总长度,单位为Km。 因此mH经=±mhL =±100 =±114mm 由上可以知道该贯穿点高程中误差: mH=± =± =±150mm 预计误差mH预=2mH=±300mm (2)重要方向误差预算 假定重要贯通方向为Xˊ按《煤矿测量规程》和《矿山测量学》的有关规定,本设计误差预计采用15˝基本控制导线预计,因此取Mβ=15˝经验数值a=0.0004(平巷),b=0.0008(斜巷),P=2.06105在贯通导线设计误差预计图(1: 2000)上图解Ry,lcos2α值如下表: 点名 Ry R2y 点名 Ry R2y 04 578.09 334188.0481 0810 452.16 204448.6656 06 434.71 188972.7841 0811 455.56 207534.9136 0853B 424.86 180506.0196 0812 454.36 206443.0096 0853A 419.4 175896.36 0813 456.6901 208565.8474 0853 400.7 160560.49 0814 457.48 209287.9504 0854 397.15 157728.1225 0815 456.12 208045.4544 0855 391.78 153491.5684 0816 464.2 215481.64 0856 386.91 149699.3481 0817 458.69 210396.5161 0858 382.52 146321.5504 0818 460.54 212097.0916 0859 381.81 145778.8761 0819 463.65 214971.3225 0861 374.082 139889.6139 0820 463.303 214649.6698 0862 360.29 129808.8841 0821 465.46 216653.0116 0862A 426.1635 181615.3287 0822 468.0001 219024.0936 0805 435.6998 189834.3157 临1 694.04 481691.5216 0806 447.96 200668.1616 临2 706.64 499340.0896 0807 450.9803 203383.231 临3 694.77 482705.3529 0808 451.5657 203911.5814 L01 686.06 470678.3236 0809 453.21 205399.3041 L02 650.59 423267.3481 点名 Ry R2y 点名 Ry R2y L03 388.54 150963.3316 2060 224.12 50229.7744 临4 133.16 17731.5856 827 212.67 45228.5289 T045 47.19 2226.8961 828 210.17 44171.4289 T046 24.93 621.5049 829 212.72 45249.7984 T047 21.933 481.056489 830 230.55 53153.3025 T048 27.54 758.4516 2066 242.12 58622.0944 820 9.54 91.0116 831 238.08 56682.0864 821 62.92 3958.9264 2069 214.07 45825.9649 822 113.77 12943.6129 2071 159.37 25398.7969 823 160.51 25763.4601 832 155.9 24304.81 2000 205.81 42357.7561 2073 134.16 17998.9056 824 215.4 46397.16 833 123.92 15356.1664 2051 225.64 50913.4096 A1 121.16 14679.7456 2053 257.7405 66430.16534 2054 268.66 72178.1956 2055 274.02 75086.9604 825 267.7 71663.29 ∑R21-46A 9552290.1003 826 248.77 61886.5129 边名 lcos2α 边名 lcos2α 边名 lcos2α 临4-L03 16.9 0862A-0862 47.8 822-823 3.9 L03-L02 17.1 0862-0861 128.8 823-2000 3 临4-T45 6.5 0861-0859 67.4 2000-824 10.9 K-0822 0.3 0859-0858 38.8 824-2051 30.3 ∑斜 40.8 0858-0856 140.7 2051-2053 142.5 0822-0821 35.1 0856-0855 49.1 2053-2054 52.5 0821-0820 49.3 0855-0854 69.4 2054-2055 59.2 0820-0819 60.8 0854-0853 43 2055-825 66 0819-0818 14.4 0853-0853A 116.1 825-826 90.9 0818-0817 46.2 0853A-0853B 167.5 826-2060 82.8 0817-0816 12.5 0853B-06 11.6 2060-827 5
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