专利名称：垂直加斜溜井的掘进方向测量方法
技术领域：
本发明涉及一种垂直加斜溜井的掘进方向测量方法，尤其涉及利用简单易携带的
测量工具，在反掘垂直加斜溜井时能准确测量掘进方向的掘进方向测量方法。
背景技术：
在矿山施工中，经常会利用溜井来传溜放矿石等。用溜井溜放矿石的方法，具有简 单方便、通过能力大、充分节省能源、成本低且能够储存矿石等优点，而且，其与平硐、竖井、 斜坡道等相互配合，可以构成各种各样灵活有效的开采方案，因此在矿山中得到了广泛的 应用。通常采用的溜井有直溜井和斜溜井，但在最近的矿山中将直溜井和斜溜井相结合的 所谓垂直加斜溜井的混合式溜井越来越多。 当挖掘如图1所示的下部为垂直溜井、上部为斜溜井的垂直加斜溜井时，通常是 先挖掘位于垂直溜井下部的水平井道，再从水平井道内依次挖掘垂直溜井及斜溜井，即采 用从下到上的所谓反掘挖掘法的溜井挖掘方法。在反掘垂直加斜溜井的过程中，当完成垂 直溜井的挖掘工作后，需要准确地测量并确定斜溜井的挖掘方向，这对于斜溜井的施工是 至关重要的。虽然已经开发了很多能够准确地测量确定斜溜井的各种挖掘方向的自动化 仪器设备，但这些仪器设备都比较昂贵或者不宜携带，因此，有些施工现场不会准备这些仪 器。 因此，在矿井下缺少明显的参照物，又缺乏精准且昂贵的自动化测量仪器的情况 下，利用简单且易携带的通用测量仪器来准确地测量确定斜溜井的掘进方向，成为施工现 场亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的上述问题而做出的，其目的在于提供一种利用简
单且易携带的通用测量仪器就能够准确地测量并确定斜溜井的掘进方向测量方法。 为了实现上述发明目的，本发明提供的一种垂直加斜溜井的掘进方向测量方法，
包括垂直溜井挖掘步骤，在已挖好的水平井的规定位置处，按照预先设计好的垂直方向位
置向上方挖掘垂直溜井，直至挖掘到垂直溜井的设计高度；搭设测量平台步骤，在比垂直溜
井的高度低的水平平面上，等间距地在垂直溜井的井壁内加工出多个钻孔，并在钻孔中分
别插入并固定支撑构件，然后在支撑构件上安装平板；小距离掘进步骤，沿着垂直溜井按照
设计的方位和坡度小距离掘进，并以该段溜井通道用来作为以后操作的进一步参考点；方
位确定步骤，首先按设计方位在垂直溜井地板上确定两点，然后用垂线引至斜溜井顶板并
标注，并按标注位置打两个钻孔，塞入木桩，再用垂线引到两个木桩上并固定好，测量出水
平距离；坡度确定步骤，用钢尺确定标高并引到两个木桩上，然后根据设计坡度计算出两个
木桩到斜溜井的腰线的垂直距离并且做好记号，沿着该记号用施工线绳引出设计坡度面。 此外，优选的是，在所述小距离掘进步骤中，利用悬挂罗盘，按照设计的方位和坡
度掘进2炮。
本发明充分利用现有的简单的测量仪器，其利用悬挂罗盘，首先初步定好斜溜井 的方位和坡度，再用经纬仪在溜井的下部放线及设定参照点，并同时将参照点引到斜溜井 的顶板上，同时用钢尺确定点的标高并将其引到两个木桩上，然后根据设计坡度计算出两 个木桩到斜溜井的腰线的垂直距离并且做好记号，沿着该记号用施工线绳引出设计坡度 面，根据坡度及距离计算出，放线的点的设计标高，从而确定了斜溜井的准确方位和坡度。
为了更好的控制精确性，需要进行多次检验校准，多次检验校准有利于对整个测 试结果的准确性，同时，对于巷道施工来讲，也需要在溜井掘进时，需要不断地确认腰线点， 以保证各个腰线点连成的直线构成溜井的腰线(坡度线)并保持直线状，施工时，该坡度线 用以指示掘进巷道在竖直面内的方向。 作为进一步的优选方案，为了进一步确定其测量的精确性，还可以增加一步中间 检验步骤，优选在斜溜井掘进到设计长度的一半时，对斜溜井的中线及坡度进行再次进行 复查校正，以确定整条斜溜井按照设计方位及坡度施工完成，上述步骤完成后，能够更好的 保证测量方法的准确性。 本发明利用简单且易携带的通用测量仪器，来准确地测量确定斜溜井的挖掘方 向，测量精度高，取得了较好的技术效果。
图1是表示本发明涉及的垂直加斜溜井的掘进方向测量方法的流程图。
图2是表示垂直加斜溜井的具体结构的示意图。
具体实施例方式
下面，结合附图详细说明本发明的具体实施方式
。 图1是表示本发明涉及的垂直加斜溜井的掘进方向测量方法的流程图，图2是表 示垂直加斜溜井的具体结构的示意图。 首先，执行垂直溜井挖掘步骤101，在已挖好的水平井的规定位置处，按照预先设 计好的垂直方向位置向上方挖掘垂直溜井，直至挖掘到垂直溜井的设计高度。此时，由于 挖掘方向是铅直方向，因此利用已知的各种公知技术可以容易地确定该垂直溜井的挖掘方 向，因此在这里不再详细描述。 然后，在搭设测量平台步骤102，在完成上述垂直溜井的挖掘之后，在比垂直溜井 的高度低规定尺寸(例如2m)位置沿水平面搭设测量平台。在本实施例中，该测量平台的搭 设过程是，首先，等间距地沿四个方向朝垂直溜井的井壁内加工出四个规定深度例如1米 的钻孔，将该钻孔作为搭设测量用平台时利用的固定孔，然后在该四个钻孔中分别插入并 固定好支撑构件，然后在已固定好的四个支撑构件上安装平板，作为测量斜溜井的挖掘方 向时使用的测量用平台。 当然，在该搭设测量平台步骤中，钻孔的数目和方向都可以做任意变换，平台材料 也可以选用任意的材料，这些都是本领域的技术人员所公知的，并且，该测量平台的作用主 要是作为施工人员在进行下一步测量、放点的操作平台。并且，作为优选实施例，在上述步 骤操作施工时，施工人员是借以安全梯进行操作的，安全梯具有较好的特性，能够便于施工。
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之后，在小距离掘进步骤103，沿着垂直溜井按照设计的方位和坡度小距离掘进， 并以该段溜井通道作为以后操作的进一步参考点，在优选实施例中，按照设计的方位与坡 度小范围地试掘进一段距离，例如2炮及4延米，接着，施工人员将该段溜井通道用作以后 操作的进一步参考点。 掘进时，可以采公知的挖掘方式，并且，尽量控制该斜溜井通道与设计方位及坡度 相符，方便下面的进一步确认步骤，当然为了不破坏上边土层，可以用爆破法外加手动挖掘 等方法。 然后，在方位确定步骤104中，首先按设计方位在垂直溜井地板上确定两点A和B， 该两点的连线与设计方位一致。然后，分别引垂线将该两点引至斜溜井顶板上的对应位置 处，并在该位置处标注C和D，接着在标注位置C和D上打两个钻孔，在钻孔中分别塞入木 桩，木桩上可以打有铁钉，然后将垂线引到两个木桩上并固定好。 接着，测量参考点A到B的水平位置，作为下一步步骤中使用的参考数据，至此，完 成斜溜井的方位确定。在该步骤中，优选钻孔的深度为400mm，并且，可以使用经纬仪进行放 线。 之后，进入到坡度确定步骤105。在巷道施工过程中，其坡度和方向都是用腰线来 控制的，在确定腰线时，首先用钢尺确定A、 B的标高后并引到两个木桩上，然后根据设计的 坡度计算出两个木桩到斜溜井腰线的垂直距离并且做好记号E和F，由于E点和F点的连线 就是腰线的位置，并且，根据CE和DF的长度相等，可以很快地确定好EF线，即斜溜井的腰 线位置，然后利用在两根垂线上做好的标记或用施工线绳引出设计坡度面，即是斜溜井的 设计坡度和方位，这样斜溜井方位及坡度确定完成。 待以上工作完成后，再用全站仪或经纬仪检查两根垂线的方位及木桩上的标高， 是否达到设计规范的误差范围及要求，当然，也可以用其他的测试工具来完成。在确认无误 后，整个测量放线过程全部完成。 由于经纬仪的测量和校对方法都是本领域公知的，因此，在此不做进一步的说明。
根据巷道的性质和用途不同，腰线的标定可采用不同的仪器和方法，一般遇到倾 角小于8。的斜溜井巷道时，用水准仪标定腰线，在倾角大于8。的巷道则用经纬仪来标定 腰线，作为进一步的优选方案，为了进一步确定其测量的精确性，还可以增加一步中间检验 步骤。优选在斜溜井掘进到设计长度的一半时，对斜溜井的中线及坡度进行再次进行复查 校正，以确定整条斜溜井按照设计方位及坡度施工完成，上述步骤完成后，能够更好的保证 测量方法的准确性。 为了更好的控制精确性，需要进行多次检验校准，多次检验校准有利于对整个测 试结果的准确性，同时，对于巷道施工来讲，也需要在溜井掘进时，需要不断地确认腰线点， 以保证各个腰线点连成的直线构成溜井的腰线(坡度线)并保持直线状，施工时该坡度线 用以指示掘进巷道在竖直面内的方向。 本发明充分利用现有的简单的测量仪器，其利用悬挂罗盘，首先初步定好斜溜井 的方位和坡度，再用经纬仪在溜井的下部放线及设定参照点，并同时将参照点引到斜溜井 的顶板上，同时用钢尺确定点的标高并将其引到两个木桩上，然后根据设计坡度计算出两 个木桩到斜溜井的腰线的垂直距离并且做好记号，沿着该记号用施工线绳引出设计坡度 面，根据坡度及距离计算出，放线的点的设计标高，从而确定了斜溜井的准确方位和坡度，测量精确度高，取得了较好的技术效果。 需要注意的是，虽然利用与具体的结构要素等相同的技术特征和限定的实施例及
图说明了本发明，但这只是为了有助于更全面地理解本发明，本发明并没有限定于上述实
施例。在本发明所属领域的一般技术人员均可通过上述记载进行多种变更及变形。 因此，本发明的思想并不限定于以上说明的实施例，本发明的思想范畴不仅包括
权利要求书记载的范围，还包括与权利要求等同或者等价的变形，任何在此范围内变更及
变形，都落在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种垂直加斜溜井的掘进方向测量方法，其特征在于，包括下列步骤垂直溜井挖掘步骤，在已挖好的水平井的规定位置处，按照预先设计好的垂直方向位置向上方挖掘垂直溜井，直至挖掘到垂直溜井的设计高度；搭设测量平台步骤，在低于垂直溜井的高度的水平平面上，在垂直溜井的井壁内加工出多个钻孔，并在钻孔中分别插入并固定支撑构件，然后在支撑构件上安装平板；小距离掘进步骤，在垂直溜井上方岩层按照设计的方位和坡度小距离掘进，并以该段斜溜井通道用来作为以后操作的参考；方位确定步骤，按设计方位在垂直溜井地板上确定两点，然后用垂线引至斜溜井顶板上并标注，接着标注位置上打两个钻孔并塞入木桩，再将垂线引到两个木桩上并固定好，测量出其水平距离；坡度确定步骤，用钢尺确定标高并引到两个木桩上，然后根据设计坡度计算出两个木桩到斜溜井的腰线的垂直距离并且做好记号，沿着该记号用施工线绳引出设计坡度面。
2. 如权利要求1所述的垂直加斜溜井的掘进方向测量方法，其特征在于， 在所述小距离掘进步骤中，利用悬挂罗盘，并按照设计的方位和坡度掘进2炮。
3. 如权利要求1所述的垂直加斜溜井的掘进方向测量方法，其特征在于， 还包括中间复查步骤，当斜溜井掘进到设计长度的一半时，对中线及坡度进行再次复查，以确定整条溜井按设计方位及坡度施工。
全文摘要
本发明涉及一种垂直加斜溜井的掘进方向测量方法，包括垂直溜井挖掘步骤；搭设测量平台步骤；小距离掘进步骤；方位确定步骤；坡度确定步骤。本发明用罗盘标定好斜溜井的方位和坡度，再用经纬仪在溜井的下部放线并同时点引到斜溜井的顶板上，同时用钢尺确定标高并引到两个木桩上，然后根据设计坡度计算出两个木桩到斜溜井的腰线的垂直距离并且做好记号，沿着该记号用施工线绳引出设计坡度面，根据坡度及距离计算出，放线的点的设计标高，从而确定了斜溜井的准确方位和坡度，取得了较好的技术效果。
文档编号E21B47/022GK101705814SQ20091024205
公开日2010年5月12日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者刘东申, 刘国栋, 宋彦强, 赵和平 申请人:中冶集团华冶资源开发有限责任公司