浅谈巷道间的夹角与贯通

关旭+++赵东东+++崔志国

摘 要：煤炭是当前应用较多的能源之一，随着经济的快速发展，人类对能源的建设越来越重视，技术创新发展使煤炭开采更加科学，满足了社会经济发展需求。文章主要通过对晓明矿井下不同夹角巷道间贯通工程施工标定进行全面的系统分析，进一步提出相应解决办法，科学的结论及防范，能够全面提高各种巷道贯通工程安全性和准确性。

关键词：巷道贯通；巷道夹角；贯通测量

铁法煤业（集团）有限责任公司晓明煤矿是国有重点煤矿，承担着重要的开采任务，为经济建设提供强大能源保障。公司于1958年12月26日破土兴建，经过十年的建设，1968年12月17日正式移交生产，成为能源行业重要的生产企业。其年设计能力为60万吨，经过多年的发展，1974年已经到达了设计能力上限。1987年为了保证需求，在原有安定上做好改扩建，提升了矿井生产能力，这时候已经提高到了135万吨/年的生产能力与水平，后经进一步发行升级，2009年矿井年产量已经高达175万吨。随着经济的发展与市场需求量的增加，矿井生产能力不断逐步提高，生产能力压力较大，煤炭巷道越来越多，这种情况下，其地下贯通日益频繁就涉及到了技术性与安全性问题。晓明矿有自身的特殊性，目前表现为高瓦斯矿井、顶板破碎、带压开采等特点，巷道贯通安全、准确、及时能够保证正常生产安全与效率，只有全面研究设计好不同夹角两巷道间贯通参数，才能形成良好的生产能力，确保巷道安全，下面就相关具体问题进行分析如下。

1 两贯通巷道夹角α为0°～90°时的巷道贯通

为了保证生产能力，当前正在施工的是北三七层皮带中巷需与N3703入风联络道贯通，（如图1）。图1中α表示两巷道间夹角；2a表示贯通巷道整体宽度；2b表示贯通巷道宽度；S表示N3753测点到N3703入风联络道中心产生出来的距离；S1表示贯通最短帮与被贯通巷道交点E作垂线与中线AB的交点C到B点产生的距离，下面我们可以具体进行问题分析。

1.1 假设α为0°～45°时

岩层在操作时，会有一定的震动力，能够影响到岩层稳定性，如果处理不当，就会出现断面破坏现象，我们看到S3小于一定值的时候，施工巷道左帮未施工至E点时就会与N3703入风联络道贯通，α数值越小，提前贯通的距离就会越大。这时候，一定要计算好贯通距离与贯通位置出现的微小变化，依靠施工巷道岩性和掘进在保证安全的前提下，确定S3极限值是多少，对巷道贯通最短距离进行良好的控制与把握。

S贯=S-S1-S2=S-（a/sinα+b/tgα）-S3·ctgα

最先贯通位置可以根据设计条件提前到F点位置，那么就会形成贯通位置至B点距离，表现为：

S提=S4+S5=S3/sinα+a/tgα+b/sinα

巷道贯通安全性需要有良好保障，要想达到准确的要求，不出现提前贯通导致的通风系统紊乱现象，一定要在以S贯为有效贯通距离的情况下，下发贯通预警，做好防护工作。全面扩展支护范围，可以根据需求分别移至F点和G点20m左右。设计的标定贯通位置F点和G点，那么在进行施工时，人员就需要在F点或G点向外30m处，同时，还要对设备进行防护，以此确保人员和设备安全，进行巷道贯通操作时，不能出现施工伤害。

1.2 假设45°≤α<90°时

在△EFG中，tgα=S3/S2>1，所以S3>S2。这时，只要充分保证两贯通巷道最短帮与贯通中心距离S1即可。

根据设计要点要求，提前画出图形，图解法能够计算出S1距离大小，根据最后的数值能够算出A点与贯通中心距离S数值多少，最终能够利用S贯=S-S1求出贯通距离。这时，巷道贯通位置标定可以设定到E点，E点至贯通中心B点距离则体现为：

S=S4=a/tgα+b/sinα

贯通范围控制到EG，警戒范围确保在E点与G点外30m左右的区域，这时人员与设备是最安全的。

1.3 防范措施及建议

在施工时，一定要严格操作规程，做好有效支护，划定警戒范围，设计两贯通巷道夹角必须要大于45°，施工点至贯通点距离3m～5m时，可以人工进行风镐贯通。

2 两贯通巷道夹角α为90°时的巷道贯通

（1）这类工程贯通时，一般是切眼与顺槽进行贯通，如N2717一切眼与N2717运顺间进行贯通。α=90°时巷道贯通（见图2）这类施工相对上述施工来说，更容易一些，只要严格遵循施工要求，掌握贯通巷道停头位置和积水情况就能完成任务。

公式中S为A测点至被贯通巷道中心距离；2a为被贯通巷道整体宽度。两边高差存在差距时，S贯=[（s-a）2+h2]1/2式中，h为两边高差。

（2）防范措施及建议

严格控制好顶板、机电设备和积水，严格遵守贯通警报标定，考虑好高差对贯通距离产生的影响，提前做好预警，保证施工安全。

3 两贯通巷道夹角α为180°时的巷道贯通

3.1 贯通巷道夹角α=180°

这类施工也叫做对口贯通（见图3），在距离上需要掌握好，保证对口精度。沿导向层施工对口贯通需要全面考虑水平距离的把握，不沿导向层施工对口贯通要从水平和竖直两个方向做好控制，确保最后达到贯通目的。

3.2 误差预计方法

要对现场进行调查，全面掌握好贯通工程基本情况，对相关图纸做好研究，选择良好技术，同时，还要根据设计资料情况，进一步补充工程井上、井下控制网的相应资料，确保资料全面准确，为贯通测量设计提供保障。通过掌握的情况，做好巷道贯通设计工作，画出施工平面效果图，明确巷道控制点，为下一步测量设计做好基础性工作，一般情况下设计图比例大于1：2000。

确定符合工程要求的测量仪器和工具，保证测量准确性。

可以取两倍中误差作为贯通预计误差值，小于允许偏差，则可进行施工。

3.3 施工中提高测量精度的措施

中腰线精度非常重要，控制好中腰线方向才能保证导线点坐标和高程准确，关键点还在于导线精度。井下测角误差受仪器影响，利用加大垂球重量、采用挡风布、加大边长和重复对中等方式减少误差率，确保贯通精度符合设计要求。贯通距离最后的50m，一定要进行检查，需要停工对取点，测量贯通处顶底板高程，保证巷道安全贯通。

4 结束语

随着生产能力的提高，需要不断进行贯通施工，在日常施工中，主要就是以上几种存在类型，只有根据贯通类型制定合理贯通方案，严格操作流程，才能顺利施工，并为今后矿山测量贯通工程提供宝贵的经验。

作者简介：关旭（1986-），男，助理工程师，2009年毕业于辽宁工程技术大学地理理信息系统专业，现任铁法煤业（集团）有限责任公司晓明矿工程地测大队技术员。