《矿山(工程)测量》课程设计书
引 言
**煤矿南区布设两个立井，进风井和回风井，目前正在施工，现回风井施工已接近一水平-796m。施工回风井-796m井底车场时，需进行矿井联系测量，将地面坐标、方位及高程传递到井下。考虑到连接中央区和南区主要工程“南翼胶带机大巷和轨道大巷”的贯通距离长达10km（含地面测量部分，中央区井筒和南区井筒间距离约5km），为确保中央区和南区间井巷按设计进行正确施工，保证中央区和南区大巷的准确贯通，南区回风井联系测量的起始数据系统必须和中央区统一，达到足够的精度。为此需要进行中央区和南区地面(井下)控制测量、连接测量、联系测量,包括陀螺定向，使中央区与南区的井上下测量系统保持一致，确保本矿区测量系统技术合理,安全可靠,为生产安全做好技术服务。为此，需建立中央区和南区间的井上下测量基准，为下一步的生产决策服务。
同时本次地面控制成果，将作为调整本矿区GPS基站系统的基础资料，使得RTK流动站在矿区范围内的测量精度进一步提高，GPS RTK技术在矿区的生产建设中发挥更大作用。其次，改扩建现有矿区控制网，将今后位于开采影响范围内的矿区三等测点，改建到近10年内不会受到开采影响的范围内，保持本矿区控制基准的延续性，因而本次地面控制测量意义重大。
“**煤矿南区联系测量”工程技术项目包括矿区平面与高程控制测量、中央
区-南区地面连接导线测量、南区矿井联系测量和南翼轨道大巷及井底车场陀螺定向四个部分。
1.1 测区概况
1.1.1 交通位置与自然地理条件
概况位于**市**镇境内，是年设计生产能力1000万吨的特大型现代化矿井。 该市位于亚热带和暖温带的过渡地带，气候条件优越，其主要气候特征是：春温多变，夏季雨水集中（占全年雨量的50%），春季次之，秋季较少，冬季最少，累计年平均降水为937.2毫米。秋高气爽、冬季干冷、季风显著、四季分明。累计年平均气温为15.3℃。无霜期较长，最长为261天，最短为179天，平均为224天。冻土深度为0.3m。
井田范围北起F81断层，南止F211断层，西自1煤层隐伏露头，东至三十一勘探线和13-1煤层-1000m底板等高线地面垂直投影线。全井田南北走向长平均约13km，东西倾斜宽平均11km左右，面积约140km2。
测区内总体地势平坦，最大高差不足4m；村庄密集，高大树木较多，不利于采用常规三角网和导线网进行平面控制；乡村道路较为发达，大部分道路能通测绘工程2008级（1）曾庆春（2008300605）
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行汽车，其余部分可通行三轮摩托车。测区范围内，水系发达（根据图增加主要水系名称），给观测工作（特别是水准测量工作）带来了较大的困难。
1.1.2 地质采矿条件简介
地层及煤层：本井田新生界松散层厚224.10～576.00m。含煤地层为石炭、二叠系，共有9层可采煤层，平均总厚度24.11m，其中13-1、11-2、8、6-2和1煤层为主采煤层，平均总厚度21.14m，各煤层赋存稳定，倾角一般5°～15°。
地质构造：本井田地层形态总体为一走向近南北、倾向东的反“S”型单斜构造。共发现断层167条，大致可划分为近东西、北西、北东向3个断层组。由于受区域构造作用影响，井田五线以北构造中等，五线～F92断层之间构造简单，F92断层以南构造中等偏复杂。
煤炭：9层可采煤层共有地质储量（因无D级储量，亦为工业储量）26.3亿吨。可采储量12.97亿吨（-850m以上7.60亿吨）。
煤质：为中灰～富灰、特低硫、低磷～特低磷、富油～高油、高熔～难熔灰分、具较强粘结的气煤和1/3焦煤。可供动力、炼焦配煤和化工之用。
水文：本井田新生界松散层自上而下可分为3部分；每部分又分为3个含水组和3个隔水组，共计分为4个含水组、4个隔水组和1个碎石层。其中下3含水组在七线以北与基岩直接接触，为基岩含水层的主要补给水源；二叠系砂岩以中、细粒为主，富水性弱，以储存量为主，为矿坑的充水因素之一；煤系地层下伏的太原群灰岩距1煤层约16～20m，灰岩水水压较高，在开采1煤层时需采取疏水降压措施。
区域资料表明，奥陶系灰岩的中上部岩溶裂隙比较发育，虽分布不均，但富水性较强，系太灰的主要补给水源。
矿井初期开采4-1～17-2煤时正常涌水量为850m3/h，最大涌水量为1330m3/h；开采1煤时，经蔬水降压后，另增太灰涌水量805m3/h。
瓦斯：本矿井属高瓦斯矿井。
地温：本井田平均地温梯度为3.08℃/100m；预计-780m水平地温为37.7℃～43.7℃，平均40.1℃，属地温异常区。
煤层可燃性及煤尘爆炸性：本井田可采煤层除6-2和1煤层不自燃～很易自燃以外，其余均很易自燃。煤尘均具有强爆炸性。
地下水资源：本井田地下水资源十分丰富。新生界第二含水组水质均符合饮用水标准，含水组沙层较厚，水量丰富，水质优良，可作为矿井饮用水等生活用水水源；另外，矿井井下排水量较大，正常涌水量为850m3/h，经深度净化处理后也可满足矿井生产用水的要求，因此矿井供水水源丰富可靠。 测绘工程2008级（1）曾庆春（2008300605）
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本井田面积大，煤层埋藏深，煤层数目多且赋存平缓，因此设计确定矿井采用立井、分区开拓、分区通风、集中出煤的开拓方式。主要巷道采用主要石门及分层（组）大巷布置形式。全井田划分为中央区、西区、北区和南区4个分区。矿井初期先开中央区，其他分区为接替区。
根据矿井提升、通风等要求，矿井投产时在中央区工业场地内设主井、副井和中央回风井3个井筒；并预留1个主井位置。西区、南区和北区分别设进、回风井井筒各1个，形成各自独立的通风系统；其中进风井装备提升设备，用于各分区辅助提升。全矿井共设井筒11个。本次联系测量，就是在南区进风井和回风井中进行的。
全井田划分2个生产水平开采。其中，一水平标高为-780m，采用上、下山开采，下山采至-850m；二水平标高-950m，亦采取上、下山开采，下山采至-1000m。本次联系测量和陀螺定向，除保证一水平南二11-2胶带机大巷和南二11-2轨道大巷的正确贯通外，也是为南区一水平和二水平的安全生产服务的。
本矿井煤层倾角小，一般5°～15°。因此，根据不同采区块段的开采条件及开拓布置，确定采区采用走向长壁与倾斜长壁相结合的布置方式。
1.2 测区概况
1.2.1 南区井巷工程概况
**煤矿南区工广位于**市**镇境内，工广范围约0.16km2。南区主要作为整个矿井的后备采区,为**煤矿的后备主力采场,出煤系统仍由中央区主井承担。考虑到行人运料战线长以及通风能力不足，南区布设进风井和回风井2个立井，设计断面进风井φ8.6m、回风井φ7.2m，由合肥设计研究院设计。回风井2007年7月1日正式开挖，进风井2007年10月1日正式开挖，第一水平设计标高-796m，第二水平-905m。
水文地质情况：表土（新地层）段300～350m，以沙层为主，富水性强。基岩段以泥岩、砂质泥岩和砂岩为主，局部砂岩富水性较强，井筒穿过煤层主要为11-2和13-1煤层。
施工方法采用冻结法，井筒外围预注浆，局部通风机供风。表土（新地层）段人工挖掘，基岩段炮掘，模板浇注混凝土，其中基岩段双层井壁，内壁采用套壁法施工。单层井壁厚度0.5～0.8m，施工时井筒内主要设施包括吊盘、模板、风水管路、电缆线、吊桶、散钻、大抓、双路风筒等
目前，进风井已掘至-550m标高，回风井接近第一水平-796m。回风井-796m马头门拨开后，便施工-796m井底车场，首先与进风井贯通。待回风井马头门两测绘工程2008级（1）曾庆春（2008300605）
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侧平巷施工一段距离（15m左右），需要进行矿井联系测量。矿井联系测量中采用几何定向或陀螺定向，根据现场条件确定。
1.2.2 中央区井巷工程概况
**煤矿中央区工广位于**市**镇境内，工广范围约1.1km2。**煤矿中央区2003年开始建设，2007年4月28日正式投产。
中央区与南区均为立井开拓，中央区第一水平标高-780m，南区第一水平设计标高-796m，第二水平-905m。南区布设两个井筒进风井和回风井，中央区副井与南区回风井间直线距离4.6km。根据设计图纸和生产安排，中央区与南区第一水平大巷预计2009年下半年进行贯通，中央区与南区大巷总长约4.9km,共设计三条大巷，即胶带机大巷、轨道大巷和回风大巷，设计巷道净断面5.6m×4.4m，锚网喷支护一次成巷，软岩地段采用U型钢二次支护。
地质概况：目前**煤矿南翼采区处于开拓之中，南翼轨道大巷将先后穿过∠60～80?、H=0～50m的FD95逆断层，∠50～55?、H=5～55m的FD108-1正断层，∠65?、H=0～85m FD108正断层, ∠70～80?、H=0～30m的F114-1正断层等大型断层。
该区为地质异常带，有新构造断层活动的迹象，目前南翼轨道大巷迎头底板距11-2煤层顶板法距约25m，巷道向前掘进过FD95逆断层后巷道顶板距13-1下煤层底板法距约20m左右；穿过FD108-1正断层后将进入13-1煤层顶板地层中掘进，巷道底板距13-1煤层顶板最小法距不到20m；穿FD108正断层后将揭露13-1煤层，并穿过13-1煤层，进入其底板中掘进；在穿F114-1断层附近将可能揭露11-2煤层，巷道穿F114-1断层后最终进入11-2煤层底板中掘进。
该区域构造极其复杂，断层众多且落差较大，受其影响，巷道施工层位及岩层产状变化强烈，岩性复杂且岩体破碎。
水文地质概况：南翼轨道大巷构造发育，岩体破碎，受其影响，煤系砂岩含水层富水性好，巷道掘进时将会时常发生顶底板涌水现象。巷道在穿FD95及F108等断层时，受大断层影响，砂岩富水性将会进一步增强，且存在导通新生界下含水的可能性。该区域构造复杂。
中央区向南施工的“南二11-2胶带机大巷和南二11-2轨道大巷”是连接中央区和南区间运输与回风的主干工程，公司309队和602队于2006年 9 月开始施工轨道大巷和胶带机大巷，采用炮掘，月进尺90m左右，到2008年4月10日，分别掘进 约1.9km和1.6km，与南区西翼轨道石门剩余贯通距离约3.0km，待南区西翼轨道石门施工后，中央区和南区大巷将进行对向掘进，巷预计09年下半年进行贯通，为确保中央区与南区两井间长距离大巷的准确贯通，减少测角测绘工程2008级（1）曾庆春（2008300605）
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