巷道掘进测量.docx

第六章 巷道施工测量教学目的意义：让学生了解并掌握巷道中线腰线的标定方法教学重点：直线巷道中线的标定 教学难点：曲线巷道中腰线的标定 第一节 概述 在井巷开拓和采矿工程设计时,对巷道的起点、终点、方向、坡度、断面规 格等几何要素，都有明确的规定和要求巷道施工时的测量工作，就是根据设计 要求，将其标定在实地上，其中主要的测量工作就是给出巷道的中线和腰线中线是巷道在水平面内的方向线，通常标设在巷道顶板上，用于指示巷道的 掘时方向巷道腰线是巷道在竖直面内的方向线，标设在巷道帮上，用于控制巷 道掘进时的坡度同一矿井的腰线高于轨面设计高程应为一个定值，例如 1m 或 1.5m巷道施工测量是生产矿井的日常测量工作它是在井下平面控制测量和高程 控制测量的基础上进行的，而且直接与生产联系，所以在施工测量之前，应该认 真、仔细审阅设计图纸，了解巷道的性质和用途，弄清新老巷道的几何关系，以 及设计巷道周围的地质条件、水、火、瓦斯、采空区等情况必要时，应该用解 析法或图解法检查设计要素，然后才能到现场进行标定在巷道掘进过程中，应 及时给出中、腰线，随时检查并填绘矿图巷道施工测量直接关系着采矿工程的质量，关系到施工人员及矿井的安全， 矿山测量人员必须认真、及时、细心地配合施工部门进行工作。

为了提高经济效益，实施科学管理，原煤炭部生产司1983 年制定的《煤矿 地质、测量若干规定》中指出，测量人员“具有施工生产和技术管理的双重职能” 明确了矿山测量人员在生产中的参谋、指导、保证、监督等作用所以测量人员 在施工测量中不仅要给出中、腰线，而且要监督、检查、验收施工巷道的质量， 丈量各类巷道的掘进进尺，并填表上报根据采矿企业的要求，填报进尺可以是 月末、半月末、或旬末对各种原因造成的无效进尺和返工浪费，以及由设计或 管理不善造成的呆滞巷道、报废巷道等等，均应实事求是地丈量和统计，然后填 表上报，这些均是反映一个采矿企业的管理水平和技术工作优劣的重要标志第二节 直线巷道中线的标定图1中，虚线表示将要开拓的直线巷道，AB为设计中线，A为中线上一点,并位于导线边 S 上45图1 图2一、 直线巷道开切点及中线的初步标定初步标定直线巷道的中线，一般用挂罗盘仪、皮尺、测绳等工具进行，标定 步骤如下：1．用图解法确定标定数据（1） 用量角器和三棱尺在设计图纸上量取AB的坐标方位角和距离S、S4A A5（2） 根据AB直线巷道的设计方位角和坐标磁偏角计算出AB的磁方位角 2．现场标定（1） 用皮尺从点4沿边长45量出距离S，定出A点，并丈量S作为检核。

4A A5（2） 在A点挂测绳，另一端至开切帮，将挂罗盘仪的N端（零读数端）朝着 开切帮方向悬挂罗盘仪（图 2）3） 左右移动开切帮一端的测绳，使罗盘静止后的指北针对准AB的磁方位 角值这时，罗盘的N端方向即为新开巷道的中线方向，如图1中的A即为开切 巷道的中线方向4） 固定测绳A,并在A的延长线上，标出b'、’等点，如图1所示5） 用灰浆或油漆沿'b'A划出中线二、 直线巷道中线的精确标定新开直线巷道掘进了 4~8m以后，应精确给出中线，一般用经纬仪、钢尺等 工具进行，标定步骤如下：1．用解析法确定标定数据(1)根据设计巷道中线的坐标方位角 与原巷道中 4－5边的坐标方位角，AB计算出水平夹角0 (见图1) 2)根据设计巷道的起点坐标 x 、y 与 4、5 点的坐标，用坐标反算公式分AA别计算出边长S、S 4A AB2．现场标定(1)在 4 点安置经纬仪，瞄准5 点，使望远镜置于水平位置，用钢尺量出S、定出A点，并丈量S，作为校核4A A5( 2) 在 A 点安置经纬仪，用正倒镜给出角图3这时，由于测量误差影响，正镜时给出的点2’和倒镜时点(图3)勺点2"往往不会(3)用测回法或复测。

取2’芳连线的中点2作为中线,以避免发生错误4)瞄准2点，在A2方向上再设一点1,得到A、1、2三点，即一组中线 点，以此作为巷道掘进方向 “(5)用测绳连接A、1、2三点，用油漆或灰浆在顶板上划出中线三、巷道中线的延长与使用在巷道掘进过程中，巷道每掘30~40m，就要延设一组中线点为了保证巷 道的掘进质量，测量人员应不断把中线向掘进工作面延长目前，在巷道掘进过 程中，通常采用瞄线法和拉线法延长中线1．瞄线法如图4 所示，在中线点1、2、3 上挂垂球线，一人站在垂球点1 的后面，用 矿灯照亮三根垂球线，并在中线延长线上设置新的中线点 4，系上垂球，沿 1、2、 3、4 方向用眼睛瞄视，反复检查，使四根垂球线重合，即可定出 4 点施工人员需要知道中线在掘进工作面上的具体位置时，可以在工作面上移动 矿灯（见图 4），用眼睛瞄视，当四根垂球线重合时矿灯的位置就是中线在掘进图 4 瞄线法 图 5 拉线法2．拉线法如图5 所示，将测绳的一端系于 1 点上，另一端拉向工作面，使测绳与 2、 3 点的垂球线相切；沿此方向在顶板上设置新的中线 4 ，只要使其垂球线也与测 绳相切既可这时测绳一端在工作面的位置即为巷道中线位置。

第三节：曲线巷道中线的标定井下巷道的转弯部分，一般都用圆曲线连接曲线巷道的起点、终点、曲线 半径R和圆心角的大小，在设计图上都有规定因为曲线巷道的中心线是弯曲的， 不能象直线巷道那样直接标定出来，只能用弦线来代替圆曲线指示巷道的掘进方 向所以，曲线巷道中线的标定应先计算标定数据，然后，到井下进行标定一、 标定数据（要素）计算如图6所示，A为曲线巷道的起点，B为终点，半径为R，圆心角为现用 段相等的弦线来代替圆弧中心线从平面几何知道，圆弧分的段数越多，折线越 接近曲线，但测量工作量也越大反之，弦越少，弦线就与弧线相差越大除此 之外，弦线长短还与曲线半径、圆心角以及巷道的宽度、车速、车长等有关设 计弦线长度时应特别注意保证通视一般说来，当曲线巷道的圆心角在45°~90°时，分2~3 段弦；当曲线巷道 的圆心角在 90°~180°时，分 4~6 段弦若将图 6 中的圆弧中心线分成等分， 弦长用表示，由图可知A=2Rsin— 2n从上图还可以看出，起点和终点的转角为AP =p = 180° -——A B 2 n中间各转折点出的转角为AP = P = P = 180° ——1 2 3 n上述0角是由A向B标定的左转折角。

如果从A向B标定右转折角时，那么 式中的减号应变成加号［例］设中心角=90 °，R=12m，若三等分中心角，既=3每弦所对中心角为-=900 =30°n3弦长为A=2Rsin 一 =2X12Xsinl5° =6.213m2n转角为AP =P = 180° -一 =180°—15° =165°A B 2 nAP = P = 180° --=180°—30° =150°1 2 n 标定曲线巷道的中线，有时会遇到圆心角不便于等分的情况，例如巷道转弯时，设计图上圆心角为75° 45’就不便于等分，这时，可按下面例子计算标定要 素设圆曲线巷道的圆心角75 45',R二12m，将圆心角分为30°、30°、15°45’三个小角（不等分圆心角），求标定数据解 三个小角所对的弦长分别为=l = 2 x 12 x sin30! = 6.212m2 22x12xsin1545'2=3.310m转向角分别为卩=180 301 = 165 a 2卩=180 1501C （3045'）卩=180 30- + = 15707'30〃2 I 2 2 丿卩=1801545- = 17207'32〃B 2图6图7二、实地标定如图7 所示，当巷道从直线巷道掘进到曲线起点位置 A 后，先标定出该点， 在 A 点安置经纬仪，后视中线点 M ，转动望远镜给出角，即得出 A1 方向；倒转 望远镜，在顶板上标出「点。

用「A方向指示A—1段掘进方向继续掘进到1 点位置后，再置经纬仪于A点，再次给出A—1方向，用钢尺量取弦，并标出1 点，然后将仪器安置于1点，后视A点转角0］给出1—2方向，再倒镜于顶板上 标出2’点，用2'1方向批示1—2段的掘进余类推，直至B点，然后在B点安 置经纬仪，转角，给出直线巷道方向三、用图解法确定边距曲线巷道是根据弦线方向掘进的，弦线到巷道两帮的距离是变化的为了掌 握掘时巷道两帮的弯曲程度，通常绘制曲线巷道的大样图，比例尺为 1：50 或 1： 100，图上绘出巷道两帮与弦线的相对位置，然后在图上量出弦线到巷道两帮的 边距确定边距的方法有半径法与垂线法两种垂线法 当弯道部分砌璇时，采用垂线法绘制边距大样图 9绘制的方法 是沿弦线每隔1m作弦的垂线，然后从图上量取弦到巷道两帮的边距，并将数值 注在图上，以便施工半径法 当弯道部分采用金属、水泥或木支架支护时，需要沿半径方向绘 制边距大样图，如图8所示边距沿半径方向量取，并计算出内、外帮棚腿间距 d 内和 d 外，使棚子按设计架在半径方向上由图 10—8 可以看出，内、外棚腿 间距可由下式计算：图9 棚间距图 8 半径法与垂线法d 内=d— dD2Rd 外二 d+ dD2Rd—设计的棚间距；D—巷道净宽；R—曲线巷道设计半径。

第四节 巷道腰线的标定巷道的坡度和倾角是用腰线来控制的 ,标定巷道腰线的测点称为腰线点 ,腰线点成组设置，每三个为一组，点间距不得少于2m,腰线点离掘进工作面的距离 不得超过30~40m,标定在巷道的一帮或两帮上,若干个腰线点连成的直线即为巷 道的坡度线,又称腰线,用其指示掘进巷道在竖直面内的方向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次要巷 道一般用半圆仪标定腰线；倾角小于8°的主要巷道，用水准仪或连通管标定腰 线，倾角大于8°的主要巷道则用经纬仪标定腰线对于新开巷道，开口子时可 以用半圆仪标定腰线，但巷道掘进4〜8m后，应按上述要求用相应的仪器重新 标定现将各种标定方法分述如下：一、 半圆仪标定腰线1．用半圆仪标定倾斜巷道腰线如图10所示，1点为新开斜巷的起点，称起坡点1点高程H由设计给出，1H 为已知点 A 高程，从图可知AH - H 二 hA 1 Aa在A点悬挂垂球，自A点向下量，得到点，过点拉一条水平线11'，使1点位于 新开巷道的一帮上，挂上半圆仪，此时半圆仪上读数应为0°将 1 点固定在巷 道帮上，在1点系上测绳，沿巷道同侧拉向掘进方向，在帮上选定一点2，拉直 测绳，悬挂半圆仪，上下移动测绳，使半圆仪的读数等于巷道的设计倾角5 ,此 时固定 2 点，连接 1、2点，用灰浆或油漆在巷道帮上划出腰线。

图 102．用半圆仪标定水平巷道的腰线在倾角小于8°的次要巷道中，可用半圆仪标定腰线，如图 11 所示， 1 点 为已有腰线点， 2点为将要标定的腰线点首先将测绳的一端系于1点上，靠近巷道同一帮壁拉直测绳，悬挂半圆仪，另一端上下移动，当半圆仪读数为0°时得2,点此时1 — 2’间测绳处于水平位置用皮尺丈量1点至2’点的平距S ’，再根据巷道设计坡度i,算出腰线点2与2’点的高差Ah,用下式计算：△ h= • S ’12图 11 半圆仪标平 巷 腰 线 求得△ h之后，用小钢卷尺由2 ‘点垂直 向上量取厶h值，便得到腰线。