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1、 矿山测量学 第四章 巷道及回采工作面测量 第一节 巷道及回采工作面测量的任务 是指巷道掘进及工作面回采时的测量工作 在井下平面 高程控制基础上进行 任务是 1 在实地标设巷道位置 给中腰线 2 及时准确测定巷道位置 填绘矿图 3 测绘回采工作面位置 统计产量储量变动 验收 4 采矿 钻探 地质特征点 瓦斯突出点等测定标图 认真 负责 细心 配合 矿山测量学 矿图测绘 矿山测量学 矿山测量学 第二节节 巷道中线线的标标定工作 中线 巷道水平投影的几何中心线 作用 指示巷道水平面内的掘进方向 给中线 将图纸上设计好的巷道标设到实地 指导掘 进方向和位置 边掘边标 不断向前 1 检查设计图纸 2
2、确定标定的必要数据 标定要素 3 实地标定巷道开切点位置和掘进方向 4 标定和延长巷道的中腰线 5 测绘已掘巷道 填图 检查纠己标设方向 矿山测量学 矿山测量学 矿山测量学 第二节节 巷道中线线的标标定工作 一 标定巷道开切点和掘进方向 标定巷道开切点和开掘方向的工作 习惯上称为 开门子 如下图所示 虚线表示新设计的巷道 AB为巷道的中线 4 5点为原有巷道内的导线点 标定前 应从图上量出 或算出 4点到A点的距离l1和5 点到A点的距离l2 l1 l2要等于4 5导线边长 再量 出 或算出 4 5边与AB间的夹角 习惯上称 为 指向角 l1 l2和 即为所需的标定要素 矿山测量学 B A 4
3、 5 L1 L2 2 1 矿山测量学 井下实地标设前 应先检查原有导线点是否移 位 巷道开切口和掘进方向的标定一般采用经纬仪法 标定时在4点安置经纬仪 照准5点沿此方向量取 平距l1 在顶板上标出开切点A 并丈量l2作为检核 然后将经纬仪安置在A点 后视4点 拨指向角 此时望远镜视线的方向就是新开巷道中线AB的方 向 矿山测量学 沿此方向在原有巷道顶板上固定临时点2 倒 转望远镜在其延长线上再固定临时点1 由1 A和2 三点组成一组中线点 即可指示新巷道开切的方向 为明显起见 还可用白灰浆或白油漆在顶板上画 出三点的连线 标定后应实测 角 作为检核 矿山测量学 二 标定直线巷道中线 巷道开掘后
4、 最初标设的临时中线点常被放炮 所破坏或移位 当巷道开掘5 8m 后 应当用经纬 仪重新标定一组中线点 这时应先检查开切点A是 否移位 若发现A点已移位 则应重新标定A点 矿山测量学 经检查确认A点未移位或重新设置后 将经纬仪 安置在A点上 用正倒镜标定 角 并沿视线方向在新 巷道内标出2 点和2 点 取它们的中点2作为中线点 为了避免差错 应重新用一个测回测 角 作为检 查 所测角值与标定角值之差应在1 以内 若超限则 应重新标定2点 矿山测量学 B A 4 5 2 2 2 1 矿山测量学 矿山测量学 检查符合要求后 沿A2方向再标设1点 A 1 2三点组成一组中线点 中线点应固定在顶板上挂
5、下垂球线指示巷道掘 进的方向 一组中线点不得少于3个 点间距离不 小于2m为宜 可以从三点是否在一条直线上而发现中线点是 否移位 当发现中线点移位时 应当用仪器重新标 定 矿山测量学 也可设置4个点为一组 当发现一个点移位 而其 余三点仍在一条直线上时 该组中线仍可继续使用 切忌未作检查而使用两个中线点连线作为指示巷道掘 进的方向 矿山测量学 给定巷道的平面方向 除了标定巷道几何中线 的办法之外 也常采用标定轨道中心线或标定巷道 边线的方法 在大断面双轨巷道 特别是巷道断面不断变化的 车场部分 采用标定某一条轨道的中心线是有利的 因为这样做就不必经常改变中心线的位置 有的 矿井习惯采用标设靠近
6、巷道一帮的边线 因为这种 办法更易于发现巷道的掘偏现象 对掌握巷道规格 质量有利 矿山测量学 巷道边线 或轨道中心线 的具体标设 巷道边线平行于巷道中线 它距巷道两帮 的距离是不相同的 图中A点为巷道中线点 现要标设出巷道边线的起始点B及一组边 线点 矿山测量学 矿山测量学 标设前应先根据边线至巷道中线的距离a和A B两点间的距离lAB计算出标定B点的指向角 计算公式为 4 1 4 2 矿山测量学 标定时 先在A点安置经纬仪 根据角 距离 即可标定出B点 然后将仪器移至B点 后视A点 标设 角 这时仪器视线方向就是边线 或轨 道中心线 的方向 再在视线上连续标设1点和2点 则B 1 2即为一组
7、边线点 边线到较近帮的距离 称为边距 用c表示 显然 a c与巷道宽度D之间 的关系为 4 3 矿山测量学 用边线给向时 测量人员必须将距离c及时通知 施工人员 以便他们根据距离c和 D c 控制巷道的掘 进方向 应当注意的是 当相向贯通巷道用边线指 示巷道掘进方向时 两头边线的称谓是相反的 矿山测量学 矿山测量学 在巷道掘进过程中 掘进工作面炮眼的布置和 支架的位置都是以巷道中线为依据的 用经纬仪标 设一组中线点后 或由边线找出中线的位置 在一 定距离内可以该组中线点为依据 用三点连直线原 理把巷道中线延长标在掘进工作面上 矿山测量学 三 直线巷道的延长和检查 中线不断向前延设 掘30 40
8、m延设一组中线 保 证最前一个中线点距工作面不超过40 50m 以防掘 偏 方法 经纬仪法 瞄线法 拉线法 A B C 矿山测量学 矿山测量学 矿山测量学 四 标定曲线巷道中线 井下运输巷道转弯处或巷道分岔处 都有一段 曲线巷道 曲线巷道中心线是一条平面曲线 井下曲线都是圆曲线 其半径根据矿车行驶速 度及矿车轴距等因素而定 一般在10 25m之间 曲线巷道的起点 终点 曲线半径和转角 曲线中 心角 等参数均在设计中给定 矿山测量学 曲线巷道的中线是弯曲的 无法像直线巷道那 样直接标出中线 而只能在一定范围内以直代曲 即用分段的弦线来代替分段的圆弧线 用内接折线 来代替整个圆曲线 并实地标设这些
9、弦 线来指示巷道掘进 的方向 矿山测量学 一 经纬仪弦线法 分段弦线的长度可以是相同的 也可以是不相同 的 1 计算标设要素 首先要确定合理的弦线长度l 使得转折点尽量 少 弦两端能通视且便于施工 一般先绘比例尺为 1 100或1 50的大样图 在图上确定段的划分方案 也可以采用公式 估算 为巷道上宽的一半 矿山测量学 矿山测量学 图4 6为一曲线巷道 已知曲线始点A 终点B 曲线半径R 中心角 现采用等分曲线中心角的弦 线法来计算标设要素 将曲线段所对中心角 分为 等分 则每等分对应的弦长为 4 4 由图可知 起点A和终点B处的转向角为 4 5 中间各弦交点处的转向角为 4 6 矿山测量学
10、图4 6所示为转向角大于180 的情况 反之 当 转向角小于180 即由B向A掘进时 则上述各转向 角 左角 相应为 矿山测量学 矿山测量学 2 实地标设 当掘进到曲线起点A后 先标出A点 然后在A点 安置经纬仪 后视直线巷道中线点M 测设转向角 即可给出弦A1的方向 因为此时曲线巷道尚未掘出 只能倒转望远镜 在A1的反方线上于巷道顶板标出 中线点1 和1 则1 1 A三点组成一组中线点 指示A1段巷道掘进的方向 当掘至1点后 再置经纬 仪于A点 在A1方向上量取弦长 标出1点 然后将经 纬仪置于1点 后视A点 拨转向角 可标出12段巷道掘进的方向 照此办法逐段标设下去 直至弯道的终点B为止
11、矿山测量学 矿山测量学 矿山测量学 矿山测量学 二 短弦法 本法的特点是弦比较短 故可用线交会法标设 如图4 10所示 已知圆心角 曲线半径 设弦的 个数为 则弦长 和 为 矿山测量学 矿山测量学 实地标设时 先标出A点 再由A点沿中线方向 向后丈量距离 标出M点 以点A M为圆心 分别 以 和 为半径 用线交会法定出A1点 A1A指示 第一弦的掘进方向 当巷道掘到B点后 沿A1A的方 向由A点丈量弦长 标出B点 然后再以A B为圆心 分别以 和 为半径 用线交会法定出B1点 B1B 指示第二弦的掘进方向 以此类推 矿山测量学 矿山测量学 六 标设竖直巷道的中线 由下向上掘进小井时 标设中线可
12、采用下面的方 法 如图4 12a所示 先在下部巷道中标出小井的井 中位置 并在巷道底板上牢固埋设标志 在小井的 帮上相对位置1 3和2 4点 令其相对点连线的交点 恰好是井中 点 以作检查用 小井向上掘进时 可由工作面向下挂一垂球线使 其对正 点 此时垂球线即是小井的中心线 矿山测量学 矿山测量学 继续向上掘进时 小井将分为放矸间和梯子间 中心垂球无法下挂 这时可在梯子间缝隙中设法 挂下两个垂球 和 见图4 12 b 在下部巷道内 丈量距离 和 然 后以此距离用线交会法将 中心点 标设在工作平台下部的木支撑上 点 施工人员只须 把工作平台板拿开一块 挂垂球线对 正 点 垂球线即为小井中心线 这
13、样就可在工作 面标 出井中位置 指导掘进施工 点要随着掘进 不断地向上移设 矿山测量学 第三节节 巷道腰线线的标标定工作 为了运输 排水或其他 需要 井下巷道须有一定的 坡度或倾角 巷道腰线是用来指示巷 道在竖直面内的掘进方向及 调整巷道底板或轨面坡度用 的 腰线通常标设在巷道的 一帮或两帮上 离轨面1m 离巷道底板1 3m 矿山测量学 不论采用哪种数值 全矿井应统一 以免造成 差错 每组腰线点不得少于3个 点间距不小于2m为 宜 最前面一个腰线点至掘进工作面的距离一般不 应超过30m 标定巷道腰线时的准备工作和标定中线时基本 是一样的 实际标设工作也往往同时进行 要注意 它们之间的联系 矿山
14、测量学 矿山测量学 一 斜巷腰线的标定 一 经纬仪法 1 中线点兼作腰线点的标设法 这个方法的特点 是在中线点的垂球线上作出 腰线的标志 同时量腰线标志到中线点的距离 以 便随时根据中线点恢复腰线的位置 如图4 14所示 1 2 3点为一组已标设腰线点位置的中线点 4 5 6点为待设腰线点标志的一组中线点 矿山测量学 矿山测量学 标设时经纬仪安置于3点 量仪器高 用正 镜瞄准中线 使竖盘读数对准巷道设计的倾角 此时望远镜视线与巷道腰线平行 在中线点4 5 6的垂球线上用大头针标出视线位置 用倒镜测其 倾角作为检查 已知中线点3到腰线位置的垂距 则仪器视线到腰线点的垂距 为 4 7 矿山测量学
15、式中 和 均从中线点向下量取 和 值均 取正号 求出的 值为正时 腰线在视线之上 值 为负时则在视线之下 从三个垂球线上标出的视线 记号起 根据 的符号用小钢尺向上或向下量取长 度 即可得到腰线点的位置 在中线上找出腰线位 置后 拉水平线将腰线点标设在巷道帮上 以便掘 进人员掌握施工 矿山测量学 2 伪倾角标设法 即 式中 OA OB两 视线间的水平角 矿山测量学 矿山测量学 实地标设时 仪器安置在中线点 上 在标出 新中线点 后 量仪器高 并根据本站的中线点与 腰线点的高差 是上次给线时求出的 算出视 线到腰线的高差 水平度盘置零 瞄准中线点 然后瞄准帮上拟设腰线点4处 测出水平角 算出 伪
16、倾角 矿山测量学 仪器竖盘对准 角 根据望远镜视线在帮上标 出4 点 最后从4 点用小钢尺向上或向下量取 值 定出腰线点4 用同法可连续标设一组腰线点 标设 完腰线点后 应将高程导到中线点 上 并求出 值 为标设下一组腰线点用 式中 均以中线点向下量为正值 矿山测量学 矿山测量学 二 用斜面仪标设腰线 斜面仪的结构如图所示 在经纬仪主望远镜2的 上部安装一个副望远镜1 其转动轴3同时垂直于主 望远镜视准轴及横轴 同时副望远镜的视准轴与本 身转动轴垂直 当主望远镜视准轴置于巷道设计倾 角的倾斜方向上时 转动副望远镜 此时副望远镜 视准轴扫过的是一平行于腰线的倾斜面 倾斜面与 巷道两帮的线即是与巷道腰线相平行的一条线 矿山测量学 矿山测量学 矿山测量学 在中线点A整置斜面仪 用主望远镜照准另一 个中线点 固定水平度盘 再使垂直度盘读数等于 巷道的设计倾角 固定垂直度盘 主望远镜固定不 动后 转动副望远镜 瞄准原有腰线点1的上方 点 用小钢尺量得垂距a 再瞄准腰线点2处上方 点 量 作检查 检查无误后 即可标设新的一组 腰线点 转动副望远镜 照准巷帮拟设腰线点处 在视线上标设视点3 4 和5
