第八章-巷道掘进测量

CompanyLogo第八章巷道掘进测量巷道测量是指巷道掘进施工时的测量工作。工作:巷道掘进测量主要工作是给出巷道的中线和腰线。第一节概述CompanyLogo中线：巷道几何中心线投影在水平面内的方向线；标设在巷道的顶板上。作用：指示巷道水平面内的掘进方向腰线：巷道几何中心线投影在竖直面内的方向线；标设在巷道的两帮上。作用：控制巷道的掘进坡度CompanyLogo第二节直线巷道中线的标定一、直线巷道中线的初步标定工具：罗盘仪、皮尺、经纬仪、钢尺、全站仪等。1、确定标定数据①、根据设计图纸确定AB的坐标方位角和距离、AB4AD5ADCompanyLogo2、现场标定①、标定前，应先检查相邻导线点的位置是否正确；②、根据新开巷道的设计方位角和导线边4-5的方位角计算井下标定角45180AB②、用钢尺从点4沿边长量出距离，定出A点，并丈量作为检核；4AS5AS③、在A点安置经纬仪，后视点4，一个镜位测设角，在巷道的帮上得出a点；⑤、用灰浆或油漆沿划出中线。''abAB④、打开经纬仪的望远镜制动螺旋，倒转望远镜，在的反向延长线上标出、两点；'a'bAaCompanyLogo二、直线巷道中线的精确标定1、标定要素计算（1）经纬仪标定数据②、根据设计巷道的起点坐标、与4、5点的坐标，用坐标反算公式分别计算出边长、；AxAy4AS5AS①、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，计算出水平夹角。AB45CompanyLogo（2）全站仪井下标定数据③、计算出1、2两点的设计坐标；①、根据设计巷道的起点坐标、与4、5点的坐标，用坐标反算公式分别计算出边长、AxAy4AS5AS②、确定和；1AD2AD1111cossinAAABAAABxxDyyD2222cossinAAABAAABxxDyyDCompanyLogo2、井下现场标定（1）经纬仪钢尺标定①、在4点安置经纬仪，观测导线3-4-5之间的夹角，检查导线点是否发生偏移。⑤、瞄准2点，在A2的方向上再设一点1，得到A、1、2三点，即一组中线点，以此作为巷道的掘进方向；②、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，定出A点，并丈量，作为检核。4AD5AD③、在A点安置经纬仪，后视4点，用正倒镜标定角。④、按井下30″导线的要求，用测回法或复测法重新检测角，丈量水平距离以免发生错误，并计算2点的坐标；2ADCompanyLogo（2）全站仪标定①、在4点安置经纬仪，观测导线3-4-5之间的夹角，检查导线点是否发生偏移。②、正镜后视5点，打开主菜单，选择三维放样。按提示先输入测站点4点的坐标，再输入后视点5点的坐标，接着输入A点的设计坐标。③、根据提示，标出A点，并进行检查校核。④、在A点安置全站仪，后视4点或5点采用标定A点相同的三维坐标放样方法定出1、2两中线点。A、1、2三个中线点，即为一组中线点。CompanyLogo三、巷道中线的延长与使用1、巷道中线的延长为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，巷道每掘进30～40m，就应该延设一组中线。CompanyLogo（1）、经纬仪延长③、沿BC方向标定出C组中线点1、2点；①、在A点安置经纬仪，观测角，检查B点是否发生偏移；②、在B点安置经纬仪，后视A点，正倒镜测设定出C点，，为A、B两点的实际方位角；1'1180BCAB'AB④、按井下15″或30″导线的要求，观测角和距离。2BCD12CompanyLogo（2）、全站仪延长①、在A点安置经纬仪，后视4点，检查B点是否发生偏移；②、用三维放样程序，根据C、1、2点的设计坐标，标定C、1、2点；③、对定出的C点中线点进行检查测量。CompanyLogo2、巷道中线的使用在由一组中线点到下一组中线点的巷道掘进过程中，可采用瞄线法或拉线法来标定巷道的掘进方向。CompanyLogo如图所示，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（见上图），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工作面上的位置。（1）、瞄线法4CompanyLogo4（2）、拉线法如图所示，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。CompanyLogo四、巷道偏中线的标定在大断面、机械巷道的掘进过程中，为了避让机械运输，用偏中线（或称偏边线）方向来代替中线指向更安全。偏中线距离巷道帮不能太近，一般至少相距30～50cm左右。优点：偏中线指向易于发现巷道掘偏的现象。CompanyLogo现场标定时，先在A点安置经纬仪，给出水平角，用钢尺丈量，并标定出B点。再将仪器移至B点，后视A点，拨动，这时望远镜的视线方向就是偏中线方向，在顶板上沿着这个方向标定出1、2等偏中线点。ABD180+CompanyLogo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。CompanyLogo一、经纬仪钢尺标定1、标定数据的计算一般说来，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。若将图中的圆弧中心线分成等分，弦长用表示，由图可知：2sin2lRn1802+ABn12...180+nCompanyLogo2、井下现场标定在起点A安置经纬仪，后视直线巷道中的中线点M，按转角βＡ，给出弦线A1的方向。但由于前面巷道还未开掘，只能倒转望远镜在其反方向上标设中线点1’。这样A、1’即组成一组中线点。用它指示巷道掘进到1点后，应丈量弦长l，精确标定出1点。然后，就可按与上述类似的方法继续给出下一弧段的中线。CompanyLogo二、全站仪标定1、标定要素的计算①、根据巷道的断面尺寸，在不影响通视的情况和施工的前提下设计分段弧长或弦长、各段弧长和弦长可相等或不相等。②、计算各分段中线点的坐标；分段1点的坐标为：111111cos(180arcsin)1802sin(180arcsin)1802AAAMAAAAMAlxxlRlyylRCompanyLogo''''111111cos(arcsin180)2sin(arcsin180)2AAMAAAAMAAlxxlRlyylR分段点2的坐标为：12211211221121cos(1802arcsin180)2cos(1802arcsin180)2AAlxxlRlyylR曲线弧A1中线方向A1的反方向1’点的坐标为：CompanyLogo2、井下标定曲线弧12中线方向12的反方向2’点的坐标为：''''12112121211212cos(arcsin180)2sin(arcsin180)2AAlxxlRlyylR同理可求出曲线上各分段点的坐标和中线点的坐标。同经纬仪井下标定类似，只不过将经纬仪测角改为采用点的坐标对其进行三维放样。CompanyLogo三、用图解法确定边距为掌握掘进巷道两帮的弯曲程度，通常绘制曲线巷道的大样图。绘出巷道两帮与弦线的相对位置，量出弦线到巷道两帮的距离。确定边距的方法：半径法和垂线法。CompanyLogo1、半径法2dDddR=-2dDddR=+内外内外帮棚腿间距：CompanyLogo2、垂线法绘制时，沿弦线每隔1米做弦的垂线，然后从图上量取弦线到巷道两帮的边距，并将数值标注在图纸上。CompanyLogo第四节巷道腰线的标定腰线的作用：确定巷道的坡度和倾角。腰线点：标定巷道腰线的测点（三个为一组）。标定的工具：平巷（坡度小于8°）：水准仪、半圆仪斜巷（坡度大于8°）：经纬仪、半圆仪CompanyLogo一、水平巷道腰线的标定1、半圆仪标定次要水平巷道的腰线①、将测绳的一端系于1点上，靠近巷道同一帮拉直测绳，悬挂半圆仪，另一端上下移动，当半圆仪读数为0时得2’点，用皮尺丈量1点至2’点的平距；'12S②、根据设计坡度，计算出腰线点2与2’的高差'12hiS③、用小钢卷尺，由2’点垂直向上量值，得到腰线2的位置，12就是巷道的腰线。hCompanyLogo2、水准仪标定主要水平巷道的腰线①、在预测A点和附近的井下高程点（高程为H0）间安置水准仪，后视已知的高程点，读数为a，根据A点的设计高程HA和已知高程点的高程H0，计算前视读数b=a-（HA-H0）；如图，设A点为设计腰线点，高程为HA，巷道设计坡度为i，要求标定出巷道同一帮壁上的腰线点B。②、在A点立尺，上下移动尺子当读数为b时，尺子底部即为A点。CompanyLogo③、将水准仪安置在A、B两点之间的适当位置，后视A点处巷道帮上画一水平记号A’。量取A、A’的垂直距离a。''B⑤、从铅锤向下量取a值，得到一条与平行的水平线,然后从向上量取，得到新腰线点B。A和B的边线即为腰线，并用油漆或灰浆划出。''AB'AB''B'BABh④、前视B处巷道，在帮壁画水平记号B’。这时为水平线，用尺子量出此水平距离，按下式计算A、B两点的高差。''ABABABhiSCompanyLogo二、倾斜巷道腰线的标定1、半圆仪标定次要倾斜巷道的腰线CompanyLogo1AAaHHhAah如图，1点为新开斜巷的起点，称起坡点。1点程H1由设计给出，HA为已知点A高程，从图可知在A点悬挂垂球，自A点向下量，得到点a，过点a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δ，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。CompanyLogo2、经纬仪标定主要倾斜巷道的腰线（1）、利用中线点标定腰线CompanyLogo①、在中线点1安置仪器，量取仪高i；⑤、用半圆仪分别从腰线点拉一条垂直中线的水平线到两帮上。②、使竖盘读数为巷道的设计倾角，此时的望远镜视线方向与腰线平行。然后瞄准掘进方向，已标定的中线点2、3、4的垂球线，分别作临时的记号，得到2´、3´、4´。倒镜再测一次倾角作为检查。③、计算k值'11()kHHhi④、由中线点上的记号2´、3´、4´分别向下量k值，得到即为所求的腰线点。''''''234、、⑥、用测绳连接帮壁上的点，并用石灰浆或油漆连接腰线。''''''234、、CompanyLogo空间一个倾斜面的真倾角(即它与水平面间所夹二面角)是指在垂直于其与水平面的交线的竖直面内的投影与水平线的夹角。在与其交线斜交的竖直面内的投影与水平线间的夹角则称为伪倾角。如左图：δ为倾斜面CDEF的真倾角，δ′则为其伪倾角。真倾角永远大于伪倾角。（2）、利用伪倾角标定腰线由图得tanδ′=cosβ·tanδCompanyLogo用伪倾角法来标定腰线的原理是：由于设计巷道时仅给出了真倾角，而腰线是标定在巷道两帮上的，经纬仪又只能安置在巷道中部，因此，只能根据真倾角与伪倾角间的关系，按伪倾角来标定腰线。CompanyLogo①、在B点下安置仪器，测出B至中线点A及原腰线点1之间的水平夹角β；②、根据水平角β1和真倾角δ1