傾斜巷道用偽傾角方法如何更好地標(biāo)定腰線

冀曉輝

(西山煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司 東曲礦，山西 古交 030200)

巷道腰線是指示巷道在豎直面內(nèi)的掘進(jìn)方向以及調(diào)整巷道坡度和底板高程的。腰線通常在巷道兩幫上標(biāo)定，一般每30～50 m 設(shè)置1 組，每組不少于3個(gè)，點(diǎn)間距一般以不小于2 m為宜。

在礦山測量工作中，對于傾斜巷道(一般指傾角大于8°的巷道)用經(jīng)緯儀(或全站儀)來標(biāo)定巷道腰線。而在井下采用傳統(tǒng)的偽傾角法，來標(biāo)定巷道腰線時(shí)，往往會(huì)受到許多現(xiàn)場客觀條件的影響，致使巷道腰線難以正常的標(biāo)定。因此，在實(shí)際工作中，通過對偽傾角法的改進(jìn)，常采用儀器靠近巷道幫的新偽傾角法來標(biāo)定巷道腰線。

1 傳統(tǒng)的偽傾角法標(biāo)定巷道腰線

偽傾角法的原理:O、A點(diǎn)為巷道中線方向上的腰線點(diǎn)，OA的傾角為巷道的設(shè)計(jì)傾角δ，B點(diǎn)為垂直于OA 線在巷道上與A點(diǎn)同高的點(diǎn)。OB 線的傾角就不再是δ，而是偽傾角δ'(見圖1)。

式中:

β—OA、OB 兩視線間的水平角。

2 新的偽傾角法公式的由來與應(yīng)用

新的偽傾角法是相對與傳統(tǒng)的偽傾角法來說的，是將經(jīng)緯儀(或全站儀)靠近巷道幫來架設(shè)，再運(yùn)用偽傾角的方法來標(biāo)定腰線。

2.1 公式的由來與改進(jìn)

d為儀器站中心到巷道幫的垂距;h為延伸的腰線到儀器水平面的垂直距;D為OA的連線;D1為OB的連線(如圖1 所示)。

圖1 偽傾角法原理示意圖

注:h差值為巷道設(shè)計(jì)理論的腰線高與偽傾角法標(biāo)定腰線高的差值。

2.2 新的偽傾角法在實(shí)踐中的應(yīng)用

在礦山測量中，一般巷道每掘進(jìn)30～50 m 時(shí)，就要及時(shí)進(jìn)行腰線的延伸與標(biāo)定。通過公式(2)、(3)可知，h差值的大小對腰線精度有直接的影響。而h差值與巷道的傾角δ、測站中心到巷道幫的垂距d 和D 有關(guān)?？梢酝ㄟ^一些假設(shè)的固定數(shù)據(jù)，來分析h差值的變化情況。見表1。

表1 h差值隨垂距d、水平距離D、傾角δ 變化取值表

由表1 數(shù)據(jù)，分別對距離D為定值與巷道傾角δ為定值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(見圖2，圖3)，因此，可有一個(gè)比較簡單清晰的認(rèn)識(shí)。當(dāng)d≤0.5 m 時(shí)，h差值遠(yuǎn)小于2 mm，可以說其完全符合設(shè)計(jì)的精度要求。因此，在面對一個(gè)新的巷道設(shè)計(jì)圖時(shí)，可以通過已知數(shù)據(jù)來推算出h差值的變化范圍，從而為現(xiàn)場施工方案的選擇提供依據(jù)和保障。

圖2 h差值在距離D 一定條件下變化示意圖

由圖2，圖3 可以得出:

1)當(dāng)巷道傾角δ 與D為定值時(shí)，隨著d 值增大，h差值也隨之增大。

2)當(dāng)巷道傾角δ為定值時(shí)，d 值也確定時(shí)，隨著D 值的增大，h差值反而減小。

3)當(dāng)D 與d 值確定時(shí)，隨著巷道傾角δ的增大，h差值也隨之而增大。

圖3 h差值在傾角δ 相同條件下的變化示意圖

2.3 提高腰線標(biāo)定精度的方法

通過對新的偽傾角法的數(shù)據(jù)分析，可知為了提高腰線標(biāo)定的精度，應(yīng)盡量減小h的差值。因此，在井下實(shí)際工作中，可以采取下述方法:

1)應(yīng)盡量使經(jīng)緯儀(或全站儀)中心靠近巷道幫，使測站中心到過腰線點(diǎn)的巷道方向線的垂距d 盡量的小。

2)在井下現(xiàn)場實(shí)際標(biāo)定巷道腰線時(shí)，在合理地控制好d 與D的值后，可以直接以巷道傾角δ 來標(biāo)定巷道腰線。

3)為了保證標(biāo)定巷道腰線的精度，標(biāo)定完腰線點(diǎn)后，應(yīng)用串線法來檢查整組的腰線點(diǎn)(至少3 個(gè))，并及時(shí)地進(jìn)行校正。

3 總結(jié)

通過分析與比較，得出:傳統(tǒng)的偽傾角法是指將儀器架設(shè)在巷道中心點(diǎn)上，在給完巷道中線后，才向前標(biāo)定腰線。這種方法受井下客觀條件的限制比較多，對技術(shù)人員和施工現(xiàn)場條件要求相對嚴(yán)格，從而使給線時(shí)間較長，工作效率也不高。而新的偽傾角法可以使儀器靠近巷道幫來架設(shè)，可以直接按照巷道設(shè)計(jì)的傾角來標(biāo)定腰線，縮短了標(biāo)定腰線的時(shí)間，提高了工作效率，保證了巷道掘進(jìn)的速度與工程質(zhì)量。

在礦山測量工作中，通過對巷道腰線點(diǎn)標(biāo)定方法的選擇，可以合理有效地減小與消除偽傾角對腰線精度的影響。而東曲礦采用儀器靠近巷道幫的方法來標(biāo)定傾斜巷道中的腰線，在實(shí)際的應(yīng)用中，效果良好，證明這種方法準(zhǔn)確、可靠。

［1］張國良，朱家鈺，顧和和.礦山測量學(xué)［M］.徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001:118.

［2］唐有理.經(jīng)緯儀偽傾角法定線的精度分析［J］.礦山測量，2009(2):54.

［3］趙寶森.經(jīng)緯儀在傾斜巷道兩側(cè)標(biāo)定腰線消除偽傾角方法探討［J］.礦山測量，2007(2):29.