利用經(jīng)緯儀標(biāo)定煤礦井下傾斜巷道腰線技術(shù)

侯東寧

[摘 要]本文分析煤礦井下測(cè)量技術(shù)方法與存在的問題、測(cè)量精準(zhǔn)方法的改進(jìn)措施，以及測(cè)量施工具體方法的確定等。

[關(guān)鍵詞]煤礦井下；傾斜巷道；經(jīng)緯儀；腰線標(biāo)定

中圖分類號(hào)：TD175.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）17-0250-01

1 引言

煤礦井下測(cè)量標(biāo)定時(shí)，相對(duì)都比較難，因?yàn)橹車膮⒖嘉锊豢梢?、不固定，特別是在傾斜巷道（傾角大于8？的傾斜巷道）標(biāo)定腰線，常用坡面經(jīng)緯儀直接標(biāo)定。然而，由于儀器設(shè)備的限制，有時(shí)也采取經(jīng)緯儀在巷道兩側(cè)直接進(jìn)行標(biāo)定。但是，這種技術(shù)方法常需要測(cè)算，準(zhǔn)確與否決定于公式的是否合理性。在此，就這些問題進(jìn)行探討。

2 測(cè)量技術(shù)方法與存在的問題

1）測(cè)量技術(shù)方法。在煤礦井下傾斜巷道進(jìn)行腰線標(biāo)定時(shí)，要把經(jīng)緯儀安置在傾斜巷道的一側(cè)精確整平后，先測(cè)定經(jīng)緯儀豎直度盤指標(biāo)差，然后經(jīng)緯儀豎盤對(duì)準(zhǔn)巷道設(shè)計(jì)傾角與豎直度盤指標(biāo)差改正數(shù)之和。在本側(cè)巷道后視腰線點(diǎn)處自由懸垂皮尺，讀取后視腰線的讀數(shù)，然后旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，豎盤對(duì)好巷道傾角與豎直度盤指標(biāo)差改正數(shù)之和，接著再利用后視讀數(shù)，直接標(biāo)定巷道本側(cè)的腰線，然后再利用同種方法對(duì)應(yīng)標(biāo)定巷道另一側(cè)腰線點(diǎn)。標(biāo)定完成后要把對(duì)應(yīng)的巷道兩側(cè)的腰線點(diǎn)聯(lián)接，再用串線法觀察。觀察整組腰線是否在一個(gè)傾斜面上，若在同一斜面，這時(shí)標(biāo)定腰線的工作就算完成了，否則要重新進(jìn)行。

2）測(cè)量過程中存在的問題。在煤礦井下測(cè)量時(shí)，由于受到井下巷道具體條件的限制，具體標(biāo)定腰線工作時(shí)發(fā)現(xiàn)經(jīng)緯儀中心與后視腰線點(diǎn)或與前視待標(biāo)定腰線點(diǎn)的連線方向均很難與巷道方向保持一致，這樣就造成了在標(biāo)定腰線時(shí)，所取的巷道傾角為偽傾角。偽傾角的存在，影響其準(zhǔn)確性，且該角度還難以準(zhǔn)確確定。如何盡可能地減小偽傾角的影響，這是值得研究的問題。經(jīng)過多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)問題的分析，提出了推導(dǎo)偽傾角對(duì)標(biāo)定巷道腰線的影響公式，利用該公式就可精準(zhǔn)的確定偽傾角了。

3 測(cè)量精準(zhǔn)方法的改進(jìn)

偽傾角對(duì)標(biāo)定巷道腰線的影響公式，可以通過公式推導(dǎo)得出，其公式推導(dǎo)基礎(chǔ)見圖1所示。在圖中：其O點(diǎn)為理想的經(jīng)緯儀中心點(diǎn)；0′點(diǎn)則為經(jīng)緯儀實(shí)際中心點(diǎn)：A、B點(diǎn)為前視腰線點(diǎn)；C點(diǎn)則為后視腰線點(diǎn)；A′、B′、C′點(diǎn)為A、B、C點(diǎn)在水平面上的投影點(diǎn)；α則為巷道傾角；A1、B1、C1為過0點(diǎn)傾角為α的直線與A、B、C點(diǎn)鉛垂線的交點(diǎn)；D為OA1的連線距離；D1為0′A1的連線距離；d為00′的連線距離；β、Υ則為偽傾角：M則為A1到水平面的鉛垂距離（A1A′）。其公式的具體推導(dǎo)過程為：Sinβ=M/D1，Sinα=M/D，d===D·Sinα·，d2 = D2·- D2，Sinβ= Sinα，由此可得：β=arcsin（Sinα·）。β值得確定，這就方便標(biāo)定巷道腰線了。

4 測(cè)量施工方法的確定

1）掘進(jìn)一段距離及時(shí)標(biāo)定。一般巷道每掘進(jìn)30～50m時(shí)就要及時(shí)進(jìn)行中線及腰線的標(biāo)定。先標(biāo)定完成中線，然后進(jìn)行標(biāo)定腰線。通過上述公式即可對(duì)偽傾角進(jìn)行分析。

2）及時(shí)調(diào)整、控制偽傾角。根據(jù)公式發(fā)現(xiàn)，偽傾角β的影響因素，有巷道傾角α、經(jīng)緯儀中心到過腰線點(diǎn)的巷道方向線的垂距d，以及經(jīng)緯儀中心與腰線點(diǎn)連線在巷道方向上的投影距離D。巷道施工中，經(jīng)緯儀中心到過腰線點(diǎn)的巷道方向線的垂距為d，一般可以控制在0.5m以下，而經(jīng)緯儀中心與腰線點(diǎn)連線在巷道方向上的投影距離D一般要大于15m左右。根據(jù)公式，通過固定數(shù)值的選取，可分析巷道傾角α與偽傾角β的差值的大?。ㄓ?jì)算參見表1所列）。

3）根據(jù)傾角差值關(guān)系，調(diào)整確定標(biāo)定方式。從表1的計(jì)算結(jié)果看出：①d/D為定值時(shí)，隨著傾角的增大，α-β的值基本成倍數(shù)增大；②傾角為定值時(shí)，只要合理控制d/D值，α-β的值也可以控制在工程所允許的范圍內(nèi)。在進(jìn)行標(biāo)定腰線時(shí)，便可采取以下方法進(jìn)行：①工作時(shí)可根據(jù)巷道的傾角，選取可能的d、D的值，算出α-β的值的范圍，以控制偽傾角的影響程度（不影響工程質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)）；②在標(biāo)定腰線整平經(jīng)緯儀時(shí)，要盡量使經(jīng)緯儀中心靠近巷道幫，使經(jīng)緯儀中心到過腰線點(diǎn)的巷道方向線的垂距d盡量小，處于內(nèi)業(yè)所確定的范圍內(nèi)為好。這時(shí)可以采用經(jīng)緯儀中心、腰線點(diǎn)到巷道中線的垂直距離來(lái)判斷d值的大小。該方法可以準(zhǔn)確地確定d值的大小，同時(shí)可以用鋼尺確定經(jīng)緯儀中心與腰線點(diǎn)連線在巷道方向上的投影距離D，可以在內(nèi)業(yè)工作時(shí)候計(jì)算出α-β的值；③在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定腰線時(shí)，合理控制d、D的值之后，直接利用經(jīng)緯儀以巷道傾角標(biāo)定巷道的腰線；④腰線點(diǎn)標(biāo)定好后，要用串線法進(jìn)行檢查整組腰線，還要檢查后視腰線點(diǎn)是否在新標(biāo)定的腰線的平面上，假如在工程允許的范圍內(nèi)，這樣腰線的標(biāo)定工作就完成了；⑤每次標(biāo)定完腰線后，要用皮尺量出測(cè)點(diǎn)到腰線面的鉛垂距離。在內(nèi)業(yè)計(jì)算時(shí)，就可以根據(jù)設(shè)計(jì)確定腰線到巷道設(shè)計(jì)底面高程的平下數(shù)，與上一次的腰線平下數(shù)進(jìn)行比對(duì)，并及時(shí)進(jìn)行平下數(shù)調(diào)整。按上述方法操作，即可全面完成巷道腰線的準(zhǔn)確標(biāo)定工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

在煤礦井下傾斜巷道的腰線標(biāo)定工作中，只要采用科學(xué)、合理的技術(shù)方法，舊可以有效地消除偽傾角對(duì)標(biāo)定腰線工作的影響。而在傾斜巷道中采用經(jīng)緯儀在巷道兩側(cè)標(biāo)定腰線，采用以上分析的方法、步驟，即可在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中取得較好的標(biāo)定效果。這樣普通的經(jīng)緯儀測(cè)量工具也能得到了充分利用，并有效提高了工作效率，縮短現(xiàn)場(chǎng)腰線標(biāo)定時(shí)間，為保證巷道正常掘進(jìn)速度、提高巷道施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

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