煤礦傾斜巷道腰線標(biāo)定的技術(shù)方法探究

郭鵬飛

摘要：目前，傾斜巷道腰線標(biāo)定所采用的方法主要是中線點兼腰線點標(biāo)設(shè)法和偽傾角標(biāo)設(shè)法，但以上兩種方法分別在標(biāo)定精度、標(biāo)定效率等方面存在一定的不足。為了滿足煤礦傾斜巷道腰線快速標(biāo)定的需要，本文通過對生產(chǎn)實踐的總結(jié)，提出了傾斜巷道腰線快速標(biāo)定的技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞：傾斜巷道;腰線快速標(biāo)定;技術(shù)方法

巷道腰線是標(biāo)定在巷道兩幫，用來指示井下巷道在豎直面內(nèi)掘進(jìn)方向的控制線。巷道腰線體現(xiàn)了巷道相對于某一平面的傾角，對于保證掘進(jìn)巷道的坡面傾斜度至關(guān)重要。腰線標(biāo)定直接關(guān)系到巷道布置的準(zhǔn)確性，一旦腰線標(biāo)定出現(xiàn)誤差，輕則影響巷道質(zhì)量和采面接續(xù)，導(dǎo)致巷道施工量的增加;嚴(yán)重則可導(dǎo)致巷道報廢，給礦井帶來難以挽回的經(jīng)濟損失。因此，巷道腰線的標(biāo)定也是煤礦井巷工程施工中的主要技術(shù)任務(wù)之一，選擇一種合理的標(biāo)定方法則是準(zhǔn)確快速地完成巷道腰線標(biāo)定的關(guān)鍵。傾斜巷道相對于水平巷道來說存在一定的傾斜度，因此其腰線的標(biāo)定相對來說較為復(fù)雜一些，標(biāo)定精度和效率容易受到影響。目前，傾斜巷道腰線標(biāo)定所采用的方法主要是中線點兼腰線點標(biāo)設(shè)法和偽傾角標(biāo)設(shè)法，但以上兩種方法分別在標(biāo)定精度、標(biāo)定效率等方面存在一定的不足。為了滿足煤礦傾斜巷道腰線快速標(biāo)定的需要，本文通過對生產(chǎn)實踐的總結(jié)，提出了傾斜巷道腰線快速標(biāo)定的技術(shù)方法。

一、傾斜巷道腰線快速標(biāo)定的技術(shù)思路及原理

在傾斜巷道腰線標(biāo)定作業(yè)時，普遍采用測量精度較高的全站儀作為測量工具。通過對全站儀在傾斜巷道標(biāo)定腰線的理論分析和實踐總結(jié)認(rèn)為，巷道傾角和儀器與巷幫間距是造成腰線標(biāo)定誤差的主要來源。對此，我們在不同傾角條件下進(jìn)行了多次的模擬測量和計算，通過數(shù)據(jù)對比得出了傾斜巷道腰線近幫標(biāo)設(shè)法最為適宜的傾角條件和離幫的極限距離，實現(xiàn)了對傾斜巷道腰線的快速、準(zhǔn)確標(biāo)定。

將全站儀布置在將要標(biāo)設(shè)腰線點和原有腰線點之間，距離巷道幫一定范圍內(nèi)。將前、后小鋼尺抽出，抽出的尺段數(shù)應(yīng)與上述的儀器離幫距離相等。以巷幫為平面，垂直放置小鋼尺尺頭，同時需使小鋼尺保持水平。如此，全站儀瞄準(zhǔn)前、后視小鋼尺的視線在理論上是與設(shè)計巷幫的腰線相平行的，從而可以消除偽頂角的誤差影響，較為準(zhǔn)確地標(biāo)出新的腰線點。但實際上，由于兩幫并不完全平整，存在諸多不確定的誤差，因而很難滿足上述的理論值。通過研究確定儀器視線適宜的傾角范圍和儀器離幫的極限距離，即可在誤差允許范圍內(nèi)較為快速地標(biāo)定腰線。

二、近幫快速標(biāo)定腰線對標(biāo)設(shè)精度的影響分析

2.1 近幫標(biāo)設(shè)法的主要誤差來源

根據(jù)圖1，由三角函數(shù)公式推導(dǎo)可得出，tgδ'=h/ OA';tgδ=h/ OB';tgδ=tgδ'（OA'/OB'）;cosβ=OA'/OB'。得：tgδ=tgd'·cosβ;即：tgδ=tgδ'[OA'/√（OA'2+A'B'）]

式中，δ'為設(shè)計巷道坡度，即為現(xiàn)場近幫點腰線標(biāo)設(shè)時所轉(zhuǎn)傾角;δ為腰線標(biāo)注的實際傾角;0A'為待標(biāo)注腰線與儀器的間距;A'B'為儀器到腰線所在巷道--幫的距離。由上式可知，所標(biāo)腰線實際傾角δ的大小主要與A'B'、δ'、OA'有關(guān)。根據(jù)巷道的實際寬度，A'B'可設(shè)定為≤0.5m范圍內(nèi)取某一固定值;因此，巷道設(shè)計傾角δ'與現(xiàn)場所標(biāo)腰線的實際傾角δ之間的誤差主要取決于0A'和δ'，巷道設(shè)計坡度越大，則誤差累積越大;儀器到所需標(biāo)腰線的距離越大，則誤差越小。由于地質(zhì)條件和生產(chǎn)條件的制約，巷道設(shè)計坡度是固定的，因此可通過增加儀器至需標(biāo)腰線的距離來減少近幫標(biāo)設(shè)腰線法對巷道坡度的影響。此種腰線標(biāo)定方法非常簡單方便，且誤差可控。

三、近幫腰線點標(biāo)設(shè)的主要步驟與應(yīng)用

首先將全站儀布置在待標(biāo)設(shè)腰線點和原有腰線點之間的某點，該點距離巷道幫應(yīng)≤0.5m。將豎直度盤讀數(shù)對準(zhǔn)巷道設(shè)計傾角δ'，與該傾角相平行;按照與儀器離幫間距，將后視小鋼尺抽出與之相同的尺段數(shù)據(jù)，將小鋼尺尺頭與巷幫平面保持垂直放置，且保持水平。將望遠(yuǎn)鏡十字絲橫絲調(diào)節(jié)至與小鋼尺立面上平相平行的位置，同時在巷幫上標(biāo)出視線記號，根據(jù)視線記號測量出垂距。轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，對準(zhǔn)設(shè)計傾角δ'調(diào)節(jié)豎直度盤讀數(shù);之后，前視待標(biāo)設(shè)腰線點，按照前述方式同樣放置小鋼尺，將望遠(yuǎn)鏡十字絲橫絲調(diào)節(jié)至與小鋼尺立面上平相平行的位置，同樣在巷幫做出視線記號和測量垂距，便可得出第二個腰線點。按照此方法類推，即可根據(jù)巷道設(shè)計長度得出其它若干個的腰線點，連接各點即得出腰線。

某礦長距離巷道設(shè)計坡度均在10°以下，設(shè)δ'為10°，0A'為30m，A'B'為0.5m。假如巷道設(shè)計施工距離為1000m，則由0A'和δ'引起的巷道豎直方向上的誤差為：

△h= 1000 x tg△δ=0.024

現(xiàn)場標(biāo)設(shè)腰線點時，OA' 均能保證大于30m，△h均能控制在《煤礦測量規(guī)程》所要求的誤差范圍以內(nèi)。在實際標(biāo)設(shè)腰線時，可適當(dāng)縮小腰線與導(dǎo)線點聯(lián)測的距離，對所標(biāo)腰線進(jìn)行核校和調(diào)整，以進(jìn)一步減少誤差影響。

四、結(jié)語

近幫標(biāo)設(shè)法相比于傳統(tǒng)的巷道腰線標(biāo)定方法更加簡單易操作，效率也更高，測量誤差也在可控范圍之內(nèi)，因而在很多礦井巷道掘進(jìn)施工中得到應(yīng)用。非常適宜于井下巷道掘進(jìn)的快速施工。

參考文獻(xiàn)：

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