04巷道和回采工作面测量

第四章巷道及回采工作面测量第一节巷道和回采工作面测量的任务第二节井下巷道中线的标定第三节巷道腰线的标定第一节巷道和回采工作面测量的任务巷道和回采工作面测量是指巷道掘进和工作面回采时的测量工作。它的任务是：（1）在实地标设巷道的位置。（2）及时准确的测定巷道的实际位置。根据设计标定巷道掘进的方向和坡度，并随时检查和纠正即标定巷道的中线和腰线。（3）测绘回采工作面的实际位置（4）有关采矿工程、井下钻探和地质特征点的测定等。第二节井下巷道中线的标定一、概述为了指示巷道在水平面内的方向，需要标定巷道的几何中心线在水平面上投影的方向即中线方向，巷道水平投影的几何中心线称为巷道中线。标定出巷道的中线就可控制巷道在水平面内的掘进方向。中线点应成组设置，每组不得少于3个点。新开巷道标定巷道中线的步骤大致如下：(1)检查设计图纸。主要检查的内容包括：巷道间的几何关系是否符合实际情况；标注的角度和距离是否与设计图一致等；(2)确定标定中线时所必需的几何要素；(3)标定巷道的开切点和方向；(4)随着巷道的掘进及时延伸中线；(5)在巷道掘进过程中，随时检查和校正中线的方向。包括标定开切点的位置和初步给出巷道的掘进方向两项内容。如下图从已掘巷道中的A点沿虚线开掘一条新巷道，标定的方法如下：二、标定巷道开切点和掘进方向图4-1标定巷道开切点(2)在4点安置经纬仪，瞄准点5，并沿此方向，由点4量取L１，即可得到A点的位置，将之标定于顶板上，然后再量取A至点5的距离作检核；(3)在A点安置经纬仪，后视点4，用正镜位置给出β角，此时，望远镜所指方向即为新开掘巷道的中线方向，在此方向上标出点2，倒转望远镜，标出点1，则点1、A、2即组成一组中线点。可以采用经纬仪法、罗盘法或卷尺法进行实地标定。通常采用经纬仪法。(1)从设计图上量取A点至已知中线点4、5的距离L１、Ｌ２，量取巷道的转向角β；巷道开切后，最初标定的中线点很容易遭到破坏。当掘进到4~8m时应检查或重新标定中线。简易的检查方法是看一组中线的三个点是否在一条直线上。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。三、巷道中线的标定图4-2用经纬仪标定巷道的中线给定巷道的平面方向时，除了标定巷道几何中心线的办法外，也常采用标定轨道中心线或标定巷道边线的方法。图4-3标定直线巷道的边线四、直线巷道中线的延长与检查随着巷道不断向前掘进，中线也要不断向前延设。主要巷道每掘进30m，次要巷道每掘进40m，延设一组中线点C—1—2，以保证最前面一个中线点至掘进工作面的距离不超过40—50m，防止巷道掘偏。图4-4巷道中线的延设弦线法是将圆曲线分成圆弧段，以弦线来代替其中线，指示巷道的掘进方向。1、计算标设要素根据圆曲线的设计要素：图中的曲线起点A、终点B，曲线半径R，中心角α及将曲线等分的段数n，计算标定要素：五、曲线巷道中线的标定圆曲线巷道中线的标定方法很多，这里仅介绍常用的弦线法。图4-5等弦法计算标设要素l=2R·sin（α/2n）βA＝βB＝180°＋α/2nβ1＝β2＝180°＋α/n弦的长度l、起点和终点的转角βＡ、βＢ以及中间点的转角βi。在起点A安置经纬仪，后视直线巷道中的中线点P，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D、C。这样C、D、A三点即组成一组中线点。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。2、实地标设巷道掘进到曲线起点位置A后，先标出A点。然后在A点安置经纬仪，后视直线巷道的中点M，测设转向角βA，可得出弦A1的方向。图4-6经纬仪法标设曲线巷道第三节巷道腰线的标定为了指示巷道掘进的坡度而在巷道两帮上给出的方向线，称为腰线。腰线点可成组设置，也可每隔30~40m设置一个，但须在巷道两帮上画出腰线，且对于一个矿井，腰线距底板或轨面的高度应为定值。主要运输巷道的腰线应用水准仪、经纬仪或连通管水准器来标定，次要巷道的腰线可用悬挂半圆仪等标定。急倾斜巷道的腰线应尽量用经纬仪来标定，短距离时，也可用悬挂半圆仪等来标定。图4-7巷道腰线的位置一、用水准仪标定平巷腰线所谓平巷，并非绝对水平的巷道，一般情况下，坡度小于8‰的巷道，均视为水平巷道。在主要水平巷道中，常常都是用水准仪来标定腰线。图4-8腰线标定根据已知腰线点和设计坡度，计算下一个腰线点B与已知腰线点A间的高差hAB：hAB＝Ｌ×i式中L---A、B间的水平距离；i---巷道的设计坡度。在A、B中间安置水准仪，用皮尺丈量A、B间的水平距离，按上式计算出hＡＢ。二、用经纬仪标定斜巷腰线1、中线点兼作腰线点的标设法特点：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。图4-9中线点兼作腰线点的标设方法经纬仪架设于3点，量仪器高i，用正镜瞄准中线，使竖盘读数对准巷道设计的倾角δ。已知中线点3到腰线位置的垂距a3，则仪器视线到腰线点的垂距b为：b=i-a3b值为正时，腰线在视线之上，b值为负时，在视线之下。从三个垂球线上标出的视线记号起，根据b的符号用小钢尺向上或向下量取长度b，即可得腰线点位置。2、伪倾角标设法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。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。由图得tanδ′=cosβ·tanδ在1点上或下作一记号，用小钢尺量取腰线点1至记号的垂直距离b。然后，将望远镜瞄准前面一个中线点C，读取水平度盘读数，再转动照准部，瞄准欲标设的腰线点2，根据水平读盘读数计算出望远镜转动的水平角β2，并按照上述同样的方法，计算出伪倾角δ2′。将望远镜的倾角调至δ2′，再由此向上或向下量取垂直距离b,并作上标记，即得腰线点2。用伪倾角法标定腰线可与标定中线同时进行。实地标设时，将经纬仪安置在中线点B下，后视中线点A，瞄准A点附近的腰线点1，读取水平度盘读数即水平角β１。按伪倾角与真倾角间的关系式，计算出伪倾角δ1′。并将望远镜竖盘位置准确调至竖直角δ1′。根据真倾角δ和两个竖直面间所夹的水平角β，计算出伪倾角δ′，从而标定腰线点的位置。