巷道与井筒施工测量幻灯片.ppt

1、第15章 巷道与井筒施工测量,给向的工作:巷道掘进测量主要工作是给出巷道的 中线和腰线。,巷道施工测量的任务是按照矿井设计的规定和要求，在现场实地标定掘进巷道的几何要素(位置、方向和坡度等)，并在巷道掘进过程中及时进行检查和校正。通常我们将这项工作称为给向。,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,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。,15.1 井下巷道中线的标定,一、概述,中线点应成组设置

2、，每组不得少于3个点。,(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,标定巷道中线的步骤大致如下：,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15-1 标定巷道开切点,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,(2) 在4点安置经纬仪，瞄准点5，并沿此方向，由点4量取L，即可得到A点的位置，将

3、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、罗盘法进行实地标定。 通常采用经纬仪法。,从设计图上量取A点至已知中线点4、5的距离L、 ，量取巷道的转向角；,巷道开切后，最初标定的中线点很容易遭到破坏。当掘进到48 m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

4、标定,用经纬仪标定巷道的中线,方法：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,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即可。这时测绳一端在工作面的位置即为巷道

5、中线位置。,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3050cm左右。,优点：偏中线指向易于发现巷道掘偏的现象。,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。,图中A点为巷道中线点，在巷道设计图上取距离a绘出平行中线的偏中线，定出偏中线的起点B。然后根据AB的距离和定长计算得：,15.2 曲线巷道中线的标定,井下巷道的转弯部分，一般

6、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。,1、标定数据的计算,一般说来，当曲线巷道的圆心角在4590时，分23段弦；当曲线巷道的圆心角在90180时，分46段弦。若将图中的圆弧中心线分成n等分，弦长l用表示，由图可知：,经纬仪法标设曲线巷道,在起点A安置经纬仪，后视直线巷道中的中线点P，按 转角，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

7、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,3、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。,(1)、半径法,内外帮棚腿间距：,(2)、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。,15.3 井下巷道腰线的标定,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304

8、0 m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。,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15-7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：,hABi,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

9、皮尺丈量A、B间的水平距离，按上式计算出h。,即= h-（a-b）,实际标定：,先在要标定腰线点B点附近假设一点B点，在A点与B点之间安置水准仪，用皮尺量取AB的水平距离，按前公式算出h，先后视A点，得读数a，再前视B点，得读数b，则AB之间的高差为：,则B点的正确位置应该为从B点垂直向上（或者向下）量取距离：,为正时向上量取，为负时应向下量取。,半圆仪标定次要水平巷道的腰线,、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 ；,、根据设计坡度，计算出腰线点2与2的高差,、用小钢卷尺，由2点垂直向上量 值，得到腰

10、线2的位置，12就是巷道的腰线。,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。,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。,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-a3,b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。,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

11、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：为倾斜面CDEF 的真倾角，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tan =cos tan,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。,、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；,、根据水平角1和真倾角1计算伪倾角1 。,、瞄准1点，固定水平度盘，上下转动望远镜，使度盘读数为 ，在巷道帮上作记号1,用钢

12、尺量出1到1的铅锤距离K。,、转动照准部，瞄准新设的中线点C，然后松开照准部瞄准在巷道帮上拟设腰线点处，测出2角 。,、用测绳连接1、2两点，用灰浆或油漆沿测绳划出腰线。,、根据水平角2和真倾角2计算得伪倾角 。,、望远镜找准拟设腰线处，并设竖盘读数为 ，在巷道帮上作记号2，用钢尺从2向上量出距离K，即得新的腰线点2。,15.4 激光指向,近年来，由于巷道掘进速度加快，原有给中腰线的方法已不能满足施工需要，这样，激光技术被用于矿山建设中。,激光不仅有较高的亮度，而且具有良好的方向性及单色性。,激光指向仪，成为较为理想的指示中腰线的仪器。用经纬仪和水准仪来控制光速的方向和坡度。,井下常用防爆型激

13、光指向仪。,一、概述,激光指向仪大致可以分为两种：,以氦氖激光器为导向射速源的矿用防爆激光指向仪；,以发光二极管激光器为导向射速源的矿用防爆激光指向仪。,矿用激光指向仪大致一般由防爆壳体、激光器、调焦系统、调焦机构四部分组成。,矿用激光指向仪按照安装方式而言，分悬挂式和固定式两种。,二、激光指向仪的安置,每次使用激光指向仪前，首先应对激光指向仪的电源、发光情况以及各调节机构进行检查。 激光指向仪可安放在巷道中央的工字钢上,用四根锚杆固定的框架上，巷道中央的石垛上,两帮的悬臂架上。利用它来同时指示巷道中线和腰线时，必须使光束在水平面内位于巷道的中线方向上，在倾斜面内位于巷道的腰线方向上。,如教材

14、图15-11。,指向仪的安置地点，距离掘进工作面一般应不小于70m，以防爆破引起仪器振动或损坏。根据仪器的性能，在保证光斑清晰和稳定的前提下，可自行确定仪器到掘进工作面的最大距离。指向仪的安置方式要视巷道的具体情况而定。,用经纬仪给出巷道的中线。中线点不得少于3个，点间距不少于30m。调节仪器，使激光束平行于巷道腰线。,用水准仪在中线的垂线上给出腰线，并作记号，腰线点不少于3个，点间距不少于30m。调节仪器，使激光束平行于巷道腰线。,反复校核激光束给出的巷道中、腰线，直至合乎要求时为止。激光指向仪在使用过程中，为了防止仪器碰动而影响中、腰线位置，应经常检查激光束的方向和坡度，并根据检查情况随时

15、调整。,实地安置步骤如下： (1) 如图所示，选择A、B、C三个中线点。 (2) 在A、B、C三点上悬挂垂球线，并用水准仪在垂球线上标出腰线的位置。 (3) 将激光指向仪安置在B点之后35m的巷道中部的锚杆上，固定后，打开激光指向仪。 (4) 根据A、B、C点组成的中线，调节水平微动螺旋，使光束中心准确地通过B、C点所挂的垂球线。 (5) 调节垂直方向微动螺旋，使光束中心至B、C两处垂球线上腰线位置的距离d相等。光束在水平面内的方向即为巷道的中线方向，在倾斜面内的方向即为腰线方向。,一条巷道不同的地点，以两个或两个以上的工作面，按照设计的方向和要求，沿着相同方向或相对方向，最后彼此接通；或是一

16、个巷道按设计要求掘进到指定的地点与另一个巷道相通，叫做巷道贯通，简称贯通。,一、概述,15.6 贯通测量,贯通可能出现下述两种情况： (a) 相向贯通 (b) 同向贯通或追随贯通,贯通测量：为了保证按设计要求使贯通巷道所进行的各项测量工作。,贯通测量的任务：,、确定贯通巷道在水平面和竖直面上的方向。,、根据求的的数据，标定贯通巷道的中线和腰线。,、定期进行已掘巷道的检查测量和填图，以控制巷道的掘进方向。,巷道贯通 （按地质标志层的关系分）,沿导向层的贯通,不沿导向层的贯通,巷道贯通 （按巷道的性质分）,水平巷道的贯通,倾斜巷道的贯通,竖井的贯通,巷道接合处的偏差,沿巷道中心线的长度偏差,垂直于

17、巷道中心线的左右（平面上）偏差,上下（高程上）的偏差,后两种方向的误差对巷道质量有影响，称后两种方向为贯通的重要方向。,贯通测量工作的步骤：, 根据贯通巷的种类和允许偏差，选择合理的方案。, 根据选定方案进行各项测量工作的施测和计算，求的贯通导线终点的坐标和高程。, 对贯通导线施测成果及定向精度进行必要的分析，并与误差估算时所采用的有关参数进行比较。, 根据求的的有关数据，计算贯通巷道的标定几何要素，并实施标定贯通巷道的中线和腰线。, 根据工程进度，及时延长巷道中线和腰线。, 巷道贯通后，应立即测量贯通的实际偏差值。, 重要贯通工程完成后，应对测量工作进行精确分析，作出技术总结。,二、各种巷道

18、类型的测量工作,凡是由井下一条起算边开始，能够敷设井下导线到达贯通巷道两端的，均属于一井内的巷道贯道。只需要进行井下导线测量和高程测量。,一井内巷道的贯通分为以下三种情况：,1、一井内巷道贯通时的测量工作,（1）沿倾角大于30的薄或中厚煤层贯通水平巷道,不需要再给出巷道的中线，只需要控制巷道的腰线。,因此，高程方向是巷道的主要方向，必须严格控制其精度。,高程测量误差 引起水平距离的偏差为：,（2）沿薄或中厚煤层贯通倾斜巷道,高程上受导向层的限制，只需给出巷道的中线。,因此，水平方向是巷道的主要方向，必须严格掌握控制井下井下经纬仪其精度。,（3）沿倾角小于30的煤层贯通平巷和不沿煤层贯通平、斜巷,因为上下左右均没有导向层可循，因此必须进行平面和高程测量，以标设出贯通巷道的中线和腰线， 保证巷道在平面上和高程上能正确结合。,2、两井间巷道贯通时的测量工作,指在巷道贯通前，井下不能由一条起算边向贯通巷道两端敷设经纬仪导线的贯通。,需要的测量工作:井下经纬仪导线和高程测量，地面控制测量，联系测量。,因此，必须标设出贯通巷道的中线和腰线。,在A、B两点之间敷设经纬仪导线，并进行高程测量。然后计算出A、B两点的平面坐标xA、yA和xB、yB，以及高程HA和HB。,1、准备工作,三、水平巷道间的贯通,a、计算贯通巷道中心