巷道及回采工作面測量

巷道及回采工作面測量第一節(jié)巷道及回采工作面測量的任務(wù)巷道及回來工作面測量是指巷道掘進(jìn)和工作面回采時的測量工作。在現(xiàn)代礦井，為保證均衡、安全生產(chǎn)和不斷提高勞動生產(chǎn)率，需要按采礦計劃和設(shè)計，在井下掘進(jìn)大量巷道，并同時在多個采區(qū)的回采工作而進(jìn)行回采工作。這就要求礦山測量人員及時提供反映礦井生產(chǎn)狀況的圖紙資料，從而帶來大量的井下測量工作。它是礦井日常測量工作的主要內(nèi)容。巷道和回采工作面測量是在井下平面控制測量和高程控制測量的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。它的任務(wù)是；在實(shí)地標(biāo)設(shè)巷道的位置。要根據(jù)采礦設(shè)計標(biāo)定巷道掘進(jìn)的方向和坡度，并隨時檢查和糾正。通常稱此項(xiàng)工作為標(biāo)定巷道的中線和腰線.簡稱給中腰線。及時準(zhǔn)確地測定巷道的實(shí)際位置，檢查巷道的規(guī)格質(zhì)量和丈量巷道進(jìn)尺，并把巷道填繪在有關(guān)的平面圖、立面圖和剖面圖上。測繪回采工作面的實(shí)際位置，統(tǒng)計產(chǎn)量和儲量變動情況。有關(guān)采礦工程、井下鉆探、地質(zhì)特征點(diǎn)、瓦斯突出點(diǎn)和涌水點(diǎn)的測定等。上述任務(wù)關(guān)系著采礦工程的質(zhì)量和采礦計劃的實(shí)現(xiàn)，礦山測量人員必須準(zhǔn)確及時地配合生產(chǎn)細(xì)心進(jìn)行上述測繪工作。如果掉以輕心，將造成重大的損失，例如報廢巷道，延誤工期，增加巷道維修工作量，甚至發(fā)生透水等危及人身安全的重大事故。礦山測量人員必須以高度的責(zé)任心，認(rèn)真負(fù)責(zé)地做好這些日常礦山測量工作。上述日常礦山測量工作是與生產(chǎn)緊密相關(guān)的。測量人員要具備巷道設(shè)計、礦井地質(zhì)和生產(chǎn)的有關(guān)知識，嚴(yán)格遵守規(guī)程，并模范執(zhí)行本單位制訂的規(guī)章制度。在工作中，若與采礦生產(chǎn)發(fā)生矛盾時，既要堅持原則，又要與有關(guān)部門互相配合，還要不斷地改進(jìn)測量方法和工具，熟練地掌握操作技術(shù)，提高測繪工作效率，保證采礦生產(chǎn)的正確進(jìn)行。第二節(jié)巷道中線的標(biāo)定工作井下主要巷道的位置是根據(jù)礦井的總體設(shè)計決定的，但在施工過程中還要根據(jù)實(shí)際情況作必要的修改。采區(qū)巷道更需要根據(jù)已有巷道和地質(zhì)變化情況逐步作出施工設(shè)計。測量的任務(wù)是要把圖上設(shè)計好的巷道，隨著巷道不斷向前掘進(jìn)逐步地標(biāo)設(shè)于實(shí)地，也就是要在實(shí)地上標(biāo)定出巷道的開切位置和給定巷道的掘進(jìn)方向。巷道水平投影的幾何中心線稱為巷道中線。標(biāo)定出巷道中線就可控制巷道在水平面內(nèi)的掘進(jìn)方向。新開巷道標(biāo)定中線的過程大致如下：檢查設(shè)計圖紙。設(shè)計的巷道要和已有的巷道保持一定的幾何關(guān)系，或本身要符合一定的幾何條件。礦山測量人員在接到掘進(jìn)任務(wù)書以后，須首先了解該巷道的用途和與其它巷道的幾何關(guān)系，檢核設(shè)計的角度和距離是否滿足這些幾何條件，并檢查設(shè)計圖上的角度和長度是否與注記的數(shù)字相符合，巷道的各部分尺寸、角度、高程、坡度等是否相互協(xié)調(diào)。然后根據(jù)工程要求和現(xiàn)有的測量儀器，決定測量的方法和精度要求。確定標(biāo)設(shè)的必要數(shù)據(jù)。經(jīng)檢查確認(rèn)設(shè)計資料無誤后，使可利用所要標(biāo)設(shè)的巷道附近的可靠已知點(diǎn)，來計算標(biāo)設(shè)數(shù)據(jù)。在應(yīng)用已知點(diǎn)時不要搞錯了點(diǎn)號和抄錯原始數(shù)據(jù)。如無可靠的已知點(diǎn)時，則要引測導(dǎo)線到附近取得必須的起算數(shù)據(jù)。標(biāo)定巷道開切點(diǎn)和掘進(jìn)方向，并檢查其正確性。隨著巷道的不斷向前掘進(jìn)，標(biāo)定和延長巷適中線和路線。測繪已掘的巷道，并經(jīng)常檢查和糾正標(biāo)定的方向。已掘的巷道應(yīng)及時填繪到礦圖上，在接近老塘、火區(qū)、煤柱邊界等危險區(qū)或巷通快貫通時，要特別注意已掘巷道的位置,及時通知掘進(jìn)隊(duì)采取安全措施，以防意外。在掘進(jìn)到設(shè)計規(guī)定的位置后要及時停下來，以免

出現(xiàn)廢巷。一、標(biāo)定巷道開切點(diǎn)和掘進(jìn)方向標(biāo)定巷道開切點(diǎn)和開掘方向的工作，習(xí)慣上稱為“開門子”。在圖4—1中，虛線表示新設(shè)計的巷道，AB為巷道的中線，4、5點(diǎn)為原有巷道內(nèi)的導(dǎo)線點(diǎn)（如果設(shè)計圖上沒有標(biāo)出導(dǎo)線點(diǎn)，測量人員要將導(dǎo)線點(diǎn)展繪在圖上）。標(biāo)定前，應(yīng)從圖上量出（或算出）4點(diǎn)到A點(diǎn)的距離l和5點(diǎn)到A點(diǎn)的距離l，l+l要等于4—5導(dǎo)線邊長，再量出（或算出）4—5邊與1212AB間的夾角卩，習(xí)慣上稱卩為指向角，l、l和卩為所需的標(biāo)定要素。12E4-1新開巷道的標(biāo)定 圖42用經(jīng)緯儀標(biāo)定巷道的中線井下實(shí)地標(biāo)設(shè)之前，應(yīng)先檢查原有導(dǎo)線點(diǎn)是否移位，只有在確認(rèn)沒有移位后，方可用作標(biāo)定的基點(diǎn)。巷道開切口和掘進(jìn)方向的標(biāo)定一般都采用經(jīng)緯儀法。標(biāo)定時在4點(diǎn)（見圖4—1）安置經(jīng)緯儀照準(zhǔn)5點(diǎn)，沿此方向由4點(diǎn)量取平距l(xiāng)，在頂板上標(biāo)設(shè)出開切點(diǎn)A，并丈量l作為檢核。12然后將經(jīng)緯儀安置在A點(diǎn)，后視4點(diǎn)，撥指向角卩，此時望遠(yuǎn)鏡視線的方向就是新開巷道中線AB的方向。沿此方向在原有巷道的頂板上固定臨時點(diǎn)2,倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡在其延長線上再固定臨時點(diǎn)1。由1、A和2三點(diǎn)組成一組中線點(diǎn)，即可指示新巷道開切的方向。為明顯起見，還可用白灰漿或白油漆在頂板上畫出三點(diǎn)的連線。標(biāo)定后應(yīng)實(shí)測卩角，作為檢核。二、標(biāo)定直線巷通的中線巷道開掘之后，最初標(biāo)設(shè)的臨時中線點(diǎn)常被放炮所破壞或移位，當(dāng)巷道開掘5—8m后，應(yīng)當(dāng)用經(jīng)緯儀重新標(biāo)定一組中線點(diǎn)。這時應(yīng)先檢查開切點(diǎn)A是否移位，若發(fā)現(xiàn)A點(diǎn)已移位，則應(yīng)重新標(biāo)定A點(diǎn)。經(jīng)檢查確認(rèn)A點(diǎn)未移位或重新設(shè)置后，將經(jīng)緯儀安置在A點(diǎn)上，如圖4—2所示。用正倒鏡標(biāo)定卩角，并沿視線方向在新巷道內(nèi)標(biāo)出2'點(diǎn)和2”點(diǎn)，取它們的中點(diǎn)2作為中線點(diǎn)。為了避免差錯，應(yīng)重新用一個測回測卩角，作為檢查。所測角值與標(biāo)定角值之差應(yīng)在1'以內(nèi)，若超限則應(yīng)重新標(biāo)定2點(diǎn)。檢查符合要求后，沿A2方向再標(biāo)設(shè)1點(diǎn)。A、1、2三點(diǎn)組成一組中線點(diǎn)。中線點(diǎn)應(yīng)固定在頂板上，掛下垂球線指示巷道掘進(jìn)的方向。一組中線點(diǎn)不得少于3個，點(diǎn)間距離不小于2m為宜?？梢詮娜c(diǎn)是否在一條直線上而發(fā)現(xiàn)中線點(diǎn)是否移位。當(dāng)發(fā)現(xiàn)中線點(diǎn)移位時，應(yīng)當(dāng)用儀器重新標(biāo)定。也可設(shè)置4個點(diǎn)為一組，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個點(diǎn)移位，而其余三點(diǎn)仍在一條直線上時，該組中線仍可繼續(xù)使用。切忌末作檢查而使用兩個中線點(diǎn)連線作為指示巷道掘進(jìn)的方向。給定巷道的平面方向，除了標(biāo)定巷道幾何中線的辦法之外，也常采用標(biāo)定軌道中心線或標(biāo)定巷道邊線的方法。在大斷面雙軌巷道，特別是巷道斷面不斷變化的車場部分，采用標(biāo)定某一條軌道的中心線是有利的，因?yàn)檫@樣做就不必經(jīng)常改變中心線的位置。有的礦井習(xí)慣采用標(biāo)設(shè)靠近巷道一幫的邊線，因?yàn)檫@種辦法更易于發(fā)現(xiàn)巷道的掘偏現(xiàn)象，對掌握巷道規(guī)格質(zhì)量有利。巷道邊線(或軌道中心線)的具體標(biāo)設(shè)方法如圖4—3所示。巷道邊線平行于巷道中線，它距巷道兩幫的距離是不相同的。圖中A點(diǎn)為巷道中線點(diǎn)，現(xiàn)要標(biāo)設(shè)出巷道邊線的起始點(diǎn)B及一組邊線點(diǎn)。圖4希標(biāo)定直線巷道的邊線標(biāo)設(shè)前應(yīng)先根據(jù)邊線至巷道中線的距離a和A、B兩點(diǎn)間問的距離l計算出標(biāo)定B點(diǎn)AB的指向角度,，計算公式為：/=arcsin (4-1)iAB(4-2)標(biāo)定時，先在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，根據(jù)角薩和距離l即可標(biāo)定出B點(diǎn)。然后將儀器移AB至B點(diǎn)，后視A點(diǎn)標(biāo)設(shè)(1800+丫)角，這時儀器視線方向就是邊線(或軌道中心線)的方向。再在視線上連續(xù)標(biāo)設(shè)1點(diǎn)和2點(diǎn)，則B、1、2即為一組邊線點(diǎn)。邊線到較近幫的距離稱為邊距，用c表示。顯然a、c與巷道寬度D之間的關(guān)系為：Dc= (4-3)用邊線給向時，測量人員必須將距離c及時通知施工人員，以便他們根據(jù)距離c和(D-c)控制巷道的掘進(jìn)方向。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)相向貫通巷道用邊線指示巷道掘進(jìn)方向時,兩頭邊線的稱謂是相反的，如圖4—4（a）所示。圖4—4（b）表示因忽視稱渭相反這一點(diǎn)所造成的錯誤。在巷道掘進(jìn)過程中，掘進(jìn)工作面炮眼的布置和支架的位置都是以巷道中線為依據(jù)的。用經(jīng)緯儀標(biāo)設(shè)一組中線點(diǎn)后（或由邊線找出中線的位置），在一定距離內(nèi)可以該組中線點(diǎn)為依據(jù)，用三點(diǎn)連直線原理把巷道中線延長標(biāo)在掘進(jìn)工作面上。左邊線（8）右邊線圖44相向掘進(jìn)卷道邊線關(guān)系圖曲）正確的錯誤的三、直線巷道中線的延長與檢查如圖4—5所示，隨著巷道不斷向前掘進(jìn)，中線也要不斷向前延設(shè)。主要巷道每掘進(jìn)30m，次要巷道每掘進(jìn)40m左右，應(yīng)延設(shè)一組中線點(diǎn)c——1—2.以保證最前面一個中線點(diǎn)至掘進(jìn)工作面的距離不超過40一50m,防止巷道掘偏。在延設(shè)之前應(yīng)檢查B點(diǎn)處舊的一組中線點(diǎn)是否移動，如果沒有移動，則在B點(diǎn)安置儀器，后視A點(diǎn)，根據(jù)指向角用正倒鏡測設(shè)一組中線點(diǎn)C、1及2三點(diǎn)。為了及時檢查巷道中線方向的正確性，在每組中線中選擇一個點(diǎn)作為導(dǎo)線點(diǎn)，如圖4—5中的A、B、C點(diǎn)，測設(shè)15〃級或30〃級導(dǎo)線，當(dāng)發(fā)現(xiàn)原有中線方向偏離巷道設(shè)計方向時，要及時根據(jù)檢查測量結(jié)果調(diào)整中線。施測導(dǎo)線的同時，還應(yīng)將已掘巷道及時測繪到平面團(tuán)上。當(dāng)巷道繼續(xù)向前推進(jìn)時，上述巷道中線的延設(shè)、檢查和測繪巷道平面圖的工作亦相繼進(jìn)行。圖4-5巷道中線的延設(shè)四、標(biāo)設(shè)曲線巷道的中線井下運(yùn)輸巷道轉(zhuǎn)彎處或巷道分岔處，都有一段曲線巷道。曲線巷道中心線是一條平面曲線。井下曲線都是圓曲線，其半徑根據(jù)礦車行駛速度及礦車軸距等因素而定，一般在10一25m之間。曲線巷道的起點(diǎn)、終點(diǎn)、曲線半徑和轉(zhuǎn)角(曲線中心角)等參數(shù)均在設(shè)計中給定。曲線巷道的中線是彎曲的，無法像直線巷道那樣直接標(biāo)出中線，而只能在一定范圍內(nèi)以直代曲，即用分段的弦線來代替分段的圓弧線，用內(nèi)接折線來代替整個圓曲線，并實(shí)地標(biāo)設(shè)這些弦線來指示巷道掘進(jìn)的方向。圖4弋等弦法計算標(biāo)設(shè)要素(一)經(jīng)緯儀弦線法經(jīng)緯儀弦線法是一種常用的方法。分段弦線的長度可以是相同的，也可以是不相同的。計算標(biāo)設(shè)要素首先要確定合理的弦線長度l，使得轉(zhuǎn)折點(diǎn)盡量少，弦兩端能通視且便于施工。一般先繪比例尺為1：100或1；50的大樣圖。在圖上確定段的劃分方案，也可以采用公式l<2\2RS-S2估算。S為巷道上寬的一半。圖4—6為一曲線巷道，已知曲線始點(diǎn)A，終點(diǎn)B，曲線半徑R，中心角a。現(xiàn)采用等分曲線中心角的弦線法來計算標(biāo)設(shè)要素。將曲線段所對中心角a分為n等分，則每等分對應(yīng)的弦長為：aI=27?sin— (4-4)由圖可知，起點(diǎn)A和終點(diǎn)B處的轉(zhuǎn)向角為：= (4-5)

中間各弦交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)向角為:A=^2=180*+— （4~6）圖4—6所示為轉(zhuǎn)向角大于180。的情況。反之，當(dāng)轉(zhuǎn)向角小于180。，即由B向A掘進(jìn)時，則上述各轉(zhuǎn)向角（左角）相應(yīng)為：噸一金和嘰一會［例4-1］設(shè)曲線中心角a=9O%/?=12叫用三等分中心角求標(biāo)定數(shù)據(jù)（見圖4-6兒解每弦所對中心角為：旦=寫=妙n3弦長為：；=27?sin^=2X12Xsinl5°=6*212m2?轉(zhuǎn)向角為；念=務(wù)=18『十云=1呂『+15。=1附01=02=180°+:—180°+30a=210°有時候由于巷道轉(zhuǎn)彎的角度不是一個整數(shù)或有道岔時，不便于等分中心角，亦可采用不等分中心角的方法。［例4-2］設(shè)曲線中心角^=75°45f，尺=12叫將中心角分為新、3『、15。45‘三個小角，才標(biāo)定數(shù)據(jù)（見圖4-7）.解三個小角所對的弦長分別為：馬0°/i=/2=2X12Xsin—=6.212m15°46,Z3=2X12Xsin =310m30°=19^30°=19^=ISO04￡角=180°+30°=310°燉=18『+石+ ；=20曠5￡30"血=180D+ =1即。5羽30"實(shí)地標(biāo)設(shè)先標(biāo)出A點(diǎn)。然后在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀,如圖4—先標(biāo)出A點(diǎn)。然后在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀,后視直線巷道中線點(diǎn)M，測設(shè)轉(zhuǎn)向角0，即可給出弦A1的方向。因?yàn)榇藭r曲線巷道尚未A掘出，只能倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，在Al的反方向線上于巷道頂板標(biāo)出中線點(diǎn)r和i〃，則r、i〃、a三點(diǎn)組成一組中線點(diǎn)，指示A1段巷道掘進(jìn)的方向。當(dāng)巷道掘至1點(diǎn)位置后，再置經(jīng)緯儀于A點(diǎn)，在A1方向上量取弦長l標(biāo)出l點(diǎn)。然后將經(jīng)緯儀置于l點(diǎn)，后視A點(diǎn)，撥轉(zhuǎn)向角0可1標(biāo)出12段巷道掘進(jìn)的方向。照此辦法逐段標(biāo)設(shè)下去，直至彎道的終點(diǎn)B為止。為了指導(dǎo)掘進(jìn)施工，測量人員應(yīng)作出曲線巷道1：50或1：100的大樣圖，交給施工人員，如圖4—9所示。圖上繪出巷道兩幫與弦線的相對位置，直接在圖上量取并標(biāo)明弦線上

各點(diǎn)（點(diǎn)間距一定）到巷道幫的邊距。一般情況下，邊距按垂直于弦線的方向丈量（圖4—9（a））,也有按半徑方向給出邊距的（圖4-9（b））。圖4-9曲線巷道施工大樣圖圖4-8經(jīng)緯儀法標(biāo)設(shè)曲線巷道圖4-9曲線巷道施工大樣圖（二）短弦法I==2/^sin本法的特點(diǎn)是弦比較短，故可用線交會法標(biāo)設(shè)，如圖4—10所示，已知圓心角，曲線半徑R。設(shè)弦的個數(shù)為n，則弦長l和I==2/^sin實(shí)地標(biāo)設(shè)時，先標(biāo)出A點(diǎn)，再由A點(diǎn)沿中線方向向后丈量距離21標(biāo)出M點(diǎn)。以點(diǎn)A、M為圓心，分別以21和d為半徑，用線交會法定出A點(diǎn)。AA指示第一弦的掘進(jìn)方向。11當(dāng)巷道掘到B點(diǎn)后，沿AA的方向由A點(diǎn)丈量弦長1標(biāo)出B點(diǎn)，然后再以A、B月為圓心,1分別以d和1為半徑，用線交會法定出B點(diǎn)，BB指示第二弦的掘進(jìn)方向。以此類推。11

AiClAiCl圖4-10短弦法標(biāo)設(shè)曲線巷道五、碹岔中線的標(biāo)定在井底車場和運(yùn)輸大巷內(nèi)有許多交叉巷道，平巷交叉連接處稱為“碹岔”它的斷面是變化的，并和曲線巷道相連接，在連接交叉處，對巷道的規(guī)格要求比較嚴(yán)格，圖4—11為某碹岔設(shè)計平面圖°EN為直線巷道，另一巷道BM通過彎道與它相交。0點(diǎn)稱為道岔中心（岔心），它是直巷軌道中線與彎道軌道中線的交點(diǎn)。O，點(diǎn)為碹岔的起點(diǎn)，巷道斷面從這里開始變化。3點(diǎn)為道岔終點(diǎn)，也是彎道起點(diǎn)。O〃為柱墩處（又稱牛鼻子），巷道從這里分為兩條。a、b為道岔中心到碹岔起點(diǎn)和道岔終點(diǎn)的距離。圖4—11中圓曲線的中心角a=90°，半徑R=12m,道岔的撤叉角丫=18°55'30"，從直巷到柱墩所對的中心角0=3704930"，其余的巷道規(guī)格尺寸在圖上均有說明。標(biāo)定巷道中線的方法和步驟如下。1.檢查設(shè)計圖紙收到設(shè)計圖后，首先要檢查各種數(shù)據(jù)是否齊全，所注尺寸是否與圖上位置、長度一致,然后驗(yàn)算0角是否正確。為此，先求算曲線中心到直巷軌道中線間的距離H,從圖上可以看出:?1U*出:?1U*H^Rcos7-hbsin7=12Xcosl8°15/30IF+3.7O6Xsin18°55"30w=12.553m&=arccosm—a?—氏&=arccosm—a?—氏so。=arccos553-1.350—0.50012+1.550=37°49/30fl驗(yàn)算結(jié)果說明設(shè)計數(shù)據(jù)是正確的。2.計算標(biāo)設(shè)數(shù)據(jù)圖4-11St岔設(shè)計平面圖2.計算標(biāo)設(shè)數(shù)據(jù)本例因?角較大，故先將曲線分段,將圓心角“分為卩第和兩個號角.考慮到殯岔處巷道較寬，可將12弦線延長到P點(diǎn)，將F點(diǎn)作為安置儀器的轉(zhuǎn)點(diǎn)可直接與2點(diǎn)通視，比用兩個轉(zhuǎn)點(diǎn)簡化了標(biāo)設(shè)工作。計算如下：9F— 3Q"2弦12和2占所對圓心角為：=26°05'15w9F— 3Q"2弦12和2E的長度為’Z=222sinj=2X12Xsin13°02f37r\5—5.417m尸點(diǎn)至有關(guān)點(diǎn)的距離為：0T+與=5『5/0化5作1=(血+0.500+c/3cos^)escjffp=3.963mZpct=Zp1cos/?p+^jsinZ?=3.452mZpo=^ocr—/pcr=4*471m