巷道與井筒施工測量幻燈片.ppt

1、第15章 巷道與井筒施工測量,給向的工作:巷道掘進測量主要工作是給出巷道的 中線和腰線。,巷道施工測量的任務(wù)是按照礦井設(shè)計的規(guī)定和要求，在現(xiàn)場實地標(biāo)定掘進巷道的幾何要素(位置、方向和坡度等)，并在巷道掘進過程中及時進行檢查和校正。通常我們將這項工作稱為給向。,中線：巷道幾何中心線投影在水平面內(nèi)的方向線； 標(biāo)設(shè)在巷道的頂板上。 作用：指示巷道水平面內(nèi)的掘進方向 腰線：巷道幾何中心線投影在豎直面內(nèi)的方向線； 標(biāo)設(shè)在巷道的兩幫上。 作用：控制巷道的掘進坡度,為了指示巷道在水平面內(nèi)的方向，需要標(biāo)定巷道的幾何中心線在水平面上投影的方向即中線方向。,15.1 井下巷道中線的標(biāo)定,一、概述,中線點應(yīng)成組設(shè)置

2、，每組不得少于3個點。,(1)、檢查設(shè)計圖紙。主要檢查的內(nèi)容包括：巷道間的幾何關(guān)系是否符合實際情況；標(biāo)注的角度和距離是否與設(shè)計圖一致等； (2)、確定標(biāo)定中線時所必需的幾何要素； (3)、標(biāo)定巷道的開切點和方向； (4)、隨著巷道的掘進及時延伸中線； (5)、在巷道掘進過程中，隨時檢查和校正中線的方向,標(biāo)定巷道中線的步驟大致如下：,從已掘巷道中的A點沿虛線開掘一條新巷道，標(biāo)定的方法如下：,二、標(biāo)定巷道開切點和掘進方向,圖15-1 標(biāo)定巷道開切點,包括標(biāo)定開切點的位置和初步給出巷道的掘進方向兩項內(nèi)容 。如下圖,(2) 在4點安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)點5，并沿此方向，由點4量取L，即可得到A點的位置，將

3、之標(biāo)定于頂板上，然后再量取A至點5的距離作檢核；,(3) 在A點安置經(jīng)緯儀，后視點4，用正鏡位置給出角，此時，望遠鏡所指方向即為新開掘 巷道的中線方向，在此方向上標(biāo)出點2，倒轉(zhuǎn)望遠鏡，標(biāo)出點1，則點1、A、2即組成一組中線點。,可以采用經(jīng)緯儀法、羅盤法進行實地標(biāo)定。 通常采用經(jīng)緯儀法。,從設(shè)計圖上量取A點至已知中線點4、5的距離L、 ，量取巷道的轉(zhuǎn)向角；,巷道開切后，最初標(biāo)定的中線點很容易遭到破壞。當(dāng)掘進到48 m時應(yīng)檢查或重新標(biāo)定中線。簡易的檢查方法是看一組中線的三個點是否在一條直線上。,在由一組中線點到下一組中線點的巷道掘進過程中，可采用瞄線法或拉線法來標(biāo)定巷道的掘進方向。,三、巷道中線的

4、標(biāo)定,用經(jīng)緯儀標(biāo)定巷道的中線,方法：如圖所示,在中線點1、2、3上掛垂球線，一人站在垂球點1的后面，用礦燈照亮三根垂球線，并在中線延長線上設(shè)置新的中線點4，系上垂球，沿1、2、3、4方向用眼睛瞄視，反復(fù)檢查，使四根垂球線重合，即可定出4點。 施工人員需要知道中線在掘進工作面上的具體位置時，可以在工作面上移動礦燈（見上圖），用眼睛瞄視，當(dāng)四根垂球線重合時礦燈的位置就是中線在掘進工作面上的位置。,1、瞄線法,2、拉線法,如圖所示，將測繩的一端系于1點上，另一端拉向工作面，使測繩與2、3點的垂球線相切；沿此方向在頂板上設(shè)置新的中線4，只要使其垂球線也與測繩相切即可。這時測繩一端在工作面的位置即為巷道

5、中線位置。,四、巷道偏中線的標(biāo)定,在大斷面、機械巷道的掘進過程中，為了避讓機械運輸，用偏中線（或稱偏邊線）方向來代替中線指向更安全。,偏中線距離巷道幫不能太近，一般至少相距3050cm左右。,優(yōu)點：偏中線指向易于發(fā)現(xiàn)巷道掘偏的現(xiàn)象。,現(xiàn)場標(biāo)定時，先在A點安置經(jīng)緯儀，給出水平角 ，用鋼尺丈量 ，并標(biāo)定出B點。再將儀器移至B點，后視A點，撥動 ，這時望遠鏡的視線方向就是偏中線方向，在頂板上沿著這個方向標(biāo)定出1、2等偏中線點。,圖中A點為巷道中線點，在巷道設(shè)計圖上取距離a繪出平行中線的偏中線，定出偏中線的起點B。然后根據(jù)AB的距離和定長計算得：,15.2 曲線巷道中線的標(biāo)定,井下巷道的轉(zhuǎn)彎部分，一般

6、都用圓曲線連接。曲線巷道的起點、終點、曲線半徑R和圓心角的大小，在設(shè)計圖上都有規(guī)定。因為曲線巷道的中心線是彎曲的，不能象直線巷道那樣直接標(biāo)定出來，只能用弦線來代替圓曲線指示巷道的掘進方向。所以，曲線巷道中線的標(biāo)定應(yīng)先計算標(biāo)定數(shù)據(jù)，然后，到井下進行標(biāo)定。,1、標(biāo)定數(shù)據(jù)的計算,一般說來，當(dāng)曲線巷道的圓心角在4590時，分23段弦；當(dāng)曲線巷道的圓心角在90180時，分46段弦。若將圖中的圓弧中心線分成n等分，弦長l用表示，由圖可知：,經(jīng)緯儀法標(biāo)設(shè)曲線巷道,在起點A安置經(jīng)緯儀，后視直線巷道中的中線點P，按 轉(zhuǎn)角，給出弦線A1的方向。但由于前面巷道還未開掘，只能倒轉(zhuǎn)望遠鏡在其反方向上標(biāo)設(shè)中線點D、C。這

7、樣C、D、A三點即組成一組中線點。用它指示巷道掘進到1點后，應(yīng) 丈量弦長l，精確標(biāo)定出1點。然后，就可按與上述類似的方法繼續(xù)給出下一弧段的中線。,2、實地標(biāo)設(shè),3、用圖解法確定邊距,為掌握掘進巷道兩幫的彎曲程度，通常繪制曲線巷道的大樣圖。,繪出巷道兩幫與弦線的相對位置，量出弦線到巷道兩幫的距離。,確定邊距的方法：半徑法和垂線法。,(1)、半徑法,內(nèi)外幫棚腿間距：,(2)、垂線法,繪制時，沿弦線每隔1米做弦的垂線，然后從圖上量取弦線到巷道兩幫的邊距，并將數(shù)值標(biāo)注在圖紙上。,15.3 井下巷道腰線的標(biāo)定,為了指示巷道掘進的坡度而在巷道兩幫上給出的方向線，稱為腰線。,腰線點可成組設(shè)置，也可每隔304

8、0 m設(shè)置一個，但須 在巷道兩幫上畫出腰線，且對于一個礦井，腰線距底板或軌面的高度應(yīng)為定值。,主要運輸巷道的腰線應(yīng)用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀或連通管水準(zhǔn)器來標(biāo)定，次要巷道的腰線可用懸掛半圓儀等標(biāo)定。急傾斜巷道的腰線應(yīng)盡量用經(jīng)緯儀來標(biāo)定，短距離時，也可用懸掛半圓儀等來標(biāo)定。,一、用水準(zhǔn)儀標(biāo)定平巷腰線,所謂平巷，并非絕對水平的巷道，一般情況下，坡度小于8的巷道，均視為水平巷道。在主要水平巷道中，常常都是用水準(zhǔn)儀來標(biāo)定腰線。,圖15-7腰線標(biāo)定,根據(jù)已知腰線點和設(shè)計坡度，計算下一個腰線點B與已知腰線點A間的高差hAB：,hABi,式中 L-A、B間的水平距離； i-巷道的設(shè)計坡度。,在A、B中間安置水準(zhǔn)儀，用

9、皮尺丈量A、B間的水平距離，按上式計算出h。,即= h-（a-b）,實際標(biāo)定：,先在要標(biāo)定腰線點B點附近假設(shè)一點B點，在A點與B點之間安置水準(zhǔn)儀，用皮尺量取AB的水平距離，按前公式算出h，先后視A點，得讀數(shù)a，再前視B點，得讀數(shù)b，則AB之間的高差為：,則B點的正確位置應(yīng)該為從B點垂直向上（或者向下）量取距離：,為正時向上量取，為負時應(yīng)向下量取。,半圓儀標(biāo)定次要水平巷道的腰線,、將測繩的一端系于1點上，靠近巷道同一幫拉直測繩，懸掛半圓儀，另一端上下移動，當(dāng)半圓儀讀數(shù)為0時得2點，用皮尺丈量1點至2點的平距 ；,、根據(jù)設(shè)計坡度，計算出腰線點2與2的高差,、用小鋼卷尺，由2點垂直向上量 值，得到腰

10、線2的位置，12就是巷道的腰線。,二、用經(jīng)緯儀標(biāo)定斜巷腰線,1、中線點兼作腰線點的標(biāo)設(shè)法,特點：在中線點的垂球線上作出腰線的標(biāo)志。同時量腰線標(biāo)志到中線點的距離，以便隨時根據(jù)中線點恢復(fù)腰線的位置。,中線點兼作腰線點的標(biāo)設(shè)方法,經(jīng)緯儀架設(shè)于3點，量儀器高i，用正鏡瞄準(zhǔn)中線，使豎盤讀數(shù)對準(zhǔn)巷道設(shè)計的傾角。,已知中線點3到腰線位置的垂距a3，則儀器視線到腰線點的垂距b為：,b=i-a3,b值為正時，腰線在視線之上，b值為負時，在視線之下。從三個垂球線上標(biāo)出的視線記號起，根據(jù)b的符號用小鋼尺向上或向下量取長度b，即可得腰線點位置。,空間一個傾斜面的真傾角(即它與水平面間所夾二面角)是指在垂直于其與水平面

11、的交線的豎直面內(nèi)的投影與水平線的夾角。,在與其交線斜交的豎直面內(nèi)的投影與水平線間的夾角則稱為偽傾角。,如左圖：為傾斜面CDEF 的真傾角，則為其偽傾角。真傾角永遠大于偽傾角。,2、利用偽傾角標(biāo)定腰線,由圖得tan =cos tan,用偽傾角法來標(biāo)定腰線的原理是：,由于設(shè)計巷道時僅給出了真傾角，而腰線是標(biāo)定在巷道兩幫上的，經(jīng)緯儀又只能安置在巷道中部，因此，只能根據(jù)真傾角與偽傾角間的關(guān)系，按偽傾角來標(biāo)定腰線。,、在B點下安置儀器，測出B至中線點A及原腰線點1之間的水平夾角；,、根據(jù)水平角1和真傾角1計算偽傾角1 。,、瞄準(zhǔn)1點，固定水平度盤，上下轉(zhuǎn)動望遠鏡，使度盤讀數(shù)為 ，在巷道幫上作記號1,用鋼

12、尺量出1到1的鉛錘距離K。,、轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)新設(shè)的中線點C，然后松開照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)在巷道幫上擬設(shè)腰線點處，測出2角 。,、用測繩連接1、2兩點，用灰漿或油漆沿測繩劃出腰線。,、根據(jù)水平角2和真傾角2計算得偽傾角 。,、望遠鏡找準(zhǔn)擬設(shè)腰線處，并設(shè)豎盤讀數(shù)為 ，在巷道幫上作記號2，用鋼尺從2向上量出距離K，即得新的腰線點2。,15.4 激光指向,近年來，由于巷道掘進速度加快，原有給中腰線的方法已不能滿足施工需要，這樣，激光技術(shù)被用于礦山建設(shè)中。,激光不僅有較高的亮度，而且具有良好的方向性及單色性。,激光指向儀，成為較為理想的指示中腰線的儀器。用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀來控制光速的方向和坡度。,井下常用防爆型激

13、光指向儀。,一、概述,激光指向儀大致可以分為兩種：,以氦氖激光器為導(dǎo)向射速源的礦用防爆激光指向儀；,以發(fā)光二極管激光器為導(dǎo)向射速源的礦用防爆激光指向儀。,礦用激光指向儀大致一般由防爆殼體、激光器、調(diào)焦系統(tǒng)、調(diào)焦機構(gòu)四部分組成。,礦用激光指向儀按照安裝方式而言，分懸掛式和固定式兩種。,二、激光指向儀的安置,每次使用激光指向儀前，首先應(yīng)對激光指向儀的電源、發(fā)光情況以及各調(diào)節(jié)機構(gòu)進行檢查。 激光指向儀可安放在巷道中央的工字鋼上,用四根錨桿固定的框架上，巷道中央的石垛上,兩幫的懸臂架上。利用它來同時指示巷道中線和腰線時，必須使光束在水平面內(nèi)位于巷道的中線方向上，在傾斜面內(nèi)位于巷道的腰線方向上。,如教材

14、圖15-11。,指向儀的安置地點，距離掘進工作面一般應(yīng)不小于70m，以防爆破引起儀器振動或損壞。根據(jù)儀器的性能，在保證光斑清晰和穩(wěn)定的前提下，可自行確定儀器到掘進工作面的最大距離。指向儀的安置方式要視巷道的具體情況而定。,用經(jīng)緯儀給出巷道的中線。中線點不得少于3個，點間距不少于30m。調(diào)節(jié)儀器，使激光束平行于巷道腰線。,用水準(zhǔn)儀在中線的垂線上給出腰線，并作記號，腰線點不少于3個，點間距不少于30m。調(diào)節(jié)儀器，使激光束平行于巷道腰線。,反復(fù)校核激光束給出的巷道中、腰線，直至合乎要求時為止。激光指向儀在使用過程中，為了防止儀器碰動而影響中、腰線位置，應(yīng)經(jīng)常檢查激光束的方向和坡度，并根據(jù)檢查情況隨時

15、調(diào)整。,實地安置步驟如下： (1) 如圖所示，選擇A、B、C三個中線點。 (2) 在A、B、C三點上懸掛垂球線，并用水準(zhǔn)儀在垂球線上標(biāo)出腰線的位置。 (3) 將激光指向儀安置在B點之后35m的巷道中部的錨桿上，固定后，打開激光指向儀。 (4) 根據(jù)A、B、C點組成的中線，調(diào)節(jié)水平微動螺旋，使光束中心準(zhǔn)確地通過B、C點所掛的垂球線。 (5) 調(diào)節(jié)垂直方向微動螺旋，使光束中心至B、C兩處垂球線上腰線位置的距離d相等。光束在水平面內(nèi)的方向即為巷道的中線方向，在傾斜面內(nèi)的方向即為腰線方向。,一條巷道不同的地點，以兩個或兩個以上的工作面，按照設(shè)計的方向和要求，沿著相同方向或相對方向，最后彼此接通；或是一

16、個巷道按設(shè)計要求掘進到指定的地點與另一個巷道相通，叫做巷道貫通，簡稱貫通。,一、概述,15.6 貫通測量,貫通可能出現(xiàn)下述兩種情況： (a) 相向貫通 (b) 同向貫通或追隨貫通,貫通測量：為了保證按設(shè)計要求使貫通巷道所進行的各項測量工作。,貫通測量的任務(wù)：,、確定貫通巷道在水平面和豎直面上的方向。,、根據(jù)求的的數(shù)據(jù)，標(biāo)定貫通巷道的中線和腰線。,、定期進行已掘巷道的檢查測量和填圖，以控制巷道的掘進方向。,巷道貫通 （按地質(zhì)標(biāo)志層的關(guān)系分）,沿導(dǎo)向?qū)拥呢炌?不沿導(dǎo)向?qū)拥呢炌?巷道貫通 （按巷道的性質(zhì)分）,水平巷道的貫通,傾斜巷道的貫通,豎井的貫通,巷道接合處的偏差,沿巷道中心線的長度偏差,垂直于

17、巷道中心線的左右（平面上）偏差,上下（高程上）的偏差,后兩種方向的誤差對巷道質(zhì)量有影響，稱后兩種方向為貫通的重要方向。,貫通測量工作的步驟：, 根據(jù)貫通巷的種類和允許偏差，選擇合理的方案。, 根據(jù)選定方案進行各項測量工作的施測和計算，求的貫通導(dǎo)線終點的坐標(biāo)和高程。, 對貫通導(dǎo)線施測成果及定向精度進行必要的分析，并與誤差估算時所采用的有關(guān)參數(shù)進行比較。, 根據(jù)求的的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算貫通巷道的標(biāo)定幾何要素，并實施標(biāo)定貫通巷道的中線和腰線。, 根據(jù)工程進度，及時延長巷道中線和腰線。, 巷道貫通后，應(yīng)立即測量貫通的實際偏差值。, 重要貫通工程完成后，應(yīng)對測量工作進行精確分析，作出技術(shù)總結(jié)。,二、各種巷道

18、類型的測量工作,凡是由井下一條起算邊開始，能夠敷設(shè)井下導(dǎo)線到達貫通巷道兩端的，均屬于一井內(nèi)的巷道貫道。只需要進行井下導(dǎo)線測量和高程測量。,一井內(nèi)巷道的貫通分為以下三種情況：,1、一井內(nèi)巷道貫通時的測量工作,（1）沿傾角大于30的薄或中厚煤層貫通水平巷道,不需要再給出巷道的中線，只需要控制巷道的腰線。,因此，高程方向是巷道的主要方向，必須嚴(yán)格控制其精度。,高程測量誤差 引起水平距離的偏差為：,（2）沿薄或中厚煤層貫通傾斜巷道,高程上受導(dǎo)向?qū)拥南拗?，只需給出巷道的中線。,因此，水平方向是巷道的主要方向，必須嚴(yán)格掌握控制井下井下經(jīng)緯儀其精度。,（3）沿傾角小于30的煤層貫通平巷和不沿煤層貫通平、斜巷,因為上下左右均沒有導(dǎo)向?qū)涌裳?，因此必須進行平面和高程測量，以標(biāo)設(shè)出貫通巷道的中線和腰線， 保證巷道在平面上和高程上能正確結(jié)合。,2、兩井間巷道貫通時的測量工作,指在巷道貫通前，井下不能由一條起算邊向貫通巷道兩端敷設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線的貫通。,需要的測量工作:井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線和高程測量，地面控制測量，聯(lián)系測量。,因此，必須標(biāo)設(shè)出貫通巷道的中線和腰線。,在A、B兩點之間敷設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線，并進行高程測量。然后計算出A、B兩點的平面坐標(biāo)xA、yA和xB、yB，以及高程HA和HB。,1、準(zhǔn)備工作,三、水平巷道間的貫通,a、計算貫通巷道中心