第五章 巷道施工测量

1. 第五章 巷道施工测量 在井巷开拓和采矿工程设计时,对巷道的起点、终点、方向、坡度、断面规格等几何要素，都有明确的规定和要求。巷道施工时的测量工作，就是根据设计要求，将其标定在实地上，其中主要的测量工作就是给出巷道的中线和腰线

2. 一、巷道掘进测量任务 1.标定巷道中线 2.标定巷道腰线 3.定期检查和验收巷道掘进的质量和进度，简称验收测量 4.填图

3. 二、巷道掘进测量的要求和方法 • 测量人员要详细检查设计图纸，弄清设计巷道的几何关系，以高度责任心，准确、及时地配合生产搞好测量工作

4. 三、低精度测量仪器和工具 1、悬挂罗盘仪 2、悬挂半圆仪 3、连通水准管

5. 第二节 直线巷道中线的标定 标定之前，必须做好准备工作，然后进行中线的标定 一、标定前的准备工作 1 .检查设计图纸 2.确定标定数据

6. 二、直线巷道开切点及中线的初步标定 直线巷道开切点及中线的初步标定的方法： 1.经纬仪法 2.罗盘仪法 3.半圆仪法 4.卷尺法

8. 1．用图解法确定标定数据 • （1)用量角器和三棱尺在设计图纸上量取AB的坐标方位角和距离S4A、SA5。 • （2)根据AB直线巷道的设计方位角和坐标磁偏角计算出AB的磁方位角。 • 2．现场标定 • （1)用皮尺从点4沿边长45量出距离S4A，定出A点，并丈量SA5作为检核。 • （2)在A点挂测绳，另一端至开切帮，将挂罗盘仪的N端（零读数端）朝着开切帮方向悬挂罗盘仪（图2）。 • （3)左右移动开切帮一端的测绳，使罗盘静止后的指北针对准AB的磁方位角值。这时，罗盘的N端方向即为新开巷道的中线方向，如图1中的A即为开切巷道的中线方向。 • （4)固定测绳A，并在A的延长线上，标出b´、´等点，如图1所示。 • （5)用灰浆或油漆沿´b´A划出中线。

9. 三、直线巷道中线的精确标定 1.精确标定中线 2.边线的标设方法 3.中线的使用

11. 1．用解析法确定标定数据 （1)根据设计巷道中线的坐标方位角与原巷道中4－5边的坐标方位角，计算出水平夹角β（见图1）。 （2)根据设计巷道的起点坐标xA、yA与4、5点的坐标，用坐标反算公式分别计算出边长S4A、SAB。

12. 2．现场标定 （1）在4点安置经纬仪，瞄准5点，使望远镜置于水平位置，用钢尺量出S4A、定出A点，并丈量SA5，作为校核。 （2)在A点安置经纬仪，用正倒镜给出角。 这时，由于测量误差影响，正镜时给出的点2´和倒镜时给出的点2"往往不会重合。取2´ 2"连线的中点2作为中线点（图3）。 （3)用测回法或复测法重新检测角，以避免发生错误。 （4)瞄准2点，在A2方向上再设一点1，得到A、1、2三点，即一组中线点，以此作为巷道掘进方向。 （5)用测绳连接A、1、2三点，用油漆或灰浆在顶板上划出中线。

13. 四、检查和延长中线 方法： 1.主要航道采用经纬仪延设中线 2.瞄线法延设中线 3.拉线法延设中线

15. 1．瞄线法 • 如图4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（见图4），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。

16. 2．拉线法 如图5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既可。这时测绳一端在工作面的位置即为巷道中线位置。

17. 第三节：曲线巷道中线的标定 井下巷道的转弯部分，一般都用圆曲线连接。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。

18. 一、定弦线支距法标定曲线巷道 1.等分圆心角法计算标定要素 一般说来，当曲线巷道的圆心角在45°~90°时，分2~3段弦； 当曲线巷道的圆心角在90°~180°时，分4~6段弦。若将图6中的 圆弧中心线分成等分，弦长用表示，由图可知 起点和终点的转角为 中间各转折点出的转角为 上述β角是由A向B标定的左转折角。如果从A向B标定右转折角 时，那么式中的减号应变成加号。

20. 2.定弦线法计算标定要素 如上图： 1.求出圆心角 当圆心角 不是 的整数倍时，应求出它的余角 及所有弦长 ,再求出其它转角

21. 3.实地标设方法 1） 经纬仪法 2）罗盘仪法 • 卷尺法 • 合适弦长的确定和施工大样图的画法

22. 第四节 巷道腰线的标定 巷道的坡度和倾角是用腰线来控制的,标定巷 道腰线的测点称为腰线点,腰线点成组设置，每 三个为一组,点间距不得少于2m,腰线点离掘进工 作面的距离不得超过30~40m,标定在巷道的一帮 或两帮上,若干个腰线点连成的直线即为巷道的 坡度线,又称腰线,用其指示掘进巷道在竖直面内 的方向。

23. 一、水准仪标定腰线 倾角小于8°的主要巷道，一般用水准 仪标定巷道腰线。水准仪的作用是给出一 条水平视线。

25. 标定步骤： 1.将水准仪安置在A、B之间的适当位置，后视A处巷道帮壁，画一 水平记号A´。并量取A´A的铅垂距离a。 2.前视B处巷道，在帮壁画一水平记号B´。这时，A´B´为水平线， 用尺子量出A´B´的水平距离。按下式计算A、B两点间的高差： ΔhAB = ·SA ´B´ 3.从B´铅直向下量了值，得到一条与A´B´平行的水平线AB，然后 从B’’向上量出ΔhAB，得到新设腰线点B。A和B的连线即为腰线， 并用油漆或灰浆划出。 另外，可按b = －ΔhAB计算出b值，从B´点向下量出b值，得 到新设腰线点B。 在第三步骤中，若坡度为负值，则应从B"点向下量出ΔhAB。. 用水准仪给腰线虽然很简单，但容易出错误，放线时，特别注 意前、后视点上应该向上量或向下量的值是多少。

26. 二、 用经纬仪标定腰线 在主要倾斜巷道中，通常采用经纬仪 标定腰线，其方法较多，这里只介绍三种。 1．利用中线点标定腰线 2 . 用伪倾角标定腰线 3．靠近巷道一帮标定腰线

27. 1．利用中线点标定腰线

28. 1.在中线点1安置仪器，量取仪高。 2.使竖盘读数为巷道的设计倾角δ，此时的望远镜视线方向与腰线 平行。然后瞄准掘进方向已标定的中线点2、3、4的垂球线，分别 作临时记号，得到２“３”４“。倒镜再测一次倾角δ作为检查 。 3.由下式计算K值 K=H1－(H´1+h)－I 4.由中线点的记号2´、3´、4´分别向下量K值，得到的 ２"３"４"即为所求的腰线点。 5.用半圆仪分别从腰线点拉一条垂直中线的水平线到两 帮上。 6.用测绳连接帮壁上的２“３”４“点，并用石灰浆或油漆沿测绳划出 腰线。

29. 2 . 用伪倾角标定腰线

30. 1.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β1 2.根据水平角β1和真倾角δ1，按式计算得伪倾角δ1´。 3.瞄准1点，固定水平度盘，上下移动望远镜，使竖盘读数为δ1´，在巷道帮上作记号1´，用小钢卷尺量出1´到腰线点1的铅垂距离K 4.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β2角

31. 5.根据水平角β2和真倾角δ2，计算得伪倾角δ2´。5.根据水平角β2和真倾角δ2，计算得伪倾角δ2´。 6.望远镜照准部拟设腰线处，并使竖盘读数为δ2´，在巷道帮上作记号2´，用小钢卷尺从2´向上量出距离K，即得到新标定的腰线点2。 7.用测绳连接1、2两点，用灰浆或油漆沿测绳划出腰线 。

32. 3．靠近巷道一帮标定腰线

33. 1.将仪器安置在已设腰线点1、2、3的后面，并靠近巷道一帮（图16）。1.将仪器安置在已设腰线点1、2、3的后面，并靠近巷道一帮（图16）。 2.使竖盘读数为巷道的设计倾角δ，然后，瞄准1、2、3上方，作标记1´、2´、3 ´;同时，沿视线方向在掘进工作面附近巷道帮上标定点4´、5´、6´。 3.用小钢卷尺分别向下量出1´、2´、3´点到1、2、3点的铅垂距离K，如图10—16b所示。 4.用小钢卷尺分别从4´、5 ´、6´点向下量出铅垂距离K，得到4、5、6腰线点。 5.以测绳连接两组腰线点，用灰浆或油漆沿测绳划出腰线。

34. 三、连通水准管标定腰线四、用半圆仪标定腰线三、连通水准管标定腰线四、用半圆仪标定腰线 1.用半圆仪标定斜巷腰线

35. 如图１０所示，1点为新开斜巷的起点，称起坡点。1点如图１０所示，1点为新开斜巷的起点，称起坡点。1点 高程H1由设计给出，HA为已知点A高程，从图可知在A 点悬挂垂球，自A点向下量，得到点，过点拉一条水平 线11´，使１点位于新开巷道的一帮上，挂上半圆仪，此 时半圆仪上读数应为０°。将1点固定在巷道帮上，在1 点系上测绳，沿巷道同侧拉向掘进方向，在帮上选定一 点２，拉直测绳，悬挂半圆仪，上下移动测绳，使半圆 仪的读数等于巷道的设计倾角δ，此时固定2点，连接1、 2点，用灰浆或油漆在巷道帮上划出腰线。

36. 2．用半圆仪标定水平巷道的腰线

37. 在倾角小于８°的次要巷道中，可用半圆仪标定腰线，在倾角小于８°的次要巷道中，可用半圆仪标定腰线， 如图­­11所示，1点为已有腰线点，2点为将要标定的腰线 点。首先将测绳的一端系于1点上，靠近巷道同一帮壁拉 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。此时１—­­２´间测绳处于水平位置。 用皮尺丈量1点至2´点的平距S12´，再根据巷道设计坡 度i，算出腰线点2与2´点的高差Δh，用下式计算： Δh= ·S12´ 图­­11半圆仪标平巷腰线 求得Δh之后，用小钢卷尺 由2‘点垂直向上量取Δh值，便得到腰线点2的位置。连 接1、2两点，用灰浆或油漆在巷道帮壁上划出腰线。应 当指出的是，如果巷道的坡度为负值，则应由2’点垂直 向下量取Δh值。

38. 五、平巷与斜巷连接处腰线的标定

39. 如图所示，平巷与斜巷连接处是巷道坡度 变化的地方，腰线到这里要改变坡度。巷 道底板在竖起面上的转折点A称为巷道变 坡点。它的坐标或它与其它巷道的相互位 置关系是由设计给定的。

40. 设平巷腰线到轨面（或底板）的距离为a，斜巷设平巷腰线到轨面（或底板）的距离为a，斜巷 腰线到轨面（或底板）的法线距离也保持，那 么，在变坡点处，平巷腰线必须抬高Δh，才能 得到斜巷腰线起坡点，或者自变坡点处向前（图 a）或向后（图b）量取距离Δ，得到斜巷腰线起 坡点，由此标定出斜巷腰线。Δh和Δ值按下式 计算 Δh = － a = a（secδ－1） Δl=Δh·cotδ

41. 标定时，测量人员首先应在平巷的中线点上标定出A标定时，测量人员首先应在平巷的中线点上标定出A 点的位置，然后在A点垂直于巷道中线的两帮上标出平 巷腰线点，再从平巷腰线点向上量取Δh（也可向前或向 后量取Δ），得到斜巷腰线起坡点位置 。 斜巷掘时的最初10m，可以用半圆仪在帮上按δ角划 出腰线的，主要巷道掘进到10m之后，就要用经纬仪从 斜巷腰线起点开始，重新给出斜巷腰线。

42. 第五节：激光指向简介 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。

43. 一、激光指向仪的构造简介

44. 图是我国江苏煤矿电器厂生产的JZB－1型激光指向仪的结构剖视图。它是一种防爆型激光指向仪，主要由隔爆壳体、激光管和电源、望远镜以及悬挂和调节装置等组成。这种仪器具有结构简单、调节方便，重量较轻等优点。它利用氦氖气体激光器发光，射程为500m，外形尺寸为：长×宽×高=445×200×250mm，重量约为12kg。图是我国江苏煤矿电器厂生产的JZB－1型激光指向仪的结构剖视图。它是一种防爆型激光指向仪，主要由隔爆壳体、激光管和电源、望远镜以及悬挂和调节装置等组成。这种仪器具有结构简单、调节方便，重量较轻等优点。它利用氦氖气体激光器发光，射程为500m，外形尺寸为：长×宽×高=445×200×250mm，重量约为12kg。

45. 二、激光指向仪的安装和使用 (1)按《煤矿测量试行规程》要求，在距掘进工作面约70m处，选择安装仪器的位置。一般应选在基岩坚硬的顶板上。 (2)按仪器托板螺丝孔的孔距，事先在顶板适当位置钻孔。然后将锚杆放入孔中，校正尺寸，并灌注水泥，固定锚杆。 (3)待水泥凝固后，即可将指向仪悬挂在顶板上，如图19所示。， (4)用经纬仪给出巷道中线。中线点不行少于3个，点间距不少于30m。调节仪器，使激光束通过中线。 (5)用水准仪在中线的垂线上给出腰线，并作记号，腰线点不得少于3个，点间距不得少于30m，然后调节仪器，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调整。