巷道腰线的标定.doc

第十九讲 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。
根据巷道的性质和用途不同,腰线的标定可采用不同的仪器和方法。次要巷道一般用半圆仪标定腰线；倾角小于８°的主要巷道，用水准仪或连通管标定腰线，倾角大于８°的主要巷道则用经纬仪标定腰线。对于新开巷道，开口子时可以用半圆仪标定腰线，但巷道掘进４～８m后，应按上述要求用相应的仪器重新标定。现将各种标定方法分述如下：
一、 半圆仪标定腰线
1．用半圆仪标定倾斜巷道腰线
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。

图10

2．用半圆仪标定水平巷道的腰线
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。
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。
在图10—12中，设A为已有腰线点，
巷道设计坡度为i，要求标定出巷道同
一帮壁上的腰线点B。标定步骤如下： 图12
(1) 将水准仪安置在A、
(2) 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"（ 图12）。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。
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
图13为巷道横断图，b为巷道纵断面图。标定方法如下：
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)－
式中 H1——1点处的高程；
H´１——1点处轨面设计高程；
——仪器高；
h——轨面到腰线点的铅垂距离。
（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。

图13 图14
2 .用伪倾角标定腰线
从图14可知，如果AB为倾斜巷道中线方向，巷道的真倾角为δ，BC垂直于AB，C点在巷道左帮上，与B点同高，那末，水平距离AC´大于AB´，则AC的倾角δ´（巷道伪倾角）小于AB倾角δ。δ‘可如下计算：
AC´·tanδ´=AB’×tanδ
tanδ‘=× tanδ
cos =
∴ tanδ‘=cosβ×tanδ
式中β角为AB与AC的水平夹角，该角用经纬仪测得；δ为设计巷道的真倾角。为了方便 使用，将水平角、真倾角、伪倾角三者之间的关系编制成表。标定时，以水平角β为引数。从表中直接查得伪倾角δ´，亦可用电子计算器迅速算出δ´。
图15为巷道纵断面图。b为巷道平面图。用伪倾角标定腰线的方法如下：
(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（图15b）。
(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（图15）。
(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（图15b）。
(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。

图15a 图15 b
3．靠近巷道一帮标定腰线
将经纬仪安置在靠近巷道一帮处标定腰线时，其伪倾角δ´与巷道的真倾角δ相差很小，可以直接用真倾角标定巷道腰线。图16a为标定时的巷道横断面图，图b为标定时的巷道纵断面图，标定方法如下：
（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´。

图16 图16 b

（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。
三、 平巷与斜巷连接处腰线的标定
如图17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。
在图17中，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17）或向后（图17b）量取距离Δ，得到斜巷腰

图17 图17b

线起坡点，由此标定出斜巷腰线。Δh和Δ值按下式计算
Δh =－ = （secδ－1）
Δ=Δh·cotδ
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。

激光指向间介
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。
激光不仅有较高的亮度，而且具有良好的方向性和单色性。在井下巷道掘进过程中，利用激光器可以发出一条可见的红色光束。射程300～500m或更远。激光束射在掘进工作面上，为一圆形光斑，光斑直径与射程有关。当射程为300m时，光斑直径约为3cm。如果将这种激光器组装成激光指向仪，悬挂在距掘进工作面约70m处的巷道顶板上，用经纬仪和水准仪控制光束的方向与坡度，那末，它就成了较为理想的给中腰线的仪器。
目前，有许多生产单位已采用防爆型激光指向仪给定平巷、斜巷的中腰线，有的矿为了方便工人使用，还在仪器中增加了自动控制设备，掘进人员到达工作面时，开启激光指向仪，到达工作面后，检查中腰线方向，并根据光斑位置布设炮眼，然后，仪器自动断电关闭，使用十分方便。
一、激光指向仪的构造简介
图18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18 图19

二、激光指向仪的安装和使用
激光指向仪给中腰线如图19所示。，其安装方法如下：
(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。

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