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伪倾角放腰线
伪倾角放腰线
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15b
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16b
(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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