矿山测量技术

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1、 第十章 贯 通 测 量 第一节 概 述 一条巷道按设汁规定掘进到指定地点与另条巷道相通，称为巷道贯通，简称贯通。巷道贯通往往是一条巷道在不同的地点以两个或两个以上的工作画分段掘进，而后彼此相通的。假如两个工作面掘进方向相对，叫相向贯通，如图1l一1a所示；假如两个工作面掘进方向相同，叫同向贯通如图111b所示；假如从巷道的一端向另一端指定处掘进，叫单向贯通如图111c所示。 图11一巷道贯通示意图 a相向贯通；b一同向贯通；c一单向贯通同一巷道用多个工作面掘进，可以大大加快施工速度，改善通风状况和工人的劳动条件，有助于安排生产。它是矿山、交通、水利等工程中普遍采用的一种施工方法。井巷贯通时，

2、矿山技术人员的仃务是保证各掘进工作面沿着设计的方向掘进，使贯通后接合处的偏差不超过工程规定的限度。为了保证对的贯通而进行的测量和计算等工作就称之为贯通测量。显然，贯通测量是项十分重要的测鞋工作，测量人员所肩负的责任是重大的。假如因贯通测量过程中发生差错而未能贯通，或者贯通后接合处的偏差超过限值，都将严重影响巷道质量，甚至使巷道报废，在经济上和时间上导致很大损失。因此。规定矿山测量技术人员必须一丝不苟，严厉认真地对待贯通测黾工作，以保证贯通工程的顺利完毕。在巷道开拓时，一般将贯通分为沿导向层(煤、岩层等标志层)的贯通和不沿导向层的贯通。按巷道的性质又可分为平巷贯通，如图112a所示；斜巷贯通如图

3、112b所示；竖井贯通如图11一2c所示。 图ll一2巷道贯通种类 s平巷贯通：L斜巷贯通；r；坚井贯通盂由于贯通测量中不可避免地带有误差，因此，贯通事实上总是存在偏差的。假如巷道贯通接合处的偏差达成某一数值但仍不影响巷道的正常使用，则称该值为贯通的允许偏差。这种允许偏差的大小是随采矿工程的性质和需要而拟定的，也叫贯通的生产限差。根据煤矿测量试行规程的规定，各种巷道贯通测量的允许偏差值，不应超过表11一l的规定。表lll巷道贯通的允许偏差值贯通测量工作一般按下列程序进行：1 为贯通而进行的测量准备工作 (1)展绘井下经纬仪导线点。(2)拟定巷道贯通中心线。(3)拟定巷道开切地点。(4)拟定贯通

4、测量方案。(5)对于贯通距离较长的重要井巷还应进行必要的贯通测量精度的估算工作。.2计算贯通几何要素贯通几何要素涉及开切地点的坐标、巷道中心线的坐标方位角。、指向角夕、巷道的倾角方、水平距离5和倾斜距离人。其计算方法有两种：(1) 图解法。在贯通距离较短，或巷道贯通精度规定较低时可以采用图解法，即在设计图或施工图上直接量取巷道的方向、坡度和斜长。(2)解析法。这是种常用的方法，其实质就是测量中坐标反算法的应用。3拟定相遇点和贯通时间根据巷道的掘进速度、贯通距离、施工日期等拟定相向工作面的相遇点和贯通时间。4 标定贯通巷道的中线和腰线 在实地根据贯通巷道的坐标方位角或指向角、倾角或坡度标定贯通巷

5、道的中线和腰线。5贯通巷道中线和腰线的延长与检查根据工程进度，应及时延长巷道的中线和腰线。巷道每掘进100m，必须用导线测量和高程测量的方法对中线和腰线进行检查。及时填图。并根据测量结果及时凋整中线和腰线的位詈。最后次标定号通方向时，两个工作面间的距离不得小于50m、。各种测量和计算都必须有可靠的检查。当两个工作面间的距离在岩巷中剩下1520m、煤巷中剩下2030m时(快速掘进应于贯通前两天)。测量负责人应以书画方式报告矿井总工程师，并告知安全检查邪门及施工区队，要停止头掘进及准备好透巷措施，以免发生不安全事故。6贯通巷道实际偏差的测定巷道贯通后，应立即测量贯通的实际偏差值，同时将两边的导线连

6、接起来，测量与计算各项闭合差，填绘平面图和断面图，并对最后一段巷道的中、腰线进行调整。.7 技术总结重要巷道贯通完毕后，应对测量工作进行精度分析，作出技术总结。 第二节 水平巷道的贯通测量 一、不沿导向层贯通的水平巷道图113所示为同一矿井中，在丑、月两个石门之间欲开凿的一条运送平巷(图中用虚线表达)。测量工作大体可分为以下几个阶段：第一阶段 为求得贯通几何要素而进行的测量工作一方面，在1、刀两点间敷设经纬仪导线，并进行高程测量。然后计算出丑、片两点的平面坐标JA)A和Joyd，以及高程HA和s。假如在掘进好的巷道里已建立了平面控制点和高程控制点，可在这些点上进行引测。 图11-3水平巷道贯通

7、由于在刀、片两点之间的导线是不闭合的，这就使得测量和计算缺少必要的检核条件，因此，在进行重要巷道贯通时，测量工作应不少于两次。第二阶段 贯通几何要素的计算(1) 根据A、B两点坐标计算贯通巷道中心线的坐标方位角AB和水平距离SAB。 (3)计算贯通巷道的坡度。设HA和HB是A、B两点处巷道底板面或轨道面的设计高程，则巷道坡度为 (4)贯通巷道实际长度LAB的计算。巷道实际长度可根据水平距离、高差或坡度计算，即 对于平巷，假如贯通距离较短，斜长与水平长度相差无几，也可不计算。 第三阶段 标定工作 在A，B两点分别安顿经纬仪，标出A和A，给出巷道的中线，同时根据坡度iAB给出巷道的腰线。 第四阶段

8、 检查测量 给出巷道的中线和腰线后，测量人员必须经常检查掘进方向的对的性。检查的方法是：当巷道掘进到一定距离后，随即进行导线测量，在掘进迎头处，导线点应为中线点。根据测量结果，反算巷道中线的坐标方位角，将它与本来计算的巷道中线的坐标方位角相比较，根据差值的具体情况，适当调整中线方向，以保证巷道按预汁方向掘进。同时用水准测量的方法检查腰线点的高程，不断地调整巷道的坡度并及时填图，以保证巷道的最后贯通。当巷道两端相距一定距离时，应书面告知有关部门，以便及时采用安全措施。 巷道贯通后，应立即测量巷道贯通的偏差值(即把巷道一端的中、腰线引向另一端)，以检查所选择测量方案的对的性和评估测量精度，为以后的

9、贯通工程资鉴。 二、沿导向层贯通的水平巷道沿导向层贯通的水平巷道，当导向层倾角大于30时，由于水平面内的方向受导向层的限制，可以不给巷道的中线，只给出腰线即可。但标定腰线的精度必须严格掌握，由于，腰线的误差会引起巷道在水平方向的偏移。在开采倾斜或急倾斜煤层时，贯通平巷顺槽就是沿导向层贯通水平巷道。如图11一4所示，下平巷已由一号下山的A点开切，二号下山已掘进到B点。为了加快下平巷的掘进，当二号下山掘到C点后，便向A点进行贯通。贯通测量环节如下：(1) 用水准测量或三角高程测量测得A、B两点的高程为HA和HB。(2) 计算C点高程。在巷道平面图上量得A、C两点之间的距离，设下平巷由A向C的 坡度

10、为十5。则C点高程为 (3) 计算从月点到C点的下掘深度和斜长，其中 当二号下山掘进斜长人后，在工作面标设C点，用三角高程求出Hc，并与计算的C点高程相比较。符合后就可以作为下平巷掘进的起点。(4) 控制平巷的坡度。掘进时要用水准测量测设腰线点，随时检查坡度并及时填图。 第三节 倾斜巷道的贯通测量 一、不沿导向层贯通的倾斜巷道 在同一矿井内不沿导向层贯通倾斜巷道，也许有下列两种情况：巷道尚未开切和巷道的一端已经开切。1巷道尚未开切情况下的贯通测量如图115所示，要在A、B两点之间贯通二号下山。贯通测量工作可归纳为三个阶段。第一阶段 先在大比例尺设计图上量出贯通中心线上的A点至巷道中本来的导线点

11、F之间的距离FAd1，同样量出BCd2，根据d1、d2在巷道中实地标出A、B两点。然后进行经纬仪导线测量和高程测量，从而得到A、B两点的坐标和高程。第二阶段 计算贯通巷道的几何要素：(1) 计算贯通中心线的坐标方位角AB；和A、B两点间水平距离SAB (2) 计算指向角、 (3)计算巷道倾角 (4) 计算A、B两点间的倾斜长度L(贯通距离) 根据贯通距离和掘进速度，可预测贯通所需要的时间和地点。第三阶段 当巷道两端各掘进45m后，在A、B点安顿经纬仪，标设出巷道的中、腰线。巷道每掘进一段距离，应进行中、腰线的检查与调整，直至巷道安全贯通。2 巷道一端在测量前已经开切时的贯通测量如图116所示，

12、贯通测量工作可分为四个阶段。第一阶段 为取得贯通标定数据而进行经纬仪导线测量，得到A、B、C、D等点的坐标。第二阶段 计算标定数据。(1) 计算坐标方位角BC. （2）计算距离SBC (3) 计算三角形内角真、和(4) 拟定线段CPb及PBa的长度 (5) 计算P点的平面坐标 用P、B点坐标反算其坐标方位角BP，该值应等于DB，以此检核计算的对的性。第三阶段 根据标定数据，实地标定出P点，并在P点标定出贯通中线。第四阶段 在P、B点之间进行高程测量，得到HP、HB。求出巷道的倾角 在巷道的两端标设出巷道的腰线。每当巷道掘进一段距离，应进行中、腰线的检查与调整，直至巷道安全贯通。第二种情况的巷道

13、贯通，也可用图解法在设计图上求得开切点尸，并标定于实地，然后按第一种情况的环节进行贯通测量。二、 沿导向层贯通的倾斜巷道图117所示为某矿采区巷道平面图，现拟从刀点到，Ii点贯通一条煤层斜巷。由于该巷道是沿煤层贯通的次要巷道，因此可以运用挂罗盘仪进行贯通测量。其环节如下：1 用图解法取得标定要素在设计图上量取巷道设计中心线与坐标纵线之间的夹角(坐标方位角)，如图117所示。该矿的坐标磁偏角一3，磁方位角磁a十3。并从图纸上量取A点到巷道原有导线点M的距离SAM，巷道的斜长L可用比例尺在剖面图上直接量取，如图118所示。2 实地标定由于是次要巷道，贯通距离又较短，通常采用单向贯通。因此只需标出A

14、点(或B，点)即可。一方面在巷道中从M点拉皮尺标定出A点。然后，在A点挂罗盘，按磁方位角磁标出巷道中线方向。巷道沿煤层底板掘进，直至贯通。由于有导向层控制，所以不需要给腰线。 第四节 竖直巷道的贯通测量 竖直巷道的贯通可以分为两种情况：一种是地面和井下相向开凿的立井贯通；另二种是井下不同水平开凿的暗立井相向贯通和立井延深贯通。无论哪种情况的贯通，其工作内 容的核心都是：在井筒的上部精确地测定出井筒中心坐标，然后在井筒的下部精确地测定出这个坐标。在立井贯通过程中，往往同时进行设备安装等工程，所以对这种贯通工程的精度规定较高。如图119所示，一号井已掘到一110m水平，井底车场石门O1到P点一段已

15、掘好。而二号井只掘进到一60m水平。今欲按设计规定，由O1P掘一联络平巷到二号井底，再向上反掘二号井。因此，必须拟定QP石门的掘进方向和长度，测设出二号井井筒中心O2通过井上下联系测量，Q、P点的平面坐标、高程及其连线的坐标方位角均为已知。二号井筒中心O2(O2)的平面坐标也已知。通过导人标高，求得了一60m水平井底高程HO2其解算环节和标定方法如下：1 计算PO2的坐标方位角po2和P点处的指向角P 式中，xoi =xo2 ，yo2 =yo2 2计算PO2的水平距离Spo2 3 计算O2点的高程和贯通的井筒长度h 式中，i为联络平巷的设计坡度，上坡取正号，下坡取负号。贯通的井筒长度为 4 实

16、地标定在P点安顿经纬仪标定出p角，给出巷道的中线，并按设计坡度i给出腰线。当巷道掘进长度达成Spo1后，便可将O2点的位置在实地上标定出来，并固定在底板上。此后，便可由此点向上掘进井筒。贯通测量中，无论是联系测量还是井上下导线测量、计算等均需独立地进行两次，以便进行检核。立井延深是许多矿山均会碰到的问题，井筒的延深一般规定不影响原水平的生产。采用辅助水平延深时，只有一个掘进工作面，如图11一10所示；有时为了加快工程进度，在生产水平掘一暗斜井到开拓水平，然后在开拓水平向上掘反井，这种贯通是一种相向贯通，如图1111所示。这两种方式的立井延深，在贯通测量环节上基本是一致的。第一阶段 均需在生产水

17、平测量实际的井筒中心坐标O1，而不能采用设计的中心坐标。由于井筒不也许完全铅直，且也许变形，而延深井筒是要和生产水平的井底相接。第二阶段 测设高精度(7”)级导线。从生产水平井底车场起测设经纬仪导线，通过暗斜井或下山将导线一直测到开拓水平的车场。第三阶段 计算井筒中心O2、O3(如图1110、图1111所示)的标定数据并进行实地标定。 第五节 巷 道 贯 通 实 例拟定测量方案和计算几何要素是贯通测量的关键，而具体的测量方法与一般测量方法是相同的，下面用两个实例进一步说明贯通巷道几何要素的计算方法。例l 如图1112所示，某矿拟在两大巷之间采用相向掘进贯通一段巷道(图中虚线)。事先已在两大巷中

18、进行了导线测量和高程测量，其各点的坐标和高程见表112。 1计算中线标定要素 根据贯通巷道两端起点坐标，计算巷道贯通中线的坐标方位角 计算贯通巷道的水平长度 计算贯通巷道两端的标定数据：89边的坐标方位角 89边的长度 计算巷道8点的指向角8 同理 计算贯通巷道的指向角 2计算腰线标定要素由表112得知，点9和17的底板高程为 巷道坡度计算值i9-17+3，腰线点到巷道底板的铅垂距离为lm，则贯通巷道起点9和17的腰线点高程为 3中、腰线标定与检查(略)例2 如图11一13所示，在点8和2l间贯通一水平巷道，其间通过一段半径R12m的曲线巷道，如图11一14所示。导线测量和高程测量结果见表1l一3，试计算标定要素。1 求两巷道直线相交时尚需掘进的距离S8-O S21-O 2 计算曲线巷道转向角和切线长T 3 计算点8和2l到弯道起点A、B的长度 4 计算弯道的眩长和转角，设n2，则 5 巷道坡度计算 (略)复 习 思 考 题 1 什么叫贯通测量? 2巷道贯通有哪几种类型? 3巷道贯通要进行哪些测量工作?4贯通巷道的几何要素有哪些?5立井贯通测量的核心是什么?6如图1115所示，拟在2、7两点之间开一条下山，采用相向贯通，已知数据见表114。试计算贯通几何要素。