傾斜巷道用偽傾角方法如何更好地標定腰線

冀曉輝

(西山煤電(集團)有限責任公司 東曲礦，山西 古交 030200)

巷道腰線是指示巷道在豎直面內的掘進方向以及調整巷道坡度和底板高程的。腰線通常在巷道兩幫上標定，一般每30～50 m 設置1 組，每組不少于3個，點間距一般以不小于2 m為宜。

在礦山測量工作中，對于傾斜巷道(一般指傾角大于8°的巷道)用經緯儀(或全站儀)來標定巷道腰線。而在井下采用傳統的偽傾角法，來標定巷道腰線時，往往會受到許多現場客觀條件的影響，致使巷道腰線難以正常的標定。因此，在實際工作中，通過對偽傾角法的改進，常采用儀器靠近巷道幫的新偽傾角法來標定巷道腰線。

1 傳統的偽傾角法標定巷道腰線

偽傾角法的原理:O、A點為巷道中線方向上的腰線點，OA的傾角為巷道的設計傾角δ，B點為垂直于OA 線在巷道上與A點同高的點。OB 線的傾角就不再是δ，而是偽傾角δ'(見圖1)。

式中:

β—OA、OB 兩視線間的水平角。

2 新的偽傾角法公式的由來與應用

新的偽傾角法是相對與傳統的偽傾角法來說的，是將經緯儀(或全站儀)靠近巷道幫來架設，再運用偽傾角的方法來標定腰線。

2.1 公式的由來與改進

d為儀器站中心到巷道幫的垂距;h為延伸的腰線到儀器水平面的垂直距;D為OA的連線;D1為OB的連線(如圖1 所示)。

圖1 偽傾角法原理示意圖

注:h差值為巷道設計理論的腰線高與偽傾角法標定腰線高的差值。

2.2 新的偽傾角法在實踐中的應用

在礦山測量中，一般巷道每掘進30～50 m 時，就要及時進行腰線的延伸與標定。通過公式(2)、(3)可知，h差值的大小對腰線精度有直接的影響。而h差值與巷道的傾角δ、測站中心到巷道幫的垂距d 和D 有關。可以通過一些假設的固定數據，來分析h差值的變化情況。見表1。

表1 h差值隨垂距d、水平距離D、傾角δ 變化取值表

由表1 數據，分別對距離D為定值與巷道傾角δ為定值進行統計分析(見圖2，圖3)，因此，可有一個比較簡單清晰的認識。當d≤0.5 m 時，h差值遠小于2 mm，可以說其完全符合設計的精度要求。因此，在面對一個新的巷道設計圖時，可以通過已知數據來推算出h差值的變化范圍，從而為現場施工方案的選擇提供依據和保障。

圖2 h差值在距離D 一定條件下變化示意圖

由圖2，圖3 可以得出:

1)當巷道傾角δ 與D為定值時，隨著d 值增大，h差值也隨之增大。

2)當巷道傾角δ為定值時，d 值也確定時，隨著D 值的增大，h差值反而減小。

3)當D 與d 值確定時，隨著巷道傾角δ的增大，h差值也隨之而增大。

圖3 h差值在傾角δ 相同條件下的變化示意圖

2.3 提高腰線標定精度的方法

通過對新的偽傾角法的數據分析，可知為了提高腰線標定的精度，應盡量減小h的差值。因此，在井下實際工作中，可以采取下述方法:

1)應盡量使經緯儀(或全站儀)中心靠近巷道幫，使測站中心到過腰線點的巷道方向線的垂距d 盡量的小。

2)在井下現場實際標定巷道腰線時，在合理地控制好d 與D的值后，可以直接以巷道傾角δ 來標定巷道腰線。

3)為了保證標定巷道腰線的精度，標定完腰線點后，應用串線法來檢查整組的腰線點(至少3 個)，并及時地進行校正。

3 總結

通過分析與比較，得出:傳統的偽傾角法是指將儀器架設在巷道中心點上，在給完巷道中線后，才向前標定腰線。這種方法受井下客觀條件的限制比較多，對技術人員和施工現場條件要求相對嚴格，從而使給線時間較長，工作效率也不高。而新的偽傾角法可以使儀器靠近巷道幫來架設，可以直接按照巷道設計的傾角來標定腰線，縮短了標定腰線的時間，提高了工作效率，保證了巷道掘進的速度與工程質量。

在礦山測量工作中，通過對巷道腰線點標定方法的選擇，可以合理有效地減小與消除偽傾角對腰線精度的影響。而東曲礦采用儀器靠近巷道幫的方法來標定傾斜巷道中的腰線，在實際的應用中，效果良好，證明這種方法準確、可靠。

［1］張國良，朱家鈺，顧和和.礦山測量學［M］.徐州:中國礦業大學出版社，2001:118.

［2］唐有理.經緯儀偽傾角法定線的精度分析［J］.礦山測量，2009(2):54.

［3］趙寶森.經緯儀在傾斜巷道兩側標定腰線消除偽傾角方法探討［J］.礦山測量，2007(2):29.