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建井时期的若干测量方法

2005/10/9 13:31:32       

摘要 本文针对建井时期测量工作中遇到的几个问题,提出了相应的解决方法,同时进行了精度分析。本文介绍的几个测量方法均从实际情况出发,简单易行,速度快,精度高。
关键词 建井时期 测量方法 误差 精度

  在巷道施工中,遇到的测量问题各种各样,下面就几个较为典型的测量方法介绍如下。

1 长边分段丈量时,各段不在同一平面上的测量方法
1.1 问题的提出
  在沿煤层施工的巷道中,导线长边分段丈量时,各段无法在同一平面上进行(见图1)。由于巷道随煤层起伏不定,导致长边加点处视线C距底板过高,无法直接测量AC,BC之长度。

1601.gif (2359 bytes)

图 1

1.2 解决方法
  针对这种情况,我们从视线C点往下,选取一点便于拉尺量边的C′点,测量C、C′两点间的高差,再测量AC′,BC′之长度,通过下面的换算公式,求得AC和BC之长度。
  设AB边倾角为δ,C、C′两点间的高差为h,AC′、BC′之长度分别为a、b,则AC,BC段长度分别为:

g16-1.gif (977 bytes)  (1)

g16-2.gif (951 bytes)  (2)

1.3 精度分析
  我们以式(1)为例进行微分,则得:

g16-3.gif (2884 bytes)

  由于h远小于a,故(a2-h2cos2δ)1/2≈a,则上式可写为:

g16-4.gif (1759 bytes)

  显然〔h2/(2a)sin2δ+hcosδ〕/ρ很小,可以忽略,那么上式进一步改写为:
  dAC=da+(sinδ-hcos2δ/a)dh
  AC边之中误差平方为:

m2AC=m2a+(sinδ-hcos2δ/a)2m2h  (3)

  为便于分析式(3)中诸变量以对AC边的误差影响,我们用列表方法进行分析总结见附表。表中m2t=(sinδhcos2δ/a)2m2h

附表

h(m) a(m) δ(°) ma(mm) mh(mm) m2a m2t m2AC mAC(mm)
1.5 20 8 3 10 9 0.4 9.4 3.1
1.5 30 8 3 10 9 0.8 9.8 3.1
1.5 40 8 3 10 9 1.0 10.0 3.2
1.5 40 12 3 10 9 3.0 12.0 3.5
1.5 40 16 3 10 9 5.8 14.8 3.8
1.5 40 20 3 10 9 9.5 18.5 4.3
1.5 40 20 3 5 9 2.4 11.4 3.4
  从附表中我们明显看到,倾角δ小于10°时,mh对mAC的影响微乎其微。当倾角δ一定,h/a减小时,mh对mAC的影响有较小的增大趋势;倾角δ大于10°时,mh对mAC有较小的影响。当h/a一定,倾角δ增大时mh对mAC的影响也相应增大。实际工作中,倾角δ大于15°的情况是很少的,然而当倾角δ大于15°时,我们应该提高h的测量精度。

2 弯道放线拐点不能设置的测量方法
2.1 问题的提出
  施工巷道放线,遇到拐弯和交岔点放线时,就较困难一些,尤其是在拐点处因顶板破碎冒顶或过高不能设点时,更是不知所措(见图2)。

1602.gif (2360 bytes)

图 2

2.2 解决方法
  在转点(拐点)处底板上安放一块矸石,根据中线方位N1-N2及控制距离L,移动矸石,并在矸石上标记转点,尔后采用点上对中法,在转点处安置仪器,拨转角β,确定拐弯后的中线方位。由于转点为非固定点,故须量出中线点中1、中2、中3至转点(仪器中)的平距,以供施工技术人员正确依大样图施工掘进。

3 拐弯指向中线只有一个点的测量方法
3.1 问题的提出
  在巷道拐弯施工放线中,拐弯后的第一组中线点距掘进工作面较近,极易因工作面放炮而遭受破坏,另外喷砼成巷过程中,也易把它喷没掉,如果只存一个中线点,而该点又非转(拐)点,则如何利用该点恢复中线便是一个问题。
3.2 解决方法
  由于该点经掘进放炮和喷砼后,仍保留下来,证明其牢固性,隐蔽性较好,应该利用该点。
  针对如此情况,我们常利用实测法,解决这一问题。如图3所示,在A点置仪器实测角度γ,因为β=α+γ-180°(α为已知设计值),求得标定要素β后在中1点置仪,拨水平角β恢复中线。

1603.gif (2029 bytes)

图 3

3.3 注意事项
  一般在巷道拐弯中线标定后,中线点中1和中2至转点P之间的平距最好测量记录下来,这样即使转点P不存在,仍可利用中1和中2点控制施工掘进,如果没有测量,如图3所示,可根据已知值平距L、转角α及测量值S和γ,利用正、余弦定理,求出中1至P点的平距x,以供施工掘进时的控制之用。

作者简介:徐燕新,男,1962年生,测量工程师。1984年毕业于山东矿业学院,发表论文两篇。

作者单位:(中煤集团五公司第一工程处)

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