《贯通测量》课件.ppt
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1、第六章第六章 贯通测量贯通测量 第一节第一节 概概 述述 一、一、贯通和贯通测量的意义贯通和贯通测量的意义 一一个个巷巷道道按按设设计计要要求求掘掘进进到到指指定定的的地地点点与与另另一一个个巷道相通,叫做巷道贯通,简称贯通。巷道相通,叫做巷道贯通,简称贯通。采采用用两两个个或或多多个个相相向向或或同同向向掘掘进进的的工工作作面面掘掘进进同同一一井井巷巷时时,为为了了使使其其按按设设计计要要求求在在预预定定地地点点正正确确接接通通而而进进行的测量工作,称为贯通测量。行的测量工作,称为贯通测量。可可加加快快施施工工进进度度,改改善善通通风风状状况况与与劳劳动动条条件件,有有利利于矿井开采与掘进的
2、平衡接续,加快矿井建设。于矿井开采与掘进的平衡接续,加快矿井建设。井巷贯通可能出现下述三种情况:井巷贯通可能出现下述三种情况:(1)(1)相向贯通相向贯通 (2)(2)同向贯通同向贯通或追随贯通或追随贯通 (3)(3)单向贯通单向贯通 井井巷巷贯贯通通时时,矿矿山山测测量量人人员员的的任任务务就就是是要要保保证证各各掘掘进进工工作作面面均均沿沿着着设设计计的的位位置置与与方方向向掘掘进进,使使贯贯通通后后接接合合处的偏差不超过规定的限度。处的偏差不超过规定的限度。测测量量人人员员的的责责任任十十分分重重大大。井井巷巷质质量量,井井巷巷报报废废、人员伤亡等。人员伤亡等。工工作作中中应应当当遵遵循
3、循下下列列原原则则:一一是是要要在在确确定定测测量量方方案案和和方方法法时时保保证证贯贯通通所所必必须须的的精精度度,过过高高的的或或过过低低的的精精度度要要求求都都是是不不对对的的;二二是是对对所所完完成成的的测测量量和和计计算算工工作作应应有有客观的检查校核客观的检查校核,尤其杜绝粗差。,尤其杜绝粗差。二、二、贯通的种类、容许偏差贯通的种类、容许偏差 井巷贯通一般分为井巷贯通一般分为:一井内巷道贯通一井内巷道贯通 两井之间的巷道贯通两井之间的巷道贯通 立井贯通立井贯通 贯贯通通巷巷道道接接合合处处的的偏偏差差值值,可可能能发发生生在在三三个个方方向向上上:水平面内水平面内沿巷道中线方向上的
4、长度偏差沿巷道中线方向上的长度偏差,只对距离上有影响,对巷道质量没有影响;只对距离上有影响,对巷道质量没有影响;水平面内水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差垂直于巷道中线的左、右偏差xx 竖直面内竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差垂直于巷道腰线的上、下偏差hh xx和和hh对对于于巷巷道道质质量量有有直直接接影影响响,又又称称为为贯贯通通重要方向的偏差。重要方向的偏差。对对于于立立井井贯贯通通来来说说,影影响响贯贯通通质质量量的的是是平平面面位位置置偏偏差差,即即在在水水平平面面内内上上、下下两两段段待待贯贯通通的井筒中心线之间的偏差。的井筒中心线之间的偏差。井井巷巷贯贯通通的的容容许许偏偏差差
5、值值,由由矿矿(井井)技技术术负负责责人人和和测测量量负负责责人人根根据据井井巷巷的的用用途途、类类型型及及运运输输方方式式等等不不同同条条件件研研究究决决定定。以以上上三三种种类类型型井井巷贯通的容许偏差见表巷贯通的容许偏差见表5-15-1。贯通种类贯通种类贯通巷道名称及特点贯通巷道名称及特点在贯通面上的容许偏差在贯通面上的容许偏差/m/m在中线之间在中线之间在腰线之间在腰线之间第一类第一类同一矿井内贯通巷道同一矿井内贯通巷道0.30.30.20.2第二类第二类两井之间贯通巷道两井之间贯通巷道0.50.50.20.2第三类第三类立立井井贯贯通通用小断面开凿立井井筒用小断面开凿立井井筒0.50
6、.5-全断面全断面0.10.1-全断面且预装罐梁灌道全断面且预装罐梁灌道0.02-0.030.02-0.03-表表5-1 5-1 贯通测量的容许偏差贯通测量的容许偏差成本成本精度精度测测量量采采矿矿cm 巷道巷道贯贯通的容通的容许许偏差偏差值值,也可以用,也可以用计计算方法来确定。算方法来确定。(1)(1)轨轨道道运运输输平平巷巷贯贯通通时时,中中线线和和腰腰线线的的容容许许偏偏差差值值xx和和hh可用下式可用下式计计算:算:(5-1)(5-1)(5-2)(5-2)式式中中 由由完完全全铺铺设设好好永永久久轨轨道道的的巷巷道道到到贯贯通通相相遇遇点点的的距距 离,即离,即铺设临时轨铺设临时轨道
7、的距离,一般道的距离,一般l=2030ml=2030m;vv轨轨距距与与车车轮轮间间距距之之间间的的容容许许差差值值,一般一般v=20mmv=20mm;ss电电机机车头车头的的轴间轴间距;距;i i极极限限贯贯通通巷巷道道的的实实际际坡坡度度与与设设计计坡坡度度之之 间间 的的 容容 许许 差差 值值,一一 般般 i i极极 限限=0.0020.0030.0020.003 三、贯通测量的工作步骤及贯通测量设计书的编制三、贯通测量的工作步骤及贯通测量设计书的编制(一一)贯通测量的工作步骤贯通测量的工作步骤 (a)调调查查了了解解待待贯贯通通井井巷巷的的实实际际情情况况,根根据据贯贯通通的的容容许
8、许偏偏差差,选选择择合合理理的的测测量量方方案案与与测测量量方方法法。对对重重要要的的贯贯通通工工程程,要要编编制制贯贯通通测测量量设设计计书书,进进行行贯贯通通测测量量误误差差预预计计,以以验验证证所所选选择择的的测测量量方方案案、测测量量仪仪器器和和方法的合理性。方法的合理性。(b)(b)依依据据选选定定的的测测量量方方案案和和方方法法,进进行行施施测测和和计计算算,每每一一施施测测和和计计算算环环节节,均均须须有有独独立立可可靠靠的的检检核核,并并要要将将施施测测的的实实际际测测量量精精度度与与原原设设计计书书中中要要求求的的精精度度进进行行比比较较。若若发发现现实实测测精精度度低低于于
9、设设计计中中所所要要求求的的精精度度时时,应应当当分分析析其其原原因,采取提高实测精度的相应措施,返工重测。因,采取提高实测精度的相应措施,返工重测。(c)(c)根根据据有有关关数数据据计计算算贯贯通通巷巷道道的的标标定定几几何何要素,并实地标定巷道的中线和腰线。要素,并实地标定巷道的中线和腰线。(d)(d)根根据据掘掘进进巷巷道道的的需需要要,及及时时延延长长巷巷道道的的中中线线和和腰腰线线,定定期期进进行行检检查查测测量量和和填填图图,并并按按照照测测量量结结果果及及时调整中线和腰线。时调整中线和腰线。(e)(e)巷巷道道贯贯通通之之后后,应应立立即即测测量量出出实实际际的的贯贯通通偏偏差
10、差值值,并并将将两两端端的的导导线线连连接接起起来来,计计算算各各项项闭闭合合差差。此此外,还应对最后一段巷道的中腰线进行调整。外,还应对最后一段巷道的中腰线进行调整。(f)(f)重重大大贯贯通通工工程程完完成成后后,应应对对测测量量工工作作进进行行精精度度分析与评定,分析与评定,写出总结写出总结。(二二)贯通测量设计书的编制贯通测量设计书的编制 重重要要的的贯贯通通工工程程开开始始之之前前,应应编编制制测测量量设设计计书书,其主要任务是选择合理的测量方案和测量方法。其主要任务是选择合理的测量方案和测量方法。1.1.井巷贯通工程概况井巷贯通工程概况 2.2.贯通测量方案的选定贯通测量方案的选定
11、 3.3.贯通测量方法贯通测量方法 包括所采用的仪器、测量方法及其限差规定。包括所采用的仪器、测量方法及其限差规定。4.4.贯通测量误差预计贯通测量误差预计 5.5.贯通测量中应注意的问题和应采取的相应措施贯通测量中应注意的问题和应采取的相应措施第二节第二节 一井内巷道贯通测量一井内巷道贯通测量 凡凡是是由由井井下下一一条条起起算算边边开开始始,能能够够敷敷设设井井下下导导线线到到达达贯贯通通巷巷道道两两端端的的,均均属属于于一一井井内内的的巷巷道道贯道。贯道。不不论论何何种种贯贯通通,均均需需事事先先求求算算出出贯贯通通巷巷道道中中心心线线的的坐坐标标方方位位角角、腰腰线线的的倾倾角角(坡坡
12、度度)和和贯贯通通距距离离等等,这这些些统统称称之之为为贯贯道道测测量量几几何何要要素素,即即标标定定巷巷道道中中腰腰线线所所需需的的数数据据,其其求求解解方方法法随随巷巷通通特特点点、用用途途及及其其对贯通的精度要求而异。对贯通的精度要求而异。一、一、采区内次要巷道的贯通测量采区内次要巷道的贯通测量 一一般般采采区区内内次次要要巷巷道道贯贯通通距距离离较较短短,要要求求精精度度较较低低,可可用用图图解解法法求求其其贯贯通通测测量量几几何何要要素素。巷巷道道贯贯通通方方向向,在在设设计计图图上上是是用用贯贯通通巷巷道道的的中中心心线线来来表表示示的的,测测量量人人员员只只要要在在大大比比例例尺
13、尺设设计计图图上上把把巷巷道道的的设设计计中中心心线线ABAB用用三三角角板板平平行行移移到到附附近近的的纵纵、横横坐坐标标网网格格线线上上,然然后后用用量量角角器器直直接接量量取取纵纵坐坐标标(x)(x)线线与与巷巷道道设设计计中中心心线线之之间间的的夹夹角角,即即可可求求得得贯贯道道巷巷道道中中心心线线的的坐坐标方位角。标方位角。贯贯通通巷巷道道的的坡坡度度(倾倾角角)与与斜斜长长,可可用用三三棱棱尺尺和和量量角角器器在在剖面图上直接量取。剖面图上直接量取。二、二、在两个已知点之间贯通平巷或斜巷在两个已知点之间贯通平巷或斜巷 设设要要在在主主巷巷的的A A点点与与副副巷巷的的B B点点之之
14、间间贯贯通通二二号号石石门门,即图中用虚线所表示的巷道,其测量和计算工作如下:即图中用虚线所表示的巷道,其测量和计算工作如下:根根据据设设计计,从从井井下下某某一一条条导导线线边边开开始始,测测设设经经纬纬仪仪导导线线到到待待贯贯通通巷巷道道的的两两端端,并并进进行行井井下下高高程程测测量量,然然后后计计算算出出CACA、DBDB两两条条导导线线边边的的坐标方位角坐标方位角CACA和和DBDB以及以及A A、B B两点的坐标两点的坐标及高程。及高程。(2)(2)计算标定数据:计算标定数据:贯通巷道中心线贯通巷道中心线ABAB的坐标方位角的坐标方位角ABAB为:为:ABAB=arctg(y=ar
15、ctg(yB B-y-yA A)/(x)/(xB B-x-xA A)(5-4)(5-4)计算计算ABAB边的水平长度边的水平长度l lABAB为:为:l lABAB=(y=(yB B-y-yA A)/sin)/sinABAB=(x=(xB B-x-xA A)/cos)/cosABAB =(x =(xB B-x-xA A)2 2+(y+(yB B-y-yA A)2 2)1/2 1/2 (5-5)(5-5)计计算算指指向向角角A A和和B B。由由于于经经纬纬仪仪水水平平度度量量的的刻刻度度均均沿沿顺顺时时针针方方向向增增加加,所所以以在在计计算算A A点点和和B B点点的的指指向向角角时时,也也
16、要要按按顺顺时针方向计算。时针方向计算。A A点:点:A A=C=CABAB=ABAB-ACAC B B点点:B B=DBA=DBA=BABA-BDBD (5-6)(5-6)计算贯通巷道的坡度计算贯通巷道的坡度 i i:i=tgi=tgABAB=(H=(HB B-H-HA A)/l)/lABAB (5-7)(5-7)式中:式中:H HA A、H HB B分别为分别为A A点和点和B B点处巷道底板或轨面的高程。点处巷道底板或轨面的高程。计算贯通巷道的斜长计算贯通巷道的斜长(实际贯通长度实际贯通长度)L)LABAB:L LABAB=l=lABAB/cos/cosABAB =(H =(HB B-H
17、-HA A)/sin)/sinABAB =(H=(HB B-H-HA A)2 2+l+l2 2ABAB)1/21/2 (5-8)(5-8)三、贯通巷道开切位置的确定三、贯通巷道开切位置的确定如如图图所所示示,将将在在上上平平巷巷与与下下平平巷巷之之间间贯贯通通二二号号下下山山,该该下下山山在在下下平平巷巷中中的的开开切切地地点点A A以以及及二二号号下下山山中中心心线线的的坐坐标标方方位角位角APAP均已给出。要求在上平巷中均已给出。要求在上平巷中确定开切点确定开切点P P的位置的位置;以便以便在在P P点标定出点标定出二号下山的中腰线,二号下山的中腰线,向下掘进,进行贯通。向下掘进,进行贯通
18、。为为此此,需需在在上上、下下平平巷巷之之间间经经一一号号下下山山敷敷设设经经纬纬仪仪导导线线,并并进进行行高高程程测测量量,以以求求得得A A、B B、C C、D D各各点点的的平面坐标和高程。平面坐标和高程。设设点点时时,A A点点应应设设在在二二号号下下山山的的中中心心线线上上,设设置置C C、D D点点时时,应应使使CDCD边边能能与与二二号号下下山山的的中中心心线线相相交交,其其交交点点P P即为欲确定的二号下山上端的开切点。即为欲确定的二号下山上端的开切点。CDABP上 平 巷下 平 巷 已知A的位置及AP一号下山二号下山A AP P 求预交点求预交点p p及指向角及指向角,标定开
19、切点和掘进方向。标定开切点和掘进方向。(1).(1).在在上上下下平平巷巷之之间间经经一一号号下下山山敷敷设设经经纬纬仪仪导导线线,并并进行高程测量,求待进行高程测量,求待A,B,C,DA,B,C,D点的坐标和高程。点的坐标和高程。(2).(2).利利用用解解析析法法列列出出APAP和和BPBP的的直直线线方方程程式式,求求P P点点坐坐标。标。y yP P-y-yA A=tan=tanAPAP*(x*(xP P-x-xA A)y yP P-y-yB B=tan=tanBPBP*(x*(xP P-x-xB B)解联立方程,求得解联立方程,求得XpXp和和y yP P。(3)(3)计算水平距离计
20、算水平距离l lAPAP和和l lCPCP:l lCPCP=(y=(yP P-y-yC C)/sin)/sinCDCD =(x=(xP P-x-xC C)/cos)/cosCDCD =(x =(xP P-x-xC C)2 2+(y+(yP P-y-yC C)2 2)1/21/2 l lAPAP=(y=(yP P-y-yA A)/sin)/sinAPAP =(x=(xP P-x-xA A)/cos)/cosAPAP =(x =(xP P-x-xA A)2 2+(y+(yP P-y-yA A)2 2)1/21/2再求出再求出l lDPDP检核检核,l lCPCP+l lDPDP=l=lCDCD.(
21、4).(4).计算指向角计算指向角,即即 A A=AP-AP-ABAB p p=PA-PA-DCDC根据指向角根据指向角,可在可在P P点标出二号下山的中线。点标出二号下山的中线。四、溜煤眼贯通的解算四、溜煤眼贯通的解算 为为了了解解决决采采区区煤煤炭炭运运输输问问题题,需需要要从从皮皮带带机机上上山山向向阶阶段段石石门按设计坡度门按设计坡度i=tg开掘溜煤眼,如图所示。若溜煤眼上口的位开掘溜煤眼,如图所示。若溜煤眼上口的位置已定置已定(石门中的石门中的1号点号点),要求确定溜煤眼下口在皮要求确定溜煤眼下口在皮带机上山中的带机上山中的M点的位置,点的位置,并计算标定所需数据。并计算标定所需数据
22、。皮皮带带机机上上山山中中的的导导线线点点2 2和和3 3以以及及溜溜煤煤眼眼上上口口导导线线点点1 1的的坐坐标标及及高高程程均均为为已已知知,这这个个贯贯通通问问题题求求解解的的数数学学模模型型,便便是是求求空空间间圆圆锥锥与与直直线线的的交交点点,圆圆锥锥的的顶顶点点在在1 1,圆圆锥锥母母线线的的倾倾角角等等于于溜溜煤煤眼眼的的设设计计倾倾角角;直直线线为为皮皮带带机机上上山山的的中中心心线线2323。显显面面易易见见,此此立立体体几几何何问问题题可可能能有有两两个个解解,即即直直线线2323可可能能与与圆圆锥锥面面有有两两个个支支点点,应应根根据据工工程程实实际际情情况况及及需要从两
23、组群中选取一组作为贯通问题的最终解需要从两组群中选取一组作为贯通问题的最终解.五、带有一个弯道的巷道贯通五、带有一个弯道的巷道贯通 在在实实际际工工作作中中,待待贯贯通通的的巷巷道道有有时时较较复复杂杂,既既有有坡坡度度的的变变化化,又又常常常常有有弯弯道道,而而贯贯通通相相遇遇点点有有时时也也可可能能就就碰碰到到弯弯道道上上或或其其附附近近,这这时时,贯贯通通测测量量的标定计算要复杂一些。的标定计算要复杂一些。图图5-125-12所所示示为为采采区区上上山山与与采采区区大大巷巷的的贯贯通通中中各各巷巷道道之之间间的的关关系系。设设计计要要求求采采区区上上山山(倾倾角角=12)=12)向向下下
24、掘掘进进到到采采区区大大巷巷水水平平(-120m)(-120m)后后,继继续续沿沿原原采采区区上上山山方方向向掘掘进进石石门门(坡坡度度i=0)i=0),石石门门与与采采区区大大巷巷之之间间尚尚需需通通过过一一段段半半径径R=12mR=12m的的圆曲线弯道才能贯通。圆曲线弯道才能贯通。通过在已掘进的采区上山和采区大巷中的经纬仪导线测量通过在已掘进的采区上山和采区大巷中的经纬仪导线测量和高程测量,求得测点坐标如下:和高程测量,求得测点坐标如下:采区大巷一端采区大巷一端X8=9734.529m,y8=7732.511m,X8=9734.529m,y8=7732.511m,7878=3=3H8=-1
25、21.931m(H8=-121.931m(测点测点8 8位于巷道中心的顶板上,高出轨面位于巷道中心的顶板上,高出轨面2.613 m2.613 m,即轨面标高为即轨面标高为-124.544m)-124.544m)采区上山一端采区上山一端x x2121=9879.227m,y=9879.227m,y2121=7917.675m,=7917.675m,20-2120-21=236=236H21=-129.439m(H21=-129.439m(测点测点2121位于采区上山中心线的巷道顶板上,高出腰位于采区上山中心线的巷道顶板上,高出腰线点线点1.240m1.240m。腰线点距轨面法线高。腰线点距轨面法
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