煤矿倾斜巷道腰线标定的技术方法探究

郭鹏飞

摘要：目前，倾斜巷道腰线标定所采用的方法主要是中线点兼腰线点标设法和伪倾角标设法，但以上两种方法分别在标定精度、标定效率等方面存在一定的不足。为了满足煤矿倾斜巷道腰线快速标定的需要，本文通过对生产实践的总结，提出了倾斜巷道腰线快速标定的技术方法。

关键词：倾斜巷道;腰线快速标定;技术方法

巷道腰线是标定在巷道两帮，用来指示井下巷道在竖直面内掘进方向的控制线。巷道腰线体现了巷道相对于某一平面的倾角，对于保证掘进巷道的坡面倾斜度至关重要。腰线标定直接关系到巷道布置的准确性，一旦腰线标定出现误差，轻则影响巷道质量和采面接续，导致巷道施工量的增加;严重则可导致巷道报废，给矿井带来难以挽回的经济损失。因此，巷道腰线的标定也是煤矿井巷工程施工中的主要技术任务之一，选择一种合理的标定方法则是准确快速地完成巷道腰线标定的关键。倾斜巷道相对于水平巷道来说存在一定的倾斜度，因此其腰线的标定相对来说较为复杂一些，标定精度和效率容易受到影响。目前，倾斜巷道腰线标定所采用的方法主要是中线点兼腰线点标设法和伪倾角标设法，但以上两种方法分别在标定精度、标定效率等方面存在一定的不足。为了满足煤矿倾斜巷道腰线快速标定的需要，本文通过对生产实践的总结，提出了倾斜巷道腰线快速标定的技术方法。

一、倾斜巷道腰线快速标定的技术思路及原理

在倾斜巷道腰线标定作业时，普遍采用测量精度较高的全站仪作为测量工具。通过对全站仪在倾斜巷道标定腰线的理论分析和实践总结认为，巷道倾角和仪器与巷帮间距是造成腰线标定误差的主要来源。对此，我们在不同倾角条件下进行了多次的模拟测量和计算，通过数据对比得出了倾斜巷道腰线近帮标设法最为适宜的倾角条件和离帮的极限距离，实现了对倾斜巷道腰线的快速、准确标定。

将全站仪布置在将要标设腰线点和原有腰线点之间，距离巷道帮一定范围内。将前、后小钢尺抽出，抽出的尺段数应与上述的仪器离帮距离相等。以巷帮为平面，垂直放置小钢尺尺头，同时需使小钢尺保持水平。如此，全站仪瞄准前、后视小钢尺的视线在理论上是与设计巷帮的腰线相平行的，从而可以消除伪顶角的误差影响，较为准确地标出新的腰线点。但实际上，由于两帮并不完全平整，存在诸多不确定的误差，因而很难满足上述的理论值。通过研究确定仪器视线适宜的倾角范围和仪器离帮的极限距离，即可在误差允许范围内较为快速地标定腰线。

二、近帮快速标定腰线对标设精度的影响分析

2.1 近帮标设法的主要误差来源

根据图1，由三角函数公式推导可得出，tgδ'=h/ OA';tgδ=h/ OB';tgδ=tgδ'（OA'/OB'）;cosβ=OA'/OB'。得：tgδ=tgd'·cosβ;即：tgδ=tgδ'[OA'/√（OA'2+A'B'）]

式中，δ'为设计巷道坡度，即为现场近帮点腰线标设时所转倾角;δ为腰线标注的实际倾角;0A'为待标注腰线与仪器的间距;A'B'为仪器到腰线所在巷道--帮的距离。由上式可知，所标腰线实际倾角δ的大小主要与A'B'、δ'、OA'有关。根据巷道的实际宽度，A'B'可设定为≤0.5m范围内取某一固定值;因此，巷道设计倾角δ'与现场所标腰线的实际倾角δ之间的误差主要取决于0A'和δ'，巷道设计坡度越大，则误差累积越大;仪器到所需标腰线的距离越大，则误差越小。由于地质条件和生产条件的制约，巷道设计坡度是固定的，因此可通过增加仪器至需标腰线的距离来减少近帮标设腰线法对巷道坡度的影响。此种腰线标定方法非常简单方便，且误差可控。

三、近帮腰线点标设的主要步骤与应用

首先将全站仪布置在待标设腰线点和原有腰线点之间的某点，该点距离巷道帮应≤0.5m。将竖直度盘读数对准巷道设计倾角δ'，与该倾角相平行;按照与仪器离帮间距，将后视小鋼尺抽出与之相同的尺段数据，将小钢尺尺头与巷帮平面保持垂直放置，且保持水平。将望远镜十字丝横丝调节至与小钢尺立面上平相平行的位置，同时在巷帮上标出视线记号，根据视线记号测量出垂距。转动照准部，对准设计倾角δ'调节竖直度盘读数;之后，前视待标设腰线点，按照前述方式同样放置小钢尺，将望远镜十字丝横丝调节至与小钢尺立面上平相平行的位置，同样在巷帮做出视线记号和测量垂距，便可得出第二个腰线点。按照此方法类推，即可根据巷道设计长度得出其它若干个的腰线点，连接各点即得出腰线。

某矿长距离巷道设计坡度均在10°以下，设δ'为10°，0A'为30m，A'B'为0.5m。假如巷道设计施工距离为1000m，则由0A'和δ'引起的巷道竖直方向上的误差为：

△h= 1000 x tg△δ=0.024

现场标设腰线点时，OA' 均能保证大于30m，△h均能控制在《煤矿测量规程》所要求的误差范围以内。在实际标设腰线时，可适当缩小腰线与导线点联测的距离，对所标腰线进行核校和调整，以进一步减少误差影响。

四、结语

近帮标设法相比于传统的巷道腰线标定方法更加简单易操作，效率也更高，测量误差也在可控范围之内，因而在很多矿井巷道掘进施工中得到应用。非常适宜于井下巷道掘进的快速施工。

参考文献：

[1]陶连金，孙玉辉，马建勋.倾斜巷道腰线标定方法的探讨[J].《矿山测量》2008（3） ：5-8

[2]曲相屹.倾斜巷道腰线标定与伪倾角改正[J].《黄金科学技术》2013 （2） ：80-83