利用水準(zhǔn)儀測標(biāo)高法標(biāo)定腰線方法探討

1、利用水準(zhǔn)儀測標(biāo)高法標(biāo)定腰線方法馮燕青(山西晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊礦 山西 晉城 048021)摘要：簡要介紹水準(zhǔn)儀標(biāo)定腰線的方法，介紹水準(zhǔn)儀測標(biāo)高法標(biāo)定腰線在井巷掘進(jìn)中的應(yīng)用。施工腰線標(biāo)設(shè)方面需要方法革新。關(guān)鍵詞：水準(zhǔn)儀 標(biāo)高 標(biāo)定腰線 一、引言礦井在生產(chǎn)過程中，為了保證巷道運(yùn)輸、排水、跨風(fēng)橋或巷道在豎直面內(nèi)按計(jì)劃貫通，要求按照一定的坡度或傾角進(jìn)行掘進(jìn)，為了控制掘進(jìn)巷道的坡度或傾角，而采用標(biāo)定腰線的方法來指示掘進(jìn)巷道在豎直面內(nèi)的方向。標(biāo)定腰線的測點(diǎn)稱為腰線點(diǎn)。煤礦測量規(guī)程規(guī)定，腰線點(diǎn)應(yīng)成組設(shè)置，每組23個(gè)點(diǎn)，每隔3040m在巷道一幫或兩幫設(shè)置一組腰線點(diǎn)。若干個(gè)腰線點(diǎn)連成的直線為巷道的坡度線，亦稱腰線

2、。根據(jù)巷道的性質(zhì)、用途不同，標(biāo)定腰線可以采用不同的儀器和方法。次要巷道一般用掛半圓儀標(biāo)定腰線，傾角小于8度的主要巷道，用水準(zhǔn)儀或連通管標(biāo)定腰線，傾角大于8度的主要巷道則用經(jīng)緯儀標(biāo)定腰線。二、我礦測量腰線標(biāo)定現(xiàn)狀根據(jù)煤礦生產(chǎn)實(shí)際，井下巷道一般采用煤層掘進(jìn)，但根據(jù)巷道使用用途，涉及到運(yùn)輸、排水、過風(fēng)橋或按設(shè)計(jì)標(biāo)高貫通等巷道，必須按腰線進(jìn)行掘進(jìn)。現(xiàn)我礦測量部門一般標(biāo)定腰線采用有以下幾種。1.1用水準(zhǔn)儀視線法標(biāo)定腰線用水準(zhǔn)儀視線法標(biāo)定腰線的原理是水準(zhǔn)儀給出一條水平視線。已知腰線點(diǎn)A及巷道設(shè)計(jì)坡度i，需要標(biāo)定腰線點(diǎn)B。標(biāo)定方法如下：（1） 將水準(zhǔn)儀安置在A、B之間的適當(dāng)位置，后視A點(diǎn)巷道幫壁，畫一水平記

3、號(hào)A ，并量取AA的鉛垂距離a。（2） 前視B處巷道幫壁畫一水平記號(hào)B。這時(shí)，A B為水平視線，用鋼尺量出A B的水平距離S。按下式計(jì)算A、B 兩點(diǎn)之間的高差；HAB=S×i由此公式計(jì)算出AB兩點(diǎn)高差。（3） 從B鉛直向下量出a值，得到一條與AB平行的水平線AB。然后從B向上量出HAB，即得到新設(shè)腰線點(diǎn)B。AB連線即為巷道腰線。并用油漆劃出腰線。若坡度為負(fù)值，則應(yīng)從B點(diǎn)向下量出HAB。同樣的方法可給出其他腰線點(diǎn)。用此方法雖很簡單，但易出錯(cuò)，特別要注意前、后視讀數(shù)的正負(fù)號(hào)和高差H的正負(fù)號(hào)。1.2用水準(zhǔn)儀視線固定高度法標(biāo)定腰線水準(zhǔn)儀固定高度法原理是根據(jù)水準(zhǔn)儀提供的水平視線，將后視腰線固定

4、在水平視線的一端，另一端由視線向下或向上量出HAB值，并固定B點(diǎn)。AB兩點(diǎn)的連線即為巷道的腰線，此種方法為第一種方法的改進(jìn)，減少了量取后視AA 的距離a值，在一定程度上避免了中間計(jì)算環(huán)節(jié)，減少了一定的出錯(cuò)率。1.3用掛半圓儀及連通管標(biāo)定腰線根據(jù)煤礦測量規(guī)程規(guī)定，在傾角小于8度的次要巷道中，一般可以用掛半圓儀和連通管的方法標(biāo)定腰線。掛半圓儀標(biāo)定腰線的原理是根據(jù)半圓儀上的傾角刻度，按設(shè)計(jì)坡度標(biāo)定腰線；連通管標(biāo)定腰線的原理主要是利用水的連通原理，提供一水平線，根據(jù)坡度標(biāo)定腰線。 此兩種方法較簡單，但在實(shí)際中不常用，不再詳細(xì)敘述。2現(xiàn)階段腰線標(biāo)定問題存在的弊端。以上幾種標(biāo)定腰線方法，是我礦測量人員根據(jù)

5、多年在施工測量過程中總結(jié)出的有效方法，在一定階段有效指導(dǎo)了生產(chǎn)掘進(jìn)，減少了測量事故的發(fā)生，但隨著新老技術(shù)人員的接替，測量新技術(shù)的應(yīng)用、測量人員的業(yè)務(wù)保安能力逐步提升，上述幾種腰線的標(biāo)定方法將突顯出其多方面的弊端，具體表現(xiàn)在以下幾方面：(1) 水準(zhǔn)儀固定高度法標(biāo)定腰線，標(biāo)定過程繁瑣，計(jì)算過程隨意性大，前后視讀數(shù)的正負(fù)號(hào)及高差的正負(fù)號(hào)在現(xiàn)場標(biāo)定過程中較難掌握，而且易出錯(cuò)。(2) 水準(zhǔn)儀視線標(biāo)定腰線法，標(biāo)定過程及計(jì)算過程雖然在一定程度上減少了中間環(huán)節(jié)，但現(xiàn)場操作隨意性大，未形成固定的標(biāo)定模式，而且隨著巷道的掘進(jìn)，腰線延設(shè)無固定的高度，給施工隊(duì)組計(jì)算數(shù)值頻繁，施工人員較難掌握，巷道容易出現(xiàn)臺(tái)階狀，增加

6、巷道的起底和挑頂工作量。(3) 使用掛半圓儀及連通管標(biāo)定腰線因標(biāo)設(shè)精度不高，現(xiàn)場操作隨意性大，現(xiàn)我礦測量人員已不采用此方法。三、水準(zhǔn)測標(biāo)高法標(biāo)設(shè)腰線方法隨著我礦精細(xì)化管理的更加深入，井下巷道掘進(jìn)質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，腰線作為控制巷道在豎直面內(nèi)的掘進(jìn)方向，測量標(biāo)定技術(shù)是否更科學(xué)有效，巷道在豎直面內(nèi)的方向整體控制精度是否滿足要求，多方面問題已迫使我測量部門在施工腰線標(biāo)設(shè)方面需要方法革新。3.1根據(jù)實(shí)測標(biāo)高進(jìn)行標(biāo)設(shè)腰線（包括過風(fēng)橋和貫通）3.1.1 標(biāo)定原理根據(jù)實(shí)測開口點(diǎn)與貫通點(diǎn)的標(biāo)高，計(jì)算出兩點(diǎn)高差，由兩點(diǎn)間的距離反算出每米抬高或下降的高差值。其公式如下（如圖1所示）：圖13.1.2現(xiàn)場標(biāo)定方法及步驟

7、(1)測量貫通點(diǎn)K至A（距工作面最近導(dǎo)線點(diǎn)）兩點(diǎn)的標(biāo)高，要往返測量（或變換儀器測量）(2)用鋼尺（或不卷尺）拉出或根據(jù)現(xiàn)場標(biāo)出放腰線點(diǎn)位置B(或C)，注意要用粉筆或油漆在兩幫劃出標(biāo)志點(diǎn)。(3)測量導(dǎo)線點(diǎn)A至放設(shè)腰線點(diǎn)位置B標(biāo)高，兩次測量(4)計(jì)算放設(shè)腰線點(diǎn)位置B（底板）標(biāo)與貫通點(diǎn)（底板）K標(biāo)高之間的高差（5）由導(dǎo)線點(diǎn)A至貫通點(diǎn)K的距離計(jì)算出放設(shè)腰線點(diǎn)位置B(或C)距貫通點(diǎn)位置K的距離BK。（6）由距離BF和高差KF計(jì)算出每米抬高或降低的數(shù)值（7）在工作面由司尺者根據(jù)現(xiàn)場條件以B和C為起點(diǎn)用小卷尺拉出整米數(shù)，定出需D和E位置點(diǎn)，并用粉筆或油漆在巷幫劃出。隨后要告訴計(jì)算者拉出的整米數(shù)值，計(jì)算者根據(jù)

8、整米數(shù)值，計(jì)算出D和E需抬高或降低的數(shù)值并告訴司尺者。（8）司儀者根據(jù)四個(gè)腰線點(diǎn)位置情況將水準(zhǔn)儀安置在合適的位置（注意儀器要與四個(gè)位置點(diǎn)必須通視），儀器嚴(yán)格整平后，由司儀者和司尺者配合進(jìn)行標(biāo)設(shè)腰線點(diǎn)。3.2 延設(shè)腰線的方法：3.2.1 標(biāo)設(shè)原理根據(jù)新舊腰線點(diǎn)間距離和設(shè)計(jì)坡度計(jì)算新舊腰線點(diǎn)的高差，得出高差HAC再由高差計(jì)算公式：a1b1+anbn=HAC計(jì)算出bn值，利用水準(zhǔn)儀水平視線定出符合bn值的腰線點(diǎn)。如圖6所示3.2.2 現(xiàn)場標(biāo)定方法及步驟(1)現(xiàn)場拉出上組腰線起點(diǎn)A與新設(shè)腰線起點(diǎn)C的距離(2)根據(jù)距離和坡度計(jì)算出高差A(yù)C，(3)根據(jù)高差計(jì)算公式計(jì)算出需要標(biāo)設(shè)新腰點(diǎn)起點(diǎn)處的前視讀數(shù)：(4

9、)測量舊腰點(diǎn)A至需要標(biāo)設(shè)新腰點(diǎn)處。根據(jù)水準(zhǔn)測量計(jì)算公式：后前+后前=高差A(yù)C求出最后一站前視讀數(shù)值。(5)計(jì)算出最后一站前視讀數(shù)后，司尺者在新設(shè)腰線點(diǎn)的起點(diǎn)位置立尺（或用小卷尺）（注意要根據(jù)計(jì)算出的前視讀數(shù)正負(fù)采用正尺或倒尺的方法立尺）由司儀者指揮司尺者上下移動(dòng)尺子，直到前視讀數(shù)移到儀器水平視線上為至，司儀者可以說好了，司尺者聽到好了以后要在尺頭處進(jìn)行標(biāo)設(shè)腰線點(diǎn)，一幫標(biāo)出后，另一幫方法一樣，兩個(gè)新腰線點(diǎn)的起點(diǎn)標(biāo)出后，另外兩個(gè)腰線點(diǎn)標(biāo)設(shè)方法與“放設(shè)腰線點(diǎn)”方法一樣。（6）檢查方法與“放設(shè)腰線點(diǎn)”方法一樣，只是需要重新測量新設(shè)腰線點(diǎn)與舊腰線點(diǎn)之間的高差來檢核高差是否正確。3. 3 現(xiàn)場操作標(biāo)定時(shí)把握的口決為避免現(xiàn)場操作人員在實(shí)地標(biāo)設(shè)時(shí)，司儀者和司尺者對(duì)前后視讀數(shù)、高差的正負(fù)號(hào)區(qū)分，防止標(biāo)設(shè)錯(cuò)誤，在現(xiàn)場要形成統(tǒng)一的操作方法和口令以便于操作人員能夠很好的配合完成，現(xiàn)將總結(jié)出的口決敘述如下：司儀看數(shù)，尺頭