随着科技的进步,测量技术也是日新月异,特别是GPS、RTK测量技术的应用,不仅提高了测量的精度,也极大地提高了测量作业效率。但由于矿山测量主要工作地点在井下,使得GPS、RTK等先进测量技术无法应用。当遇到特殊环境,用常规测量方法不能实现施工放线或测量时,就必须探索研究新的测量技术方法去应对,对于满足施工进度和设计需要具有重大意义。
(1)标定巷道中线,以指示巷道掘进的水平方向,简称给中线。
(2)标定巷道腰线,以指示巷道掘进的坡度,简称放腰线。
(3)定期检查和验收巷道掘进的质量和进度,简称巷道验收。
(4)把已掘巷道位置和回采工作面位置测绘到图纸上,简称填图。
矿井经常性的、大量的测量工作是巷道的施工放线测量,它几乎占据了井下测量工作70%左右的任务量。
(1)巷道中线的标定方法:
如图1所示,虚线表示设计巷道,AB为巷道中线,1、2为原有巷道的导线测点。如果设计图上未标设导线点,测绘人员要将导线点的坐标展绘在设计图纸上,先从图上量出点1到A的距离l1,和点2到A的距离l2,检查l1+l2之和是否等于测点1至2导线边的边长。同时量出AB之间的夹角β(指向角),然后,再实地标设开切点A和开切方向AB。标定步骤如下:
①在点1安设全站仪,照准测点2,沿此方向由点1量取距离l1得开切点A,在点A处顶板上作出标记。
②量取A到点2的距离l2加以检核,无误后在A处粘点。
③将全站仪安设在点A处,照准测点1,将水平角设为零后,转至β角。在视线方向上的顶板处粘两个或三个点与A组成一级中线,指示巷道的开切方向。
④实测β角作为检核,标定工作完毕。
(2)以上是常规的测量放线方法,在矿山特殊的环境中,不仅受到地形等条件的影响,还会受到施工方法的条件限制,使行常规测量放线技术无法应用。
例如,图1中开切巷道与已知巷道同层立交,施工单位先在ABCD处挑顶约2米,再搭设施工盘、溜煤眼与已知巷道形成立交关系,分别在AB和CD处上部封闭,目的是挡煤,只留供人员和进现物料的出口,如图2所示:
因施工盘上有溜煤眼,在其上无法架设全站仪,即使有架设仪器的空间,也无法通过AB或CD处留设的通道与已知的测点相互联系,因而无法实施放线标定工作。这就要求必须探索出一种新的测量方法解决、经过多次试验和论证,采取以下方法,能够完成标定工作,而且精度满足要求。
如图2所示,通过以下步骤实施:
①在测点1用全站仪通过留设的通道方向在施工盘上分别设E、F两点,并测出以下数据:
∠1的度数、测点1至E的距离l1、测点1至F的距离l2。
②通过正弦定理求出DE的距离l3:
L3=l12+l22-2l1*l2cos∠1
通过余弦定理求出∠2和∠3的度数:
L1/sin∠1=l2/sin∠2,得:
∠2=arc sin(l2*sin∠1/l1)
L1/sin∠1=l3/sin∠3,得:
∠3=arc sin(l3*sin∠1/l1)
③按相同步骤在G处架设全站仪,测得∠4的度数、GF和GE的距离l4和l5,并求出∠5和∠6的度数。
④求出EG的方位角aEG和aFG的方位角。
aEG=a1E+∠2+∠4-∠5
aFG=a1F+∠6-∠3
有了EG和FG的方位,就可以实施放线标定工作:
⑤计算转角β:
β1=a设计-aFG±180
β2=a设计-aEG±180
⑥在G点照准F转角β1至设计方位,再照准E转角β2至设计方位,为了减小误差,取其均值(β+β2)/2作为标定方向,标定工作正式完成。
在矿山井下,测量任务不仅是标定中、腰线,还有些其它工作,例如测量一些碎部,由于井下特殊的条件,所有的工作只能在坑道中进行,这就决定了测量工作只能以导线的形式完成,如图3所示:
例如,要在E处开设一条巷道,必须从测点A和B引测导线到达E处,在E设站开切口,完成中、腰线的标定工作。这是理想的情况下的施工放线测量工作。
如果遇到特殊情况,如在C点处于低洼地区,并且聚焦有水或淤泥而不能架设全站仪,B、D相互不能通视,这样导线就处于断开的状态,致使测量工作不能继续进行。若等排水或清淤工作必然影响到设计和施工进度。
同样采用前述方法,分别在C处两帮设C1、C2两点 (必须同时与B点和D点通视),分别在B点和D点测出以下数据:∠1、l1、l2、∠4、l3、l4,再利用余弦、正弦定理计算出∠2、∠3、∠5、∠6、l3,然后计算出C1到D的方位和C2到D的方位,使导线得以延续。具体测设和计算过程不再赘述。
上述测量方法的误差主要是由测角误差引起,因此要注意仪器的整平精度,尽量加大边长,设法提高仪器和觇标的对中精度,必要时采取防风措施,增加测回数取其均值以减小误差,如果是重要工程,要加设陀螺边定向。
测量是工程项目中的一项基础性工作,具有很强的专业性,因受到井下特殊环境的限制和施工工艺的改变而采取行之有效的测量方法,对矿山测量人员提出了更高的专业技术要求,要在实践中探索,寻求新的测量方法以满足施工的需要。
摘要：测量工作是一项建立在严格科学理论基础上的工作,要求以最短的时间、最省的费用获得符合工程质量标准的成果,矿山在整个开发过程中必须经常不断地进行测量工作,由于矿山井下工程环境的恶劣作业条件,使得常规测量技术和方法无法满足工程施工的需要,本文着重讲述在矿山井巷特殊区域施工测量放线和测量导线布设形式的技术方法。
关键词：矿山测量,放线,导线布设,特殊区域,解决方法
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