巷道中线测量技术在煤矿的实践

巷道中线测量技术在煤矿的实践
摘要：在矿井生产中，由于地质构造和设计用途的不同，在井下施工过程中
会出现较多的弯道和岔道，而使用常规的测量方法标定曲线会增加巷道的施工难度。

就一般巷道而言，在巷道掘进过程中，每掘进30~40m进行一组中线点标定，用来指示巷道掘进方向，因而，在远距离巷道内会出现多个中线点。

在实际测量时，所有的中线点和中线点不可能都位于巷道的设计方位上，这样就造成巷道平移，巷道的直线度不能得到保障。

因此，为了较好地解决这一问题，根据实地测
量经验，对巷道直线段的测量采用中线延伸方法，巷道曲线段的测量采用中线标
定方法。

关键词：巷道；中线测量技术；煤矿；
引言
巷道腰线标定是矿山测量工作中重要一项内容，对于倾斜巷道主要通过腰线
控制巷道掘进方向，所以腰线标定精准度以及标定效率对巷道安全快速掘进具有
重要意义；传统煤矿巷道腰线标定方法主要有水准仪和半圆仪法，但是在实际煤
矿采掘施工过程中，受施工环境、测量设备以及测量方法等影响，巷道腰线标定
时劳动作业强度大、效率低、精度低等，无法满足倾斜巷道安全快速掘进需求，
基于此，对巷道中线测量技术在煤矿的实践进行探讨。

1中线测量技术
1.1直线中线延伸
对巷道直线段部分采用中线延伸的测量方法，将所有的中线点和中线点都设
计在同一方位上，确保巷道的直线度。

在理想状态下，中线点和中线点是一条直线，但由于测量过程中多少都会存在误差，不会完全处在一条直线上。

因此，在
测量前先建立一个标准，根据井下测量经验，允许中线误差与设计方位的误差为
±40″。

按照每掘进40m，延长一组中线来计算，掘进迎头偏移设计方位约1mm
时，符合巷道掘进验收标准。

在测量前对检验角进行施测，防止中线点移动或错
用中线点，如果检验角超出限定，后退一站再进行测量，直到检验角施测合格。

根据已有的中线点进行中线标定，确保仪器站点和测量中线点的误差与设计方位
的误差小于±40″。

由于后视方向处的方位角误差也在±40″以内，采用正倒镜
的方法进行中线标定，一般是3~4个点。

标定完一组中线后，让三点成一条直线，测量回转角，测量方位角和设计方位的误差，查看是否满足标准，如果误差不在
±40″以内，重新进行标定。

1.2半圆仪
采用半圆仪进行腰线标定时需多人配合施工，首先在巷道帮部拉一根线绳，
并将线绳一端固定在半圆仪上，然后调整半圆仪至巷道设计掘进角度，然后调整
线绳使之与半圆仪平行，固定线绳一端即可获得第一个腰线点，第二、第三个腰
线点标注方法相同。

圆可以看作是正无限多边形，那么圆弧就是正无限多边形中
的一段，巷道曲线段可以看作由正无限多边形中的一段组成，每条多边形的边长
即为巷道的弦长。

选定合适的弦长，不能太短也不能太长。

如果弦长过短，会增
加中线转折点的数量，延长测量的时间，进而影响掘进的速度；如果弦长过长，
会使弦线靠近巷帮一侧，弦两端的通视效果变差。

因此，对巷道曲线段部分，根
据直线巷道的设计长度，标定曲线段的起点，根据转角和弦长来标定曲线中线方向。

2测量方法优化应用措施
2.1规范中线测量方式方法
第一，在进行中线测量过程中，线路布设时，技术人员应当首先进行高级中
线的设置，然后进行低级中线的设置。

在中线设置完成之后，选择使用高级中线
对整个低级中线进行全面的检查矫正。

同时，为了有效的提升测点横向测量精度，技术人员应当在中线测量过程中，对设置的导向网选择使用双交叉的方式，沿着
巷道中线进行布置，从而有效提升中线测量整体的精度。

第二，为了降低中线测
量过程中出现的角度误差，特别是降低角度误差出现的传递问题，技术人员在进
行中线测量过程中，在完成一定距离的测量之后，应当使用陀螺全站仪加测量短
板的方式进行方位角的测量。

同时为了有效防止在测量过程中，由于风流导致的垂球摆动，而对观测数值带来较大的负面影响，技术人员应当选择使用对镜站，采用重量相对较大的垂球进行对中。

在照准的过程中，技术人员应当选择使用垂球根部开展瞄准，这对于减少照准误差非常有效。

2.2全站仪免棱镜法应用
采用全站仪首先对已知腰线点平距、倾角等参数井准确测量，然后利用高程测量原理对未知腰线点进行放样，从而获得未知腰线点，采用该方法进行腰线标定时测量准确度高、劳动作业强度低，可用于复杂条件下掘进巷道中。

1）测量劳动作业强度小。

采用全站仪免棱镜法进行腰线标定时，整个测量过程只需2名测量人员即可，一名观测数据一名记录数据并进行点位标定，与传统经纬仪、半圆仪等方法相比，大大降低了测量劳动作业强度。

2）实用性强。

全站仪免棱镜法可用于不同倾角的巷道中，对巷道施工环境及地质条件要求小，而且该方法还可用于桥梁、公路、隧道等领域中，实用性强。

3）测量精度高。

在全站仪免棱镜法进行腰线标定时通过仪器准确测量处平距、倾角以及转角即可，然后通过计算即可确定待测腰线点，测量方法简单、计算量小，腰线标定精度高。

2.3最大限度的减少中线点测量数量
在进行中线测量的过程中，相对于传统的中线测量的方法，技术人员可选择使用长角短边法。

该方法相对于其他方法，可以有效降低中线测量过程中，中线点的数量。

例如，在对某巷道进行测量时，若选择使用传统的中线测量方法，涉及到的点的数量为35个。

但是选择使用长角短边法后，每个测站可以测量的点数从7个下降到3个，有效提升了测量工作的精度，同时，减少了整个中线测量的时间，对于测量工作劳动强度带来的减少也较为明显。

结束语
（1）巷道直线段的测量采用中线延伸方法，巷道曲线段的测量采用中线标定方法，要求曲线段中线标定误差与设计方位的误差小于±40″。

（2）通过现场实际测量，结果表明：对曲线段巷道采用中线标定方法的效果较好，保证了巷道掘进的直线度，巷道成型效果良好。

通过实际应用效果来看，弥补了传统测量
方法的不足，有效提高了倾斜巷道腰线测量精度，保障了巷道安全掘进，具有很好的推广意义。

参考文献
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