巷道断面测量方法综述

巷道断面测量方法综述
摘要目前国内测量巷道断面常是通过测量高、宽,然后按照不同断面形状套用公式,进行近似计算,这种方法测出来的断面面积有较大的误差。

介绍长期以来煤矿中使用的各种测量方法,希望为断面测量设计带来新的思路。

关键词巷道断面;测量
0引言
巷道断面测量是通风阻力测算的重要一环,其误差直接影响到通风阻力的误差。

所以在有条件的情况下我们应尽量使其测得精确量。

巷道断面的测量方式虽然已从人工测量发展到机械测量,从接触式测量发展到非接触式测量,从不精确的估算发展到精确的测量,但是现在煤矿还是常用皮尺进行粗略的测量,原因是还没有一种既精确又方便携带价格低廉的测量工具。

1接触式测量
1.1基于计算通式的巷道断面测量
拱形巷道包括半圆拱、三心拱、任意三心拱和圆弧拱巷道。

半圆拱、三心拱巷道断面积的计算公式王保礼在1989年《矿山技术》上推导出来。

任意三心拱和圆弧拱巷道断面积的计算公式,由玉石洼铁矿的王致远、王立志在1995年第五期《冶金矿山设计与建设》上推导出来。

1.2面积微分法的接触式测量
1995年骆庆中在《煤矿安全》第五期上介绍了一种简便测量巷道断面积的仪器。

仪器的原理是将整个巷道断面化分为若干个三角形断面,通过计算所有三角形面积之和来求得整个巷道断面积。

整个仪器由可调顶梁、可伸缩测杆和刻度盘组成如图1。

图1
使用时,先将顶梁旋钮旋转,使整个仅器固定在巷道中间位置(且与被测断面重合);然后将可伸缩测量杆绕轴心“O”点旋转,使其指向刻度盘上的零度;伸长测量杆使其顶端与巷道壁接触,此时,沿测杆测出轴心“O”点与巷道壁之间的距离L1。

测完后,收缩并顺时针旋转测量杆,旋转角度为(为能整除360的因数,即n=360);再伸长测量杆井用同样的方法测出轴心“O”到巷壁的距离L2,以此类推,可以得到。

根据已知三角形两边边长及其夹角的三角形面积,计算公式为:然后,我们就可以推算出该被测巷道断面积为:
2非接触是测量
基于激光测距的面积微分法测量:这种方法的测量原理与1.2相同不过距离L 用激光测得,具体过程为:采用可见半导体激光器作光源,进行脉冲调制,通过光学系统发射出去,经被测物反射后,为雪崩二极管接收,井将调制信号转变为电信号,并保留调制光在测线上往返带来的相移,再经过前置放大器进行放大整形,输至混频电路,经与本振信号差频,产生频率为4KC的测距信号,再与机内4KC的参考信号进行数字比相。

然后,将检相信号,控制脉冲,50Mc填充脉冲,同时作用于一门电路,得到脉宽与距离成正比的连续脉冲,将这一待测距离的数值信号通过串行口传送到微处理器进行存储及面积运算。

当选择面积测量时,首先由测距系统测出距离,通过串行口传输到CPU微处理器,经过处理后,微电机带动平面反射镜旋转口角,继续测距,将所测边长测完之后,由处理器进行数据处理,最终显示结果。

参考文献
[1]牛广珂,杨宏民.XDC防爆型巷道断面测量仪的研制.矿业安全与环保,1999,
4(9).。