CN109751983B - 一种应急测设激光数据及传递点高程的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应急测设激光数据及传递点高程的方法，先在导线点和所有中线点垂直挂线，在导线点下方安设激光仪，调整激光束与巷道底板坡度一致；在导线点垂线上作标记a1，在其他中线点的垂线上度量出与a1同一水平面的b1，c1，……；分别在垂线上作出坡度修正后的标志b2，c2，……；在导线点垂线与激光束交点处标记a2，然后测量出a1到a2的距离，将b2，c2，……向上取与a1到a2相同距离作b3，c3，……标记；量取a2,b3，c3，……点分别到对应的导线点、各个中线点的距离，计算激光到a1处的距离以及中线点上激光标志的高程。优点，无需测量人员携带专门的测量仪器下井进行实测，既减少了测量人员繁琐的测量程序，又更大程度上减少占用迎头施工时间。

Description

一种应急测设激光数据及传递点高程的方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体来说是一种应急测设激光数据及传递点高程的方法。

背景技术

在井下测设激光数据和点位高程时，一般有测量人员利用专门的测量仪器，像经纬仪、水准仪、全站仪等仪器，沿着一定的导线或水准路线进行测量。上井后测量人员再进行内业计算，加入相应的拉力改正、垂曲改正、气象改正、球面改正等改正数据后得到较为精确的测量数据。然后根据测算成果，依据相应的设计图纸，下发施工联系书给施工单位和相关职能科室，这样相关人员就可以依据施工联系书进行施工或监管。这是传统的采集测量数据和利用测量数据的方法，这种方法得来的数据拥有足够的准确性和可靠性。

然而，该测量方法需要测量人员背着专门的测量仪器下井进行实测，且现场测量程序繁琐，占用了较多的迎头施工时间，对于施工现场急切需要施工想到的顶底板标高来进行层位控制或者施工单位技术人员根据以前所测设的一组中线点安设激光来满足现时生产需要，而碰巧测量人员又没有时间去现场实测，这种情况下井下施工人员如何根据现场施工条件自己获取准确的激光数据和顶底板标高数据就是当务之急。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种应急测设激光数据及传递点高程的方法，以应对井下需要紧急获取巷道激光数据和顶底板标高数据。

本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题：

一种应急测设激光数据及传递点高程的方法，已知导线点的坐标和高程，多个中线点处于导线点的同侧并与导线点共线；包括以下步骤：

先在导线点和所有中线点垂直挂线，形成垂线，在导线点另一侧的下方安设激光仪，

调整激光沿中线点连线方向射出且坡度与巷道底板坡度一致；

在导线点垂线上作标记a1，在其他中线点的垂线上度量出与a1同一水平面的b1，c1，……；

度量出每个中线点分别到导线点的距离，根据设计坡度加上坡度改正值，分别在垂线上作出坡度改正后的标志b2，c2，……；

在导线点垂线与激光束交点处标记a2，然后测量出a1到a2的距离，将b2，c2，……向上取与a1到a2相同距离作b3，c3，……标记；量取a2,b3，c3，……点分别到对应的导线点、各个中线点的距离，根据所量测距离数据和导线点的标高求算出激光到a1处的距离以及中线点上激光标志的高程。

优选的，所述在其他中线点的垂线上度量出与a1同一水平面的b1，c1，……的方法为：

准备足够长的一根透明软管，两测量人员各持一端先分别站立在导线点垂线和与其相邻的另一垂线边上，然后向软管内注水，根据连通器原理，获得与a1处于同一水平面的b1,依次类推，得到c1，……。

优选的，采用卷尺分别测量出多个中线点到导线点的距离，利用卷尺测量出a1到a2的距离。

优选的，所述a1处于测量人员胸口处。

优选的，所述激光仪距顶板600mm～800mm。

优选的，反复多次测量a1到a2的距离，根据多次测量的a1到a2的距离，调整b3，c3，……标记，以得到精确的b3，c3，……标记。

本发明的优点在于：

这种方法无需测量人员携带专门的测量仪器下井进行实测，由现场作业人员根据测量人员所布设的导线点依照这种方法量测即可得到，这样既减少了测量人员繁琐的测量程序，又更大程度上减少占用迎头施工时间。另外井下技术人员或现场作业人员也可以利用此种方法来检验某些可疑导线点或腰线点的标高情况，来检查施工所用导线点和腰线点的正确性，避免施工中所用资料存在明显性的错误，进而做到所用资料的准确和可靠。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的平面结构示意图；

图4为本发明实施例4的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

一种应急测设激光数据及传递点高程的方法，其特征在于：已知导线点的坐标和高程，多个中线点处于导线点的同侧并与导线点共线；包括以下步骤：

步骤1.先在导线点和所有中线点垂直挂线，得到垂线，在导线点另一侧的下方安设激光仪，激光仪距顶板600mm～800mm为宜。调整激光沿中线点连线方向射出且坡度与巷道底板坡度一致；

步骤2.在导线点垂线上作标记a1，一般a1处于测量人员胸口处。在其他中线点的垂线上度量出与a1同一水平面的b1，c1，……；方法为：

准备足够长的一根透明软管，两测量人员各持一端先分别站立在导线点垂线和与其相邻的另一垂线边上，然后向软管内注水，根据连通器原理，获得与a1处于同一水平面的b1,依次类推，得到c1，……。

步骤3.用卷尺度量出每个中线点分别到导线点的距离，根据设计坡度加上坡度改正值，分别在垂线上作出坡度改正后的标志b2，c2，……；

步骤4.在导线点垂线与激光束交点处标记a2，然后用卷尺测量出a1到a2的距离，将b2，c2，……向上取与a1到a2相同距离作b3，c3，……标记；量取a2,b3，c3，……点分别到对应的导线点、各个中线点的距离，根据所量测距离数据和导线点的标高求算出激光到a1处的距离以及中线点上激光标志的高程。

反复多次测量a1到a2的距离，根据多次测量的a1到a2的距离，调整b3，c3，……标记，以得到精确的b3，c3，……标记。

下面以平巷和斜巷为了详细介绍。

实施例1平巷施测方法

首先介绍一下在水平巷道内如何利用卷尺和透明塑料软管获取激光数据的方法。井下所说水平巷道也不是绝对意义上的水平巷道，它们一般都有一定的施工坡度，只不过坡度相对来说较小，一般0.3％的坡度居多。下面我们就以0.3％上坡的水平巷道为例来介绍如何利用透明塑料软管和卷尺来获得一组中线的激光数据和一些中线点的顶板高程。

在我们平常所标设的一组中线点中，一般有一个点是导线点，这个点测量人员都提供了准确的坐标和高程，而另外2个或3个为中线点，这些点位只是和导线点在一条直线上，提供一定的施工方向的作用，并没有提供准确的坐标和高程。那怎样利用透明塑料软管和卷尺获取准确激光数据，以及如何通过传递高程的方式求得其它中线点的高程呢，以图1为例来介绍一下。

如图1所示，是测量人员提供的一组中线点，D1是导线点，高程为H1，而中1、中2、中3是提供的中线点。如果现在需要利用这一组中线点来安设激光，那么就需要这一组中线点位的激光数据。如何获取这组激光数据呢？首先，将这组中线垂直挂线，在导线点D1前安设激光，激光距离顶板600mm～800mm为宜，安装好后将激光对准这组中线将大致整平。在D1的垂线上作标志a1，在胸口位置为宜，然后利用透明塑料管，依据连通器的原理，在中1、中2、中3垂线上度量出与a1同一水平的标志b1，c1，d1。利用卷尺度量出3个中线点分别到D1的距离，根据设计坡度加上坡度改正值，作出坡度改正后的标志b2，c2，d2。用卷尺量测出a1到a2的距离，将b2，c2，d2向上量取相同的距离作b3，c3，d3标志。然后再次量取a1到a2的距离，根据此距离调整b3，c3，d3标志。如此反复进行3-4次，就可以得到较为准确的测量数据。此时所得到的a2，b3，c3，d3就是所需要的激光标志，量取a2,b3，c3，d3点到D1，中1、中2、中3的距离，这样我们就可以根据所量测数据和D1的标高H1求算出激光到腰线的距离以及某中线点上激光标志的高程(因D1点已知，所用D1到腰线的距离其实是已知的)，这样我们就得到了完整的激光数据。同时我们还可以从b1，c1，d1量测到中1、中2、中3点就可推算出相应中线点位的顶板高程。

实施例2斜巷施测方法

以上是平巷内利用透明塑料软管和卷尺获取准确激光数据和相关点位高程的方法。因为是在平巷内进行，量取和调整相对来说较为方便一些，觉得相对简单些。现在再介绍一下在斜巷内如何获取激光数和量取相关点位高程。在斜巷内点位的量测原理与在平巷内量测原理相似，只是数据调整幅度较大，有些难以把控。现在就以图2为例来介绍如何利用透明塑料软管和卷尺来获得施工激光数据和相关点位高程。

如图2所示，是测量人员提供的一组中线点，D1是导线点，高程为H1，而中1、中2、中3是提供的中线点。首先，将这组中线垂直挂线，在导线点D1前安设激光，激光距离顶板600mm～800mm为宜，安装好后将激光对准这组中线，并且将光坡度调整到大致和斜巷坡度一致。在D1的垂线上作标志a1，在自身头顶位置为宜(可根据坡度情况和现场条件可做适当的调整)，然后利用透明塑料管，依据连通器的原理，在中1、中2、中3垂线上度量出与a1同一水平的标志b1，c1，d1。利用卷尺度量出3个中线点分别到D1的距离L(量距离时尺面大致水平)，根据设计坡度加上坡度改正值(△h＝L*tg a°)，标记出坡度改正后的标志b2，c2，d2。然后利用卷尺量测出a1到a2的距离，将b2，c2，d2向上量取相同的距离作b3，c3，d3标志。然后再次量取a1到a2的距离，根据此距离调整b3，c3，d3标志。如此反复进行3-4次，就可以得到较为准确的测量数据。此时所得到的a2，b3，c3，d3就是所需要的激光标志，量取a2,b3，c3，d3点到D1，中1、中2、中3的距离，我们就可以根据量测数据和D1的标高H1求算出激光到腰线的距离以及某中线点上激光的标高(因D1点已知，所以D1到腰线的距离其实是已知的)，这样我们就得到了完整的激光数据。同时我们还可以从b1，c1，d1量测到中1、中2、中3点的距离就可推算出相应中线点位的顶板高程。

实施例3

下面通过一个斜巷实测案例进行详细讲解

一、巷道布置及中线延测情况

下面就以14148运顺所延测的一组中线为例加以说明，巷道为12°斜巷，设计高度3.6m，设计宽5.2m，斜巷巷部分已经施工37m，巷道延测了一组中线，“B7”为导线点，“中1”、“中2”为中线点，B7点的标高为-496.598，巷道平面图如图3所示。

因为巷道的坡度为12°，坡度较大，为了量测方便在B7和中1点之间临时增加一过度点“加”点，巷道剖面图如图4所示。

二、中线点高程的施测步骤及激光数据的量测方法

首先用炮线在导线点“B7”的悬垂线上做以标志a1,量的B7到a1的距离为3.2m，用装有水的透明塑料软管一端的液面对准标志a1处，另一端拉到“加”点悬垂线处，将水准管端头沿着悬垂线向上抬起，抬到一定高度，水管中的液面稳定时，作一标志j1,用卷尺量的a1到j1的距离为8.4m，然后根据设计坡度算出坡度改正值(△h＝L*tg a°)1.785m，则由标志j1下量1.785m作标志j2。

同理可得

L_j2b1＝9.470m，h_b1中1＝1.765m，h_b1b2＝2.130m，L_b2c1＝7.310m，

h_c1中2＝2.120m，h_c1c2＝1.555m。

其中标志a1，b2，c1就是沿巷道设计坡度布设的标志，如果要在巷道内安设激光的话，以此三处标志为基准，向顶板沿铅锤放线量相同的高度作标志就可以了。

根据以上量测的数据，可求得中线点“中1”“中2”的高程分别为：

H_中1＝H_B7–h_B7a1–h_j1j2+h_b1中1＝-499.818

H_中2＝H_B7–h_B7a1–h_j1j2-h_b1b2+h_c1中2＝-501.593

三、以全站仪实测数据进行比较

从后面导线点利用全站仪对中线点“中1”、“中2”进行实测，实测的数据如下表：

导线计算成果表

将两项数据进行比较可得，△h_中1＝-7mm，△h_中1＝-25mm，这测量数据应急情况下是能够满足生产的需要，所以利用透明塑料软管及卷尺应急测设激光数据及传递点位高程是一种行之有效的方法。

施测方案的误差传递：

假设D1到a1的距离为h1，a1到a2的距离h2，调整坡度数据为△h＝L*tg a°，调整坡度后的度量数据到激光的距离为h3，激光的高程为H2，那么激光光束的高程就可以用下面算式来表示：H2＝H1-h1-h2-△h+h3

那么根据误差传播定律可求得：M²H2＝m²h1+m²h2+m²△h+m²h3

如果根据卷尺量测限差±4mm，巷道坡度8°来算，H2的限差应该是±20mm，随着坡度的增大，其限差也在增大。并且量测人员不是专门的测量人员，其量测精度应该成倍数下降，如果这种因素计算在内，不出现人为错误的情况下，误差应该能控制在±50mm，在应急情况下是能够满足生产的需要。当然度过应急阶段还需要测量人员利用专门的测量工具到现场实测，来提高数据的精确度和可靠性，以满足巷道正常准确的施工。

这种现场量测方法是一种现场应急处理方法，有现场施工人员根据现场条件量测出巷道某些特殊要求地方的顶板或底板高程，当然井下技术人员也可以根据中线点自行架设激光以满足现场施工的需要。例如，在进行控层施工时，经常需要正在施工的迎头标高来检查现施工巷道的施工情况，那么利用这种现场量测的施工方法，就无需测量人员背着专门的测量仪器下井进行实测，而有现场作业人员根据测量人员所布设的导线点依据此种测量方法量测就可以得到所需要的测量数据，这样既减少了测量人员繁琐的测量程序，又更大程度上减少占用了迎头施工时间。另外井下技术人员或现场作业人员也可以利用此种方法来检验某些可疑导线点或腰线点的标高情况，来检查施工所用导线点和腰线点的正确性，避免施工中所用资料存在明显性的错误，进而做到所用资料的正确和可靠。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种应急测设激光数据及传递点高程的方法，其特征在于：已知导线点的坐标和高程，多个中线点处于导线点的同侧并与导线点共线；包括以下步骤：

先在导线点和所有中线点垂直挂线，得到垂线，在导线点另一侧的下方安设激光仪，调整激光沿中线点连线方向射出且坡度与巷道底板坡度一致；

在导线点垂线上作标记a1，在其他中线点的垂线上度量出与a1同一水平面的b1，c1，……；

度量出每个中线点分别到导线点的距离，根据设计坡度加上坡度改正值，分别在垂线上作出坡度改正后的标志b2，c2，……；

在导线点垂线与激光束交点处标记a2，然后测量出a1到a2的距离，将b2，c2，……向上取与a1到a2相同距离作b3，c3，……标记；量取a2,b3，c3，……点分别到对应的导线点、各个中线点的距离，根据所量测距离数据和导线点的标高求算出激光到a1处的距离以及中线点上激光标志的高程；

所述在其他中线点的垂线上度量出与a1同一水平面的b1，c1，……的方法为：

准备足够长的一根透明软管，两测量人员各持一端先分别站立在导线点垂线和与其相邻的另一垂线边上，然后向软管内注水，根据连通器原理，获得与a1处于同一水平面的b1,依次类推，得到c1，……。

2.根据权利要求1所述的一种应急测设激光数据及传递点高程的方法，其特征在于：采用卷尺分别测量出多个中线点到导线点的距离，利用卷尺测量出a1到a2的距离。

3.根据权利要求1或2所述的一种应急测设激光数据及传递点高程的方法，其特征在于：所述a1处于测量人员胸口处。

4.根据权利要求1或2所述的一种应急测设激光数据及传递点高程的方法，其特征在于：所述激光仪距顶板600mm～800mm。

5.根据权利要求1或2所述的一种应急测设激光数据及传递点高程的方法，其特征在于：反复多次测量a1到a2的距离，根据多次测量的a1到a2的距离，调整b3，c3，……标记，以得到精确的b3，c3，……标记。

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