CN111928828B - 一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法 - Google Patents

一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法，涉及巷道施工技术领域，解决现有按坐标正反算标定井下弯道中腰线时工作量大、效率低的问题，本发明标定井下弯道中线方法包括：当站点A点到前视点B点存在通视障碍时，左右转动激光全站仪，避开视线障碍物，选择通视条件最佳的方向定向AC，记录此时激光全站仪的站点A点到C点的方位角读数；根据正弦定理计算站点A点到C点之间的距离；根据站点A点到C点的方位角读数和站点A点到C点之间的距离，沿AC方向放出C点；在C点放置激光全站仪，标定前视点B点到D的方向；本发明通过一次计算精准确定待放点C,避免距离估算而造成反复计算的问题，有效降低工作量，提高整体测量的工作效率。

Description

一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法
技术领域
本发明设计巷道施工技术领域，具体涉及一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法。
背景技术
矿井开采中，斜坡道、运输巷及各种联络道都离不开弯道施工，井下测量时中腰线的测量标定工作，直接会影响到巷道工程的质量，传统测量作业是运用坐标正反算来标定井下弯道中腰线，如图1和图2所示，弯道掘进中，在站点A点置激光全站仪，放出前视点B点，再在前视点B点上置激光全站仪标定前视点B点到D点的方向，这是我们放出B点的主要目的。但是在实际进行放样过程中，常常会遇到所放点未掘进到位或掘进到位却有设备或者其它物件遮挡视线(图1)、或者实际掘凿巷道与设计巷道发生偏差(图2)，不便于放出设计点B的情况，这时按坐标正反算来标定井下弯道中腰线时，需要在前进方向BD的反方向延长线上估计一段距离，比如C点，然后计算出C点的坐标，其中，站点A点到前视点B点距离和方位是已知的(内业准备)，前视点B点到D点的方位也是已知的(圆曲线解算得出)，然后反算站点A点得到C点的方位和距离，放出C点，再置激光全站仪到C点，标定前视点B点到D的方向。其计算方法如说明书附图3所示。
采用坐标正反算来标定井下弯道中腰线的方法存在一个主要问题：前视点B点到C点的距离是估计得来的，估计距离受弯道半径以及测量人员实践经验的影响，无法保证满足理想的通视条件，估算距离过长时，计算的坐标会出现在弯道之外的实体里，无法运用；估算距离过短时，仍然会存在通视障碍，在实际应用放点时需要反复通过坐标正反算来寻找理想距离以达到通视条件，运用此种方法测量人员工作量大，整体测量工作效率低。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决现有按坐标正反算来标定井下弯道中腰线时测量人员工作量大，整体测量工作效率低的问题，本发明提供一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法，包括以下步骤：
(1)已知站点A点到前视点B点距离和方位角以及前视点B点到D点的设计方位角，在站点A点置激光全站仪，对准后视方位，转动激光全站仪放样前视点B；
(2)当站点A点到前视点B点存在通视障碍时，左右转动激光全站仪，避开视线障碍物，选择通视条件最佳的方向定向AC，记录此时激光全站仪的站点A点到C点的方位角读数；
(3)根据已知的A点到前视点B点的方位角、前视点B点到D点的设计方位角和站点A点到C点的方位角确定AC线所在的△ABC的各个内角；
(4)根据正弦定理确定站点A点到C点之间的距离以及前视点B点至C点之间的距离；
(5)根据站点A点到C点的方位角读数和站点A点到C点之间的距离，沿AC方向放出C点；
(6)在C点置激光全站仪，后视站点A点，输入后视方位角，转动激光全站仪至前视点B点到D点的设计方位即可标定中线；
(7)根据前视点B点至C点之间的距离和已知的前视点B点的设计高程以及坡度确定C点的设计高程；
(8)根据前视点B点、C点的设计高程，在C点置激光全站仪标定腰线。
优选地，站点A点到C点之间的距离的计算方法如下：
SAC＝sin∠B×SAB/sin∠C
其中，SAC为站点A点到C点的距离，SAB为站点A点到前视点B点的距离。
优选地，前视点B点至C点之间的距离的计算方法如下：
SBC＝sin∠A×SAB/sin∠C
其中，SBC为站点B点到C点的距离，SAB为站点A点到前视点B点的距离。
优选地，C点的设计高程的计算方法如下：
HC＝HB±SBC×i(坡度)
其中，HC为C点的设计高程，HB为已知的前视点B点的设计高程，i(坡度)为已知。
优选地，所述方位角为以正北方向为0°、顺时针旋转至目标点的方向线之间的夹角。
本发明的有益效果如下：
1、本发明在起始点上安设激光全站仪,通过一次计算精准确定待放点C,相比传统运用坐标正反算来标定井下弯道中线的方法，避免前视点B点到C点的距离估算而造成反复计算的问题，本发明一次性精准确定待放点C，有效降低测量人员工作量，节省工作时间高达两倍；有效提高了整体测量的工作效率。
2、通过本发明的实施，有效精进了中腰线标定的工作方法，精简了中腰线工作流程，提升了工作人员操作技能，从整体上节约了生产成本。
附图说明
图1是井下弯道放样过程中存在设备或者其它物件遮挡视线的整体弯道示意图；
图2是实际掘凿巷道与设计巷道存在偏差的整体弯道示意图；
图3是坐标正反算标定井下弯道中腰线的计算方法示意图；
图4是实施例2桦树沟矿区Ⅱ中矿体2805水平37穿整体弯道示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参照图1，本实施例提供一种放点未掘进到位以及有设备或者其它物件遮挡视线情况下快速标定井下弯道中线的方法，包括以下步骤：
(1)已知站点A点到前视点B点距离和方位角以及前视点B点到D点的方位角，在站点A点置激光全站仪，对准后视方位，转动激光全站仪放样设计点B；
(2)当站点A点到前视点B点存在通视障碍时，左右转动激光全站仪，避开视线障碍物，选择通视条件最佳的方向定向AC，记录此时激光全站仪的站点A点到C点的方位角读数；在本实施例中，方位角为以正北方向为0°、顺时针旋转至目标点的方向线之间的夹角。
(3)根据已知的A点到前视点B点的方位角、前视点B点到D点的设计方位角和站点A点到C点的方位角确定AC线所在的△ABC的各个内角；在本实施例中，△ABC的各个内角如下：
∠A＝αAC-αAB
∠B＝αBA-αDB
∠C＝180°-∠A-∠B
其中，αAC为A C方向线的方位角，αAB为AB方向线的方位角，αDB为DB方向线的方位角，αBA为BA方向线的方位角；
(4)根据正弦定理确定A点到C点之间的距离：SAC＝sin∠B×SAB/sin∠C，其中，SAC为站点A点到C点的距离，SAB为站点A点到前视点B点的距离。
(5)根据站点A点到C点的方位角读数和站点A点到C点之间的距离，沿AC方向放出C点。
(6)在C点置激光全站仪，后视站点A点，输入后视方位角，转动激光全站仪至前视点B点到D点的设计方位即可完成中线标定。
井下弯道腰线的方法，包括以下步骤：
(1)根据正弦定理确定前视点B点至C点之间的距离；
SBC＝sin∠A×SAB/sin∠C
其中，SBC为站点B点到C点的距离，SAB为站点A点到前视点B点的距离；
(2)确定C点的设计高程HC：
HC＝HB±SBC×i(坡度)
其中，HB为已知的前视点B点的设计高程，i(坡度)为已知；
(3)在C点置激光全站仪标定腰线。
实施例2
参照图2，本实施例提供一种实际掘凿巷道与设计巷道发生偏差时快速标定井下弯道中线的方法，包括以下步骤：
(1)已知站点A点到前视点B点距离和方位角以及前视点B点到D点的方位角，在站点A点置激光全站仪，对准后视方位，转动激光全站仪放样设计点B；
(2)左右转动激光全站仪，避开视线障碍物，选择通视条件最佳的方向定向AC，记录此时激光全站仪的站点A点到C点的方位角读数；在本实施例中，方位角为以正北方向为0°、顺时针旋转至目标点的方向线之间的夹角。
(3)根据已知的A点到前视点B点的方位角、前视点B点到D点的设计方位角和站点A点到
C点的方位角确定AC线所在的△ABC的各个内角；在本实施例中，△ABC的各个内角如下：
∠A＝αAB-αAC
∠B＝αDB-αBA
∠C＝180°-∠A-∠B
其中，αAC为A C方向线的方位角，αAB为AB方向线的方位角，αDB为DB方向线的方位角，αBA为BA方向线的方位角；
(4)根据正弦定理确定A点到C点之间的距离：SAC＝sin∠B×SAB/sin∠C，其中，SAC为站点A点到C点的距离，SAB为站点A点到前视点B点的距离。
(5)根据站点A点到C点的方位角读数和站点A点到C点之间的距离，沿AC方向放出C点。
(6)在C点置激光全站仪，后视站点A点，输入后视方位角，转动激光全站仪至前视点B点到D点的设计方位即可完成中线标定。
其井下弯道腰线的方法，包括以下步骤：
(2)根据正弦定理确定前视点B点至C点之间的距离；
SBC＝sin∠A×SAB/sin∠C
其中，SBC为站点B点到C点的距离，SAB为站点A点到前视点B点的距离；
(2)确定C点的设计高程HC：
HC＝HB±SBC×i(坡度)
其中，HB为已知的前视点B点的设计高程，i(坡度)为已知；
(3)在C点置激光全站仪标定腰线。
实施例3
如图4所示，本实施例提供以桦树沟矿区Ⅱ中矿体2805水平进行37穿中腰线标定方法，具体地为：已知东沿2至东沿3的距离为14.406m(已知)，其方位角为72°07＇16＂(已知)，东沿3(站点A点)的高程HA＝2808.986m。东沿3(站点A点)至B2(前视点B点)的距离为21.53m(设计已知)，AB线的方位角aAB＝54°32＇59＂(设计已知),穿脉设计方向aBD＝36°52＇48＂(已知)。
当置激光全站仪在站点A点(东沿3)放前视点B点(B2)点时，巷道东帮遮挡视线，无法放出B(B2)点，根据准备内业资料，显然不能直接标定37穿中线前视点B点至D点方向。
应用本发明的快速标定井下弯道中线的方法进行标定，步骤如下：
(1)在站点A点(东沿3)置激光全站仪，对准后视方位东沿2，转动激光全站仪，由于巷道东帮遮挡视线不通视的障碍避开站点A点至前视点B点，选择通视条件最佳的方向线站点A点至C点，记录此时激光全站仪的站点A点到C点(37-1)的方位角读数；αAC＝51°32＇35＂，
(2)根据已知的A点到前视点B点的方位角、前视点B点到D点的设计方位角和站点A点到C点的方位角确定AC线所在的△ABC的各个内角；在本实施例中，△ABC的各个内角如下：
∠A＝αAB-αAC＝54°32＇59＂-51°32＇35＂＝3°00＇24＂
∠B＝αDB-αBA＝360°-(αBA-αBD)＝360°-(234°32＇59＂-36°52＇48＂)
＝162°19＇49＂
∠C＝180°-∠A-∠B＝180°-3°00＇24＂-162°19＇49＂＝14°39＇47＂
其中，αAC为A C方向线的方位角，αAB为AB方向线的方位角，αDB为DB方向线的方位角，αBA为BA方向线的方位角，αBD为BD方向线的方位角；
(3)根据正弦定理确定A点到C点之间的距离：SAC＝sin∠B×SAB/sin∠C＝sin162°
19＇49＂×21.53m/sin14°39＇47＂＝25.816m；
其中，SAC为站点A点到C点的距离，SAB为站点A点到前视点B点的距离。
(4)根据站点A点到C点的方位角读数和站点A点到C点之间的距离，沿AC方向放出C点。
(5)在C点置激光全站仪，后视站点A点，输入后视方位角，转动激光全站仪至前视点B点到D点的设计方位即可完成中线标定。
快速标定其腰线时：
(1)确定前视点B点至C点之间的距离，计算过程如下：
SBC＝sin∠A×SAB/sin∠C＝sin3°00＇24＂×21.53/sin14°39＇47＂＝4.461m
(2)确定C点的设计高程HC：
HC＝HB±SBC×i(坡度)＝(2805+2.0(设计腰线))±4.461×0(巷道平掘坡度为0)
＝2807m
其中，HB为已知的前视点B点的设计高程，i(坡度)为已知；
(3)根据已知高程HA＝2808.986m。塔尺后视读数-2.45m,此时激光全站仪站点C点视线高为2808.986-2.45＝2806.536m,设计腰线2807m,比视线高0.464m,故站点C视线上0.464m为设计腰线，标定于巷道侧帮即可。

Claims (5)

1.一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)已知站点A点到前视点B点距离和方位角以及前视点B点到D点的设计方位角，在站点A点置激光全站仪，对准后视方位，转动激光全站仪放样前视点B；
(2)当站点A点到前视点B点存在通视障碍时，左右转动激光全站仪，避开视线障碍物，选择通视条件最佳的方向定向AC，记录此时激光全站仪的站点A点到C点的方位角读数；
(3)根据已知的A点到前视点B点的方位角、前视点B点到D点的设计方位角和站点A点到C点的方位角确定AC线所在的△ABC的各个内角；
(4)根据正弦定理确定站点A点到C点之间的距离以及前视点B点至C点之间的距离；
(5)根据站点A点到C点的方位角读数和站点A点到C点之间的距离，沿AC方向放出C点；
(6)在C点置激光全站仪，后视站点A点，输入后视方位角，转动激光全站仪至前视点B点到D点的设计方位即可标定中线；
(7)根据前视点B点至C点之间的距离和已知的前视点B点的设计高程以及坡度确定C点的设计高程；
(8)根据前视点B点、C点的设计高程，在C点置激光全站仪标定腰线。
2.根据权利要求1所述一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法，其特征在于，站点A点到C点之间的距离的计算方法如下：
SAC＝sin∠B×SAB/sin∠C
其中，SAC为站点A点到C点的距离，SAB为站点A点到前视点B点的距离。
3.权利要求1所述一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法，其特征在于，前视点B点至C点之间的距离的计算方法如下：
SBC＝sin∠A×SAB/sin∠C
其中，SBC为前视点B点到C点的距离，SAB为站点A点到前视点B点的距离。
4.根据权利要求1所述一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法，其特征在于，C点的设计高程的计算方法如下：
HC＝HB±SBC×i(坡度)
其中，HC为C点的设计高程，HB为已知的前视点B点的设计高程，i(坡度)为已知。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种快速标定井下弯道中线及腰线的方法，其特征在于，所述方位角为以正北方向为0°、顺时针旋转至目标点的方向线之间的夹角。
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