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煤矿井下竖曲线巷道腰线的标设方法 赵培军 淮南矿业集团 潘北项目部,安徽 淮南232000 [摘 要] 介绍用弦线代替曲线分段计算和标设井下大半径竖曲线巷道腰线的方法。 [关键词] 弦线;分段;大半径竖曲线 [中图分类号] TD17514 [文献标识码] B [文章编号] 100626225 2006 0220017202 Practice on Setting2out the Centre L ine of Vertical Curve Roadway in Underground m ine [收稿日期] 2005 - 11 - 15 [作者简介]赵培军1969 - ,男,江苏徐州人,测量助理工程师, 1991年毕业于徐州煤炭工业学校。 煤矿井下有些巷道是由平巷通过竖曲线连接缓 慢地变为斜巷的。竖曲线的半径比较小15m以 下的由施工人员掌握即可。对于200m以上的大 半径竖曲线,为了不影响巷道使用,则必须按设计 计算并标出腰线。图1为某矿的西二采区胶带机运 输上山巷道的设计图,用弦线代替曲线分段进行标 设腰线。 图1 某矿西二- 600～- 420m胶带机 运输上山巷道设计 1 对设计图的校核 111 竖曲线要素的校核 由图1知α 14,R 200m到轨面T R tan α/2 ,kpπR /n,通过计算T 241557m,kp 481884m,设计无误。 112 竖曲线起点、中点、终点设计标高的验算 起点至中点的坡度i 0,因此,标高相同为 - 6001505m,中点至终点切线长L 241557m,δ 14,中点至终点高差为51941m,则终点标高为 - 5941564m。 2 标设数据计算 如图1所示。 1从轨面沿法线方向向上110m得出A点和 C点,过这两点作半径的垂线交曲线于B点,AC 之间的曲线就是所要标设的1m腰线,AB和BC为 对应的切线。 通过计算得出腰线的曲线要素为R199m,T′ 241434m,kp′481600m。 2A, B,C三点的设计标高 AB / /LM,则AB的坡度i 0 ,HAHB - 5991505m,切线BC / /MN,则坡度 δ 14,求 出HCHBΔhBC - 5931594 m ,其中 ΔhBC 241434sin1451911 m。 3在AB,BC上取点A1,A2,A3,A4,C1, C2,C3,C4,使LBC4LBA4 41434m,其余各段长 均为5m,各点与圆心连线交曲线于点如图1。这 样曲线被分为若干段。 通过计算,各段对应的弦长与弧长及圆心角见 表1。 表1 各段对应的弦长、弧长与圆心角 弧长度/m弦长度/m圆心角 / ′ ″ Aa1 a1a2 a2a3 a3a4 a4b Cc1 c1c2 c2c3 c3c4 41996 41990 41978 41959 41377 41996 41990 41998 41959 AA1 A1A2 A2A3 A3A4 A4B CC1 C1C2 C2C3 C3C4 41998 41993 41980 41962 41379 41998 41993 41980 41962 1 - 26 - 21 1 - 26 - 15 1 - 26 - 02 1 - 25 - 43 1 - 25 - 39 1 - 26 - 21 1 - 26 - 15 1 - 26 - 02 1 - 25 - 43 c4b41377C4B413791 - 25 - 39 从表1中可知弧与弦相差甚微,可用弦长代替 弧长进行标设。 4竖曲上各点标高的计算 先计算切线上的各点的标高,在AB上各点的 71 第11卷 第2期总第69期 2006年4月 煤 矿 开 采 CoalMining Technology Vo1111 No12 SeriesNo1 69 April 2006 标高相等为- 5991505m,切线BC坡度δ14,则 H切iHi - 1Δh,其中 ΔhLsinδ,δ 14,L为切 线上各点至C点的长。曲线上各点标高等于对应 切线上各点标高加两点间高差y,而y是垂直与切 线方向的距离,Y是沿半径方向曲线上各点至切线 的距离,Y R 2 T 2 1/2 -R,计算结果见表2。 表2 各点标高计算结果 点号H切设/mY/my/mH曲设/m设计点高差/m设计点倾角 / ′ ″ A- 5991505 A1,a1- 59915050106301063- 5991442- 010630 - 43 - 19 A2,a2- 59915050125101251- 59912547- 011882 - 09 - 12 A3,a3- 59915050156501563- 5981942- 013123 - 34 - 14 A4,a4- 59915051100301998- 5981507- 014354 - 58 - 20 B,b- 59915051149411483- 5981022- 014856 - 14 - 32 C- 5931359- 5931359 C1,c1- 59418040106301063- 5941741- 1114112 - 15 - 12 C2,c2- 59610130125101251- 5951762- 1102111 - 32 - 28 C3,c3- 59712230156501557- 5961666- 0190410 - 14 - 54 C4,c4- 59814321100301993- 5971499- 017738 - 47 - 18 B,b- 59915051149411483- 5981022- 015837 - 29 - 26 3 实际现场标设 由表1和表2中计算的曲线上的各点设计标 高、两点间弦长及倾角,可以进行现场实际测设腰 线。首先根据已知导线点标高用经纬仪或水准仪标 出起点的腰线竖曲线至轨面1m ,在巷道帮上 用红漆做出标记,然后依次向前标出竖曲线各点的 腰线直至终点。 4 结论及注意问题 1此方法计算复杂,但现场应用方便,通 过该矿实际标设达到了要求精度,按此腰线施工巷 道,其竖曲线达到设计要求,满足巷道生产使用。 2由于斜巷倾角14,曲线上两点间距离 短,可先用半圆仪挂出腰线,再用经纬仪精确标 定。 3每次标设下一个腰线点时,要对导线点 及其巷帮上已标的腰线进行检查校核,若无误方可 进行继续标设。 [参考文献] [1 ]张国良,朱家钰,等 1矿山测量学[M ]1徐州中国矿业大 学出版社, 20001 [责任编辑邹正立] 上接12页 由旋回结构特征可看出,煤厚变化与旋回类型 和旋回厚度有关,即河流 2 湖泊型相应旋回厚度大, 形成了多层厚 ～ 巨厚煤层,如223煤, 222煤和221 煤层;湖泊型相应旋回厚度小,成煤条件不如河流 2 湖泊型,形成了不可采煤层和局部可采煤层,如 121煤和122煤层。 212 煤层的形成机理 耿村井田含煤2组, 2煤组分布特点是北部煤 层分叉多,向南先后合并于223煤,其成煤次序由 旋回结构可知,在义马组沉积早期,聚煤盆地内河 流发育,沉积了河床和河漫滩沉积物;在河流发展 后期,在河漫滩相之上,广布沼泽与泥炭沼泽,为 成煤创造了先决条件,由于泥炭堆积速度和地壳下 降速度长期保持均衡,形成了厚 ～ 巨厚煤层223煤 层。223煤成煤后期,由于井田深部地壳下降速度 加快,形成凹陷被湖水淹没,沉积了JK1黑色泥岩 的湖泊相,直接覆于223煤之上,而井田北部 300m水平以上地壳下降速度相对较慢,沉积了 湖泊三角洲相,细粒砂岩为223煤顶板。 湖泊三角洲的细砂岩为第2、第3次成煤奠定 了良好的环境,当利于沼泽、泥炭沼泽的条件形成 时,继而形成了222煤和221煤层。之后,地壳下 降速度再次加快, 221煤之上被湖水淹没,沉积了 JK1黑色泥岩与中深部的泥岩连成一片,全井田处 于湖水之下,二煤组沉积至此结束。 当湖水发展至后期阶段,湖泊逐渐变浅普遍沼 泽化,但聚煤作用大为减弱,旋回厚度变小,仅形 成了局部可采煤层,即一煤组,后因地壳上升,一 煤组煤层部分遭受剥蚀,在井田平面分布上显得残 缺不全,如121煤仅分布在井田的西南隅。 [责任编辑邹正立] 81 总第69期煤 矿 开 采2006年第2期