煤礦工程坑道施工中測繪放樣的方法

鄭險峰，胡洪濤

（登封市礦山技術研究服務中心，河南 登封 452470）

以物體的設計尺寸為依據，構建物體各部分特征點和控制點之間位置的幾何關系被稱為測繪放樣。計算得出的距離、角度等為放樣數據，所以放樣的基本元素有角度、長度和高程等。角度、長度和高程的放樣被稱為基本元素放樣。

1 在坑道內的工程點位進行放樣

1.1 對計算放樣數據的介紹

探礦的方法有很多，主坑道的布置通常是沿著礦體走向設計的，礦體的水平厚度一般有一定標準，常用的是用一定間距的穿脈來控制礦體。圖1展示了某大型礦床的坑道布置。以圖1為例，來說明工程點位放樣的方法。

圖1 工程點位放樣展示圖

現設的地表斟探線有 0#、8#、16#、24#、32#等級，0#為起始的勘探線，ym1到ymn為坑道內控制點或者稱為沿脈點，cm1到cmn稱為穿脈點，相鄰勘探線的間距是d，斟探線方位角是α0.根據圖1所示，要放樣cm3的詳細計算數據為：由設計可知，cm3到起始勘探線的間距為3d，ym4到0#勘探線的距離可用如下公式計算：

公式（1）適用于點位在起始勘探線右邊的情況，公式（2）適用于點位在起始勘探線左邊的情況。

公式中Xi、Yi為某點的平面坐標。

將X0、Y0作為起始探線上的某一點，這些點一般叫作剖控點。ym4是cm4附近的一個平面控制點，所以ym4到0#勘探線的間距 L4等于 Y4減去（Y0cosα0減去 X4減去 X0）sinα0，ym4 到掌子面方向的方位角為α，α能通過在ym4設站觀察其水平角之后計算所得，如圖1所示，cm4在24#上，且位于ym4到掌子面的連接線上。

cm3可以通過計算ym4到cm4的距離得出。如圖2所示，ym4到cm4的距離可設為ΔS，沿長0#與ym4與cm4的沿長線的交角設為Δα，它等于α減去α0，因此：

1.2 cm4的放樣方法介紹

①如圖2所示，ym4的位置整置儀器，定向為ym3,然后以掌子面為基準得到水平角度稱為β，之后再計算得方位角α.②使用公式3就可以計算出ym4到cm4的距離。③在方位角為α的方向線上經測量獲取距離ΔStj cm4，然后只設置標志就可以了。

圖2 計算簡易圖

2 在坑道內工程曲線進行定位放樣

圓曲線與其他線型的主要連接形式有直線與圓曲線、圓曲線和圓曲線、回旋曲線與圓曲線等。一般設計院提供的逐樁坐標有：ZY、GQ、YZ、QZ以及20 m整樁號坐標等。一般情況下能滿足中線控制的要求，在比較特殊的情況下，例如，為了更好地控制填、挖方路基或構筑物，施工就需要加密中線坐標，所以一般放線中使用圓曲線公式進行坐標計算。

2.1 計算方法介紹

以ZH點為原點，以切線方向設為X軸，垂直于切線的ZH點方向的為Y軸，依據整條曲線的方程式，可以得出變量為施工進度l的坐標值(x，y)，使用坐標反算放樣元素各值。

從圖3可得出，緩和曲線ZH→HY段的坐標方程如下：

圖3 計算圖示

公式中L0表示的是緩和曲線ZH→HY段的長度，R表示的是圓曲線半徑。

可得圓曲線方程式為：

圖4 計算圖示

從圖4可以計算得到另一段緩和曲線YH→HZ段的坐標方程。

接著求出P點在X′O′Y′坐標系中的坐標。

經旋轉、平移求出P點在X′O′Y′坐標系中的坐標。

公式 6 中 T=m+（R+P）·tg（α/2）；公式 7 中 L=R·α·π/180°+L0.

α為線路轉向角，直線段方程為：

2.2 對任意點的放樣方法介紹

從公式（6）到公式（9）分別得出了地下工程施工過程中，施工進度的變量為L的一整條曲線的直角坐標方程式，得到任意點的坐標值，就可以置鏡于任意點，還可以于任意點進行設站，就可以進行任意點的放樣。根據上述方式可以編寫函數程序，以L為變量，就可以求取曲線任意點的坐標。

3 放樣中校核應符合的條件

施工放樣的成果一般是交付后馬上使用，無法再進行驗證，所以放樣的工作人員要有自覺意識，主動進行檢查，處處進行核對，這樣才能及時發現問題，解決問題。

校核的條件：主要軸線點的放樣介紹，應用單三角形法、三點前方交會法、三邊測距交會法等，特別注意避免使用二點測角交會法測定軸線的點位。

輪廓點的放樣介紹：用測角前方的交會定點。一定要用3個方向，第三方向是用來校核。使用測角后才可交會定點，必須要做的是觀測4個已知的方向位置。校核條件由這4組坐標為準。不論采用哪種方法放樣建筑物的輪廓點，都要在放樣定點后，進行現場測量間距，和理論相比較。采用光電測距及坐標法放樣定點時，現場要有兩個點，一個是放樣點，一個是測試點，測量兩點間的設計間距作為校核標準。比如，一些規則圖形的精密放樣點，就需要在施工現場檢查放樣點相互之間的幾何關系。一些采用光電測距儀放樣三角高程的操作，一定要進行往返觀測。用水準儀放樣高程時也是這個方式。用方向法放樣：儀器在測站定向時，以后視的兩個方向為依據，用來觀察方位角是否符合情況。一些較簡單、精度要求不高的放樣要求，一般要做到水平角觀測一回，例如，一些需要高程或作傾斜改正時，天頂距應最少觀測一回，堅決禁止出現放樣中只作半測回無校核條件的現象。

4 結束語

上述介紹的放樣方法是在煤礦放樣中普遍應用的方法，這種方法方便快捷且效果顯著。測繪工作者都有專屬的計算器用于工程操作，一般操作步驟是將程序編好，輸入計算器，調試無誤后便可操作，得到相應的數據。由于井下的工作環境較差，例如，井下潮濕、有害氣體濃度高等，該方法的應用不僅在很大程度上提高了工程效率，而且還保護了施工人員的安全。

[1]李樹通.全站儀進行三角高程測量的新方法[J].內蒙古煤炭經濟，2009（02）.

[2]段強，申家國.試論煤礦測量數字化的應用技術[J].科技資訊，2010（09）.

[3]唐軍，宋冬梅，李建平.淺談煤礦聯系測量中的一井定向、二井定向測量的異同點[J].西部探礦工程，2010（05）.