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摘 要：煤矿井下的长距离巷道腰线标定相关工作十分重要，要做好这项工作，首先需要制定一个全面系统的测量方案；其次就是合理运用煤矿井下长距离巷道腰线标定的方法。最大程度的减少井下长距离腰线标定工作中产生误差且累计的现象发生，达到减少工程起底量的作用，与此同时实现提高工作效率以及利用资源最大化的目标。
关键词：煤矿井下巷道；全面系统测量；工作效率
前言：煤矿井下长距离巷道的腰线标定工作是矿山测量中比较基础的工作，同时也是一项测量难度较大的工作，因为其周围的环境并不稳定，所以采取的参照物也具有不可见性。固尔为了顺利且保证质量的完成煤矿井下巷道腰线标定的工作，需要选择与实际环境相符的煤矿巷道腰线的标定方法以及适合的仪器设备。
1.巷道腰线测定方式
通常情况下，为了指示巷道掘进的坡度，一般都会在巷道两帮上标定相应的方向线，这个方向线的学名称作“腰线”。腰线点可以成组存在，也可以在相同的间隔之间设置相应的腰线点，但是需要注意的一点是，必须在巷道两帮上画出标准的腰线，而且对于一个矿井的掘进工作来说，腰线距离地板或轨面的高度应该是一个确定的数值。
目前，关于标定巷道腰线的工作中，主要采用的测量工具是水准仪、经纬仪亦或是连通管水准器。除了以上列举的三种测量工具，巷道腰线还可以使用悬挂半圆仪进行标定。倾斜的巷道腰线多数情况下是通过经纬仪进行标定的，细分一下其中采用的主要测定方法为“伪倾角法”，还有一种新出来的测定方法即“新三角高程法”，与传统的“伪倾角法”相比，“新三角高程法”并没有得到更大规模的使用。随着我国煤矿采掘机械化程度、技术的发展不断提高，综掘巷道也越来越普遍。在实际工作的过程中，标定巷道腰线是一份比较困难的工作，经常会受到周围巷道客观条件的限制，导致巷道腰线不能正常的标定，也给后续的掘进工作带来了一系列的困难，所以巷道腰线的标定方式，也成为巷道腰线标定的重要研究工作之一。
1.1传统三角高程法标定巷道腰线
传统三角高程法原理。在图1中，设A为巷道顶板上已知点，B′为所放腰线点所在的竖直面内任一点。已知A点高程HA，显然只要知道A点对B′点的高差hAB′，即可由HB′= HA + hAB′得到B′点的高程HB’，然后根据设计图上算的实际B′点所在竖直面的腰线高程（设为HB），则可计算出△= HB-HB′。当△大于（小于）零时，用钢尺向B ′点上方（下方）量取△值的距离，即得出该面的腰线点。
1.2伪倾斜角法标定巷道腰线
1.2.1伪倾角法标定腰线的原理
在图2（a）中，由于设计巷道时仅给出了真倾角，而腰线是标定在巷道两帮上的。经纬仪安置在巷道中部，根据真倾角与伪倾角间的关系，然后按伪倾角来标定腰线。
tanδ′= cosβ·tanδ
根据真倾角δ和两个竖直面间所夹的水平角β，计算出伪倾角δ′，从而标定腰线点的位置。
1.2.2实地标设方法
在图2（b）中，将经纬仪安置在中线点B下，后视中线点A；将水平度盘读数调至0°00′00″，转动照准部，瞄准A点附近的腰线点1，读取水平度盘读数即水平角β1，然后按伪倾角与真倾角间的关系式，计算出伪倾角δ1′。将望远镜竖盘位置准确调至竖直角δ1′，在1点上或下作一记号，用小钢尺量取腰线点1至记号的垂直距离b。然后，再将望远镜瞄准前面一个中线点C，读取水平度盘读数，再转动照准部，瞄准欲標设的腰线点2，根据水平读盘读数计算出望远镜转动的水平角β2，并按照上述同样的方法，计算出伪倾角δ2′。将望远镜的倾角调至δ2′，再由此向上或向下量取垂直距离b，并作上标记，即得腰线点2。
1.3新三角高程法标定巷道腰线
1.3.1新三角高程法原理
如能将全站仪象水准仪一样任意置点，而不是将它置在已知高程点上，又在不量取仪器高和棱镜高的情况下，利用三角高程测量原理测出待测点的高程，施测速度将更快。在如图2中，将仪器安值在A、B点之间，设为E点。根据传统三角高程测量原理，对于A、E两点可得：
HA= HB + tanα+i–t（1）
再由E、B两点可得：
HB = HE +D′tanα′+ i - t′（2）
由式（2）-式（1）可得：HB–HA= D ′tanα′-Dtanα-t′+ t。由于用全站仪直接瞄准待测点，所以t和t′全为0，故有：HB–HA = D ′tanα′-Dtanα。也就是：HB=HA+D ′tanα′-Dtanα（3）
1.3.2实际标设方法
可在已知点和待测点之间安置仪器，整平，分别瞄准已知点和待测点，测量出两点之间的水平距离和竖直角，然后按照公式（3）计算出B点高程，剩下的部分与三角高程法相同，即可完成标定。
2.测量技术方法与存在的问题
2.1测量技术方法
在煤矿井下倾斜巷道进行腰线标定时，要把经纬仪安置在倾斜巷道的一侧精确整平后，先测定经纬仪竖直度盘指标差，然后经纬仪竖盘对准巷道设计倾角与竖直度盘指标差改正数之和。在本侧巷道后视腰线点处自由悬垂皮尺，读取后视腰线的读数，然后旋转望远镜，竖盘对好巷道倾角与竖直度盘指标差改正数之和，接着再利用后视读数，直接标定巷道本侧的腰线，然后再利用同种方法对应标定巷道另一侧腰线点。标定完成后要把对应的巷道两侧的腰线点联接，再用串线法观察。观察整组腰线是否在一个倾斜面上，若在同一斜面，这时标定腰线的工作就算完成了，否则要重新进行。
2.2测量过程中存在的问题
测量过程中存在的问题。在煤矿井下测量时，由于受到井下巷道具体条件的限制，具体标定腰线工作时发现经纬仪中心与后视腰线点或与前视待标定腰线点的连线方向均很难与巷道方向保持一致，这样就造成了在标定腰线时，所取的巷道倾角为伪倾角。伪倾角的存在，影响其准确性，且该角度还难以准确确定。如何尽可能地减小伪倾角的影响，这是值得研究的问题。经过多年的实践经验，通过对问题的分析，提出了推导伪倾角对标定巷道腰线的影响公式，利用该公式就可精准的确定伪倾角了。
3.测量精准方法的改进
伪倾角对标定巷道腰线的影响公式，可以通过公式推导得出，其公式推导基础见图1所示。在图中：其O点为理想的经纬仪中心点；0′点则为经纬仪实际中心点：A、B点为前视腰线点；C点则为后视腰线点；A′、B′、C′点为A、B、C点在水平面上的投影点；α则为巷道倾角；A1、B1、C1为过0点倾角为α的直线与A、B、C点铅垂线的交点；D为OA1的连线距离；D1为0′A1的连线距离；d为00′的连线距离；β、Υ则为伪倾角：M则为A1到水平面的铅垂距离（A1A′）。其公式的具体推导过程为：Sinβ=M/D1，Sinα=M/D，d===D·Sinα·，d2 = D2·- D2，Sinβ= Sinα，由此可得：β=arcsin（Sinα·）。β值得确定，这就方便标定巷道腰线了。
结语：在煤矿井下倾斜巷道的腰线标定工作中，只要采用科学、合理的技术方法，旧可以有效地消除伪倾角对标定腰线工作的影响。而在倾斜巷道中采用经纬仪在巷道两侧标定腰线，采用以上分析的方法、步骤，即可在现场实际应用中取得较好的标定效果。这样普通的经纬仪测量工具也能得到了充分利用，并有效提高了工作效率，缩短现场腰线标定时间，为保证巷道正常掘进速度、提高巷道施工质量奠定基础。
参考文献
[1]郭达志，汪云甲.中国测绘学会矿山测量专业委员会.矿山测量的现代任务与工矿区的可持续发展[J].测绘通报，1997，（6）.
[2]赵宝森.经纬仪在倾斜巷道两侧标定腰线消除伪倾角方法探讨[J].矿山测量，2016（2）.
[3]王清悦，孙孟杰.矿井巷道贯通测量误差规律的研究及误差参数的确定[J].矿山测量，2016，1：60-61.
（作者单位：安徽淮北煤电技师学院）
关键词：煤矿井下巷道；全面系统测量；工作效率
前言：煤矿井下长距离巷道的腰线标定工作是矿山测量中比较基础的工作，同时也是一项测量难度较大的工作，因为其周围的环境并不稳定，所以采取的参照物也具有不可见性。固尔为了顺利且保证质量的完成煤矿井下巷道腰线标定的工作，需要选择与实际环境相符的煤矿巷道腰线的标定方法以及适合的仪器设备。
1.巷道腰线测定方式
通常情况下，为了指示巷道掘进的坡度，一般都会在巷道两帮上标定相应的方向线，这个方向线的学名称作“腰线”。腰线点可以成组存在，也可以在相同的间隔之间设置相应的腰线点，但是需要注意的一点是，必须在巷道两帮上画出标准的腰线，而且对于一个矿井的掘进工作来说，腰线距离地板或轨面的高度应该是一个确定的数值。
目前，关于标定巷道腰线的工作中，主要采用的测量工具是水准仪、经纬仪亦或是连通管水准器。除了以上列举的三种测量工具，巷道腰线还可以使用悬挂半圆仪进行标定。倾斜的巷道腰线多数情况下是通过经纬仪进行标定的，细分一下其中采用的主要测定方法为“伪倾角法”，还有一种新出来的测定方法即“新三角高程法”，与传统的“伪倾角法”相比，“新三角高程法”并没有得到更大规模的使用。随着我国煤矿采掘机械化程度、技术的发展不断提高，综掘巷道也越来越普遍。在实际工作的过程中，标定巷道腰线是一份比较困难的工作，经常会受到周围巷道客观条件的限制，导致巷道腰线不能正常的标定，也给后续的掘进工作带来了一系列的困难，所以巷道腰线的标定方式，也成为巷道腰线标定的重要研究工作之一。
1.1传统三角高程法标定巷道腰线
传统三角高程法原理。在图1中，设A为巷道顶板上已知点，B′为所放腰线点所在的竖直面内任一点。已知A点高程HA，显然只要知道A点对B′点的高差hAB′，即可由HB′= HA + hAB′得到B′点的高程HB’，然后根据设计图上算的实际B′点所在竖直面的腰线高程（设为HB），则可计算出△= HB-HB′。当△大于（小于）零时，用钢尺向B ′点上方（下方）量取△值的距离，即得出该面的腰线点。
1.2伪倾斜角法标定巷道腰线
1.2.1伪倾角法标定腰线的原理
在图2（a）中，由于设计巷道时仅给出了真倾角，而腰线是标定在巷道两帮上的。经纬仪安置在巷道中部，根据真倾角与伪倾角间的关系，然后按伪倾角来标定腰线。
tanδ′= cosβ·tanδ
根据真倾角δ和两个竖直面间所夹的水平角β，计算出伪倾角δ′，从而标定腰线点的位置。
1.2.2实地标设方法
在图2（b）中，将经纬仪安置在中线点B下，后视中线点A；将水平度盘读数调至0°00′00″，转动照准部，瞄准A点附近的腰线点1，读取水平度盘读数即水平角β1，然后按伪倾角与真倾角间的关系式，计算出伪倾角δ1′。将望远镜竖盘位置准确调至竖直角δ1′，在1点上或下作一记号，用小钢尺量取腰线点1至记号的垂直距离b。然后，再将望远镜瞄准前面一个中线点C，读取水平度盘读数，再转动照准部，瞄准欲標设的腰线点2，根据水平读盘读数计算出望远镜转动的水平角β2，并按照上述同样的方法，计算出伪倾角δ2′。将望远镜的倾角调至δ2′，再由此向上或向下量取垂直距离b，并作上标记，即得腰线点2。
1.3新三角高程法标定巷道腰线
1.3.1新三角高程法原理
如能将全站仪象水准仪一样任意置点，而不是将它置在已知高程点上，又在不量取仪器高和棱镜高的情况下，利用三角高程测量原理测出待测点的高程，施测速度将更快。在如图2中，将仪器安值在A、B点之间，设为E点。根据传统三角高程测量原理，对于A、E两点可得：
HA= HB + tanα+i–t（1）
再由E、B两点可得：
HB = HE +D′tanα′+ i - t′（2）
由式（2）-式（1）可得：HB–HA= D ′tanα′-Dtanα-t′+ t。由于用全站仪直接瞄准待测点，所以t和t′全为0，故有：HB–HA = D ′tanα′-Dtanα。也就是：HB=HA+D ′tanα′-Dtanα（3）
1.3.2实际标设方法
可在已知点和待测点之间安置仪器，整平，分别瞄准已知点和待测点，测量出两点之间的水平距离和竖直角，然后按照公式（3）计算出B点高程，剩下的部分与三角高程法相同，即可完成标定。
2.测量技术方法与存在的问题
2.1测量技术方法
在煤矿井下倾斜巷道进行腰线标定时，要把经纬仪安置在倾斜巷道的一侧精确整平后，先测定经纬仪竖直度盘指标差，然后经纬仪竖盘对准巷道设计倾角与竖直度盘指标差改正数之和。在本侧巷道后视腰线点处自由悬垂皮尺，读取后视腰线的读数，然后旋转望远镜，竖盘对好巷道倾角与竖直度盘指标差改正数之和，接着再利用后视读数，直接标定巷道本侧的腰线，然后再利用同种方法对应标定巷道另一侧腰线点。标定完成后要把对应的巷道两侧的腰线点联接，再用串线法观察。观察整组腰线是否在一个倾斜面上，若在同一斜面，这时标定腰线的工作就算完成了，否则要重新进行。
2.2测量过程中存在的问题
测量过程中存在的问题。在煤矿井下测量时，由于受到井下巷道具体条件的限制，具体标定腰线工作时发现经纬仪中心与后视腰线点或与前视待标定腰线点的连线方向均很难与巷道方向保持一致，这样就造成了在标定腰线时，所取的巷道倾角为伪倾角。伪倾角的存在，影响其准确性，且该角度还难以准确确定。如何尽可能地减小伪倾角的影响，这是值得研究的问题。经过多年的实践经验，通过对问题的分析，提出了推导伪倾角对标定巷道腰线的影响公式，利用该公式就可精准的确定伪倾角了。
3.测量精准方法的改进
伪倾角对标定巷道腰线的影响公式，可以通过公式推导得出，其公式推导基础见图1所示。在图中：其O点为理想的经纬仪中心点；0′点则为经纬仪实际中心点：A、B点为前视腰线点；C点则为后视腰线点；A′、B′、C′点为A、B、C点在水平面上的投影点；α则为巷道倾角；A1、B1、C1为过0点倾角为α的直线与A、B、C点铅垂线的交点；D为OA1的连线距离；D1为0′A1的连线距离；d为00′的连线距离；β、Υ则为伪倾角：M则为A1到水平面的铅垂距离（A1A′）。其公式的具体推导过程为：Sinβ=M/D1，Sinα=M/D，d===D·Sinα·，d2 = D2·- D2，Sinβ= Sinα，由此可得：β=arcsin（Sinα·）。β值得确定，这就方便标定巷道腰线了。
结语：在煤矿井下倾斜巷道的腰线标定工作中，只要采用科学、合理的技术方法，旧可以有效地消除伪倾角对标定腰线工作的影响。而在倾斜巷道中采用经纬仪在巷道两侧标定腰线，采用以上分析的方法、步骤，即可在现场实际应用中取得较好的标定效果。这样普通的经纬仪测量工具也能得到了充分利用，并有效提高了工作效率，缩短现场腰线标定时间，为保证巷道正常掘进速度、提高巷道施工质量奠定基础。
参考文献
[1]郭达志，汪云甲.中国测绘学会矿山测量专业委员会.矿山测量的现代任务与工矿区的可持续发展[J].测绘通报，1997，（6）.
[2]赵宝森.经纬仪在倾斜巷道两侧标定腰线消除伪倾角方法探讨[J].矿山测量，2016（2）.
[3]王清悦，孙孟杰.矿井巷道贯通测量误差规律的研究及误差参数的确定[J].矿山测量，2016，1：60-61.
（作者单位：安徽淮北煤电技师学院）