CN102042822A

CN102042822A - 一种巷道断面测量方法

Info

Publication number: CN102042822A
Application number: CN2009103086465A
Authority: CN
Inventors: 刘宏志; 许元清; 钱小峰; 丁利杰; 陈小文
Original assignee: Shanghai Meishan Baosteel Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Baosteel Group Co Ltd
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2029-10-22
Also published as: CN102042822B

Abstract

本发明属于测量技术领域，具体的是指一种巷道断面的测量方法，可广泛应用于采矿巷道断面的测量与作图。本发明提出了一种巷道断面测量方法，设计一种全站仪棱镜，利用该全站仪棱镜将巷道断面缩小一定尺寸后测量，再对测量数据进行处理，使巷道断面恢复到实际尺寸。本发明的优点是，通过棱镜杆的应用，提高了井下数据采集的作业效率，全站仪测量提高了测量精度，数据处理可通过计算机完成，避免人工作图出现差错，方法简单易行。

Description

一种巷道断面测量方法

技术领域

本发明属于测量技术领域，具体的是指一种巷道断面的测量方法，可广泛应用于采矿巷道断面的测量与作图。

背景技术

目前，断面测量方法主要有支距法、全站仪测量法、断面测量仪法。支距法是一种传统的作业方法，需要手工记录数据，将记录数据逐个输入计算机，作业效率不高；全站仪测量法，该方法可以将测量数据直接输入计算机，但由于巷道表面凹凸不平，当反射棱镜放在凹陷区域时就会出现由于棱镜与全站仪不通视而无法测量的情况；断面测量仪法，每测一个断面需要架设一次仪器，外业作业量大，主要用于地铁、隧道等精度要求高的断面测量。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提出一种巷道断面测量方法，设计一种全站仪棱镜，利用该全站仪棱镜将巷道断面缩小一定尺寸后测量，再对测量数据进行处理，使巷道断面恢复到实际尺寸，本发明测量方法简洁实用、效率高。

本发明的目的实现由以下技术方案完成：

一种巷道断面测量方法，首先设计一全站仪棱镜，所述全站仪棱镜由棱镜和棱镜杆组成，棱镜固定在棱镜杆上；而后测量时，在巷道断面设置若干特征点，并在所述特征点上放置所述全站仪棱镜；之后采用全站仪测量特征点上的全站仪棱镜的位置；最后再通过数据处理，通过全站仪棱镜位置测算得到巷道断面特征点的位置。

上述测量方法具体测量步骤如下：

(1)在已知控制点上架设全站仪，后视另一已知控制点，设置仪器站，即输入仪器高、棱镜高、控制点坐标等信息，所述棱镜高设置为0；

(2)在巷道断面的左帮、顶板、右帮、底板上分别设置特征点，将棱镜杆依次垂直于所述特征点，全站仪瞄准棱镜，测量棱镜位置的三维坐标；

(3)每个断面测量时，断面内按一定测点顺序测量，下一个断面测量时，依据同样测点顺序测量；

(4)所有断面测量完成后，进行测量数据处理，得到巷道断面的真实位置三维坐标，绘制巷道平面图或断面图，建立巷道实体模型。

测量后，测量数据处理的步骤如下：

(1)设定所述棱镜至棱镜杆较近一端的距离为s；

(2)将所有顶板特征点的高程加上一常数s为顶板点的真实高程；

(3)将所有底板特征点的高程减去一常数s为底板点的真实高程；

(4)将所有左帮点X坐标加一常数s×cos(α-90°)为左帮点真实X坐标，其中所述α为人在仪器站面对巷道方向的方位角；

(5)将所有左帮点Y坐标加一常数s×sin(α-90°)为左帮点真实Y坐标；

(6)将所有右帮点X坐标加一常数s×cos(α+90°)为左帮点真实X坐标；

(7)将所有左帮点Y坐标加一常数s×sin(α+90°)为左帮点真实Y坐标。

上述测量时各个巷道断面的特征点设置数目一致。

本发明的优点是，通过棱镜杆的应用，提高了井下数据采集的作业效率，全站仪测量提高了测量精度，数据处理可通过计算机完成，避免人工作图出现差错，本发明方法简单易行。

附图说明

图1为本发明的全站仪棱镜结构示意图；

图2为断面测量时巷道断面左帮的全站仪棱镜放置位置示意图；

图3为断面测量时巷道断面顶板的全站仪棱镜放置位置示意图；

图4为断面测量时巷道断面右帮的全站仪棱镜放置位置示意图；

图5为断面测量时巷道断面底板的全站仪棱镜放置位置示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

附图1-5中标号1-6代表的是棱镜1、棱镜杆2、巷道左帮3、巷道顶板4、巷道右帮5、巷道底板6。

本实施例中，应用本发明测量方法于采用无底柱分段崩落法采矿的炮孔断面图的测量与作图中。

炮孔断面图是无底柱分段崩落法采矿炮孔设计的依据，目前主要采用支距法测量巷道平面图，再测量巷道顶板与底板的高程，在此基础上作炮孔断面图，作业效率低下。

本实施例采用一种巷道断面的全站仪多点断面测量方法，首先设计一全站仪棱镜，其结构如附图1所示。由图1可见，全站仪棱镜由棱镜1和棱镜杆2组成，棱镜1固定在棱镜杆2上，可固定在棱镜杆2的中间位置或偏向一边的位置。棱镜杆2由金属材料制成，为携带方便可以制成两截，棱镜1至棱镜杆2较近一端的距离为s，棱镜杆2长度可以根据巷道断面确定。

全站仪多点断面测量时，每一个断面至少测量四个点，即在巷道的左、右两帮及底板6各测量一个特征点，在巷道顶板4测量若干点，然后根据这些特征点绘制巷道断面图。巷道顶板测量点的数量为奇数个，在巷道顶板4中间测量一个，然后在两边对称测量，各个巷道断面的特征点设置数目应该一致。如图2-图5所示为断面测量时巷道断面各侧的全站仪棱镜放置位置示意图，也就是断面的特征点设置示意图。

开始测量时，在巷道断面特征点上依次放置全站仪棱镜，通过全站仪测量特征点上全站仪棱镜位置三维坐标，测量完成后再通过数据处理，将全站仪棱镜位置三维坐标换算为巷道断面特征点三维坐标。即利用全站仪棱镜将巷道断面缩小一定尺寸后再测量，然后通过数据处理将巷道断面恢复至实际大小。

本实施例中以每个断面四个特征点为例具体说明，实际测量时，如果超过四点为便于数据处理，建议每个断面测量的点数都相同。首先在已知控制点上架设全站仪，后视另一已知控制点，设置仪器站，即输入仪器高、棱镜高(设置为0)、控制点坐标等信息，将棱镜杆依次垂直于巷道的左帮3、顶板4、右帮5、底板6上的特征点，其中左、右、顶、底的测量顺序可以改变，但所有断面均采用相同的测量顺序，然后全站仪瞄准棱镜，测量棱镜位置的三维坐标。测量时测点编号从1开始，每个断面测量顺序不变，这样所有1、5、9、13……点代表巷道左帮上的特征点，所有2、6、10、14……点代表巷道顶板上的特征点，所有3、7、11、15……点代表巷道右帮上的特征点，所有4、8、12、16……点代表巷道底板上的特征点。最后数据处理时，将所有顶板特征点的高程加上一常数s为顶板点的真实高程；将所有底板特征点的高程减去一常数s为底板点的真实高程；将所有左帮点X坐标加一常数s×cos(α-90°)为左帮点真实X坐标(α为人在仪器站面对巷道方向的方位角，单位为度，以下相同)，将所有左帮点Y坐标加一常数s×sin(α-90°)为左帮点真实Y坐标；将所有右帮点X坐标加一常数s×cos(α+90°)为左帮点真实X坐标，将所有左帮点Y坐标加一常数s ×sin(α+90°)为左帮点真实Y坐标。经过数据处理后得到的三维坐标为巷道的真实位置，可以很方便的绘制巷道平面图或断面图，也可直接应用于SURPAC等采矿软件建立巷道实体模型。

Claims

1.一种巷道断面测量方法，其特征是首先设计一全站仪棱镜，所述全站仪棱镜由棱镜和棱镜杆组成，棱镜固定在棱镜杆上；而后测量时，在巷道断面设置若干特征点，并在所述特征点上放置所述全站仪棱镜；之后采用全站仪测量特征点上的全站仪棱镜的位置；最后再通过数据处理，通过全站仪棱镜位置测算得到巷道断面特征点的位置。

2.如权利要求1所述的一种巷道断面测量方法，其特征是该方法测量步骤如下：

(1)在已知控制点上架设全站仪，后视另一已知控制点，设置仪器站，即输入仪器高、棱镜高、控制点坐标信息，其中所述棱镜高设置为0；

(2)在巷道断面的左帮、顶板、右帮、底板上分别设置特征点，将棱镜杆依次垂直放置于所述特征点，全站仪瞄准棱镜，测量棱镜位置的三维坐标；

3.如权利要求2所述的一种巷道断面测量方法，其特征是测量数据处理的步骤如下：

(1)测量所述棱镜至棱镜杆较近一端的距离s；

(2)将所有顶板特征点的测量高程加上一常数s为顶板特征点的真实高程；

(3)将所有底板特征点的测量高程减去一常数s为底板特征点的真实高程；

(4)将所有测量的左帮特征点X坐标加一常数s×cos(α-90°)为左帮特征点真实X坐标，其中所述α为人在仪器站面对巷道方向的方位角；

(5)将所有测量的左帮特征点Y坐标加一常数s×sin(α-90°)为左帮特征点真实Y坐标；

(6)将所有右帮特征点X坐标加一常数s×cos(α+90°)为左帮特征点真实X坐标；

(7)将所有测量的左帮特征点Y坐标加一常数s×sin(α+90°)为左帮特征点真实Y坐标。

4.如权利要求1或2所述的一种巷道断面测量方法，其特征是各个巷道断面设置的特征点数目一致。