第十二章 巷道施工测量
巷道施工测量的任务是按照矿井设计的规定
和要求, 在现场实地标定掘进巷道的几何要素 (位
置, 方向和坡度等 ),并在巷道掘进过程中及时进
行检查和校正 。 通常我们将这项工作称为给向 。
12-1 井下巷道中线的标定
一, 概述
为了指示巷道在水平面内的方向, 需要标定巷道的几
何中心线在水平面上投影的方向即中线方向 。
中线点应成组设置, 每组不得少于 3个点 。
标定巷道中线的步骤大致如下：
(1) 检查设计图纸 。 主要检查的内容包括：巷道间的
几何关系是否符合实际情况；标注的角度和距离是否与设
计图一致等；
(2) 确定标定中线时所必需的几何要素；
(3) 标定巷道的开切点和方向；
(4) 随着巷道的掘进及时延伸中线；
(5) 在巷道掘进过程中, 随时检查和校正中线的方向
二, 巷道开切时的标定方法
包括标定开切点的位置和初步给出巷道的掘进方向两
项内容 。
如图, 从已掘巷道中的 A点沿虚线开掘一条新巷道,
标定的方法如下：
(1) 从设计图上量取 A点至已知中线点 4,5的距离 L１,
Ｌ２, 量取巷道的转向角 β ；
(2) 在 4点安置经纬仪, 瞄准点 5,并沿此方向, 由点
4量取 L１, 即可得到 A点的位置, 将之标定于顶板上, 然
后再量取 A至点 5的距离作检核；
(3) 在 A点安置经纬仪, 后视点 4,用正镜位置给出 β
角, 此时, 望远镜所指方向即为新开掘巷道的中线方向,
在此方向上标出点 2,倒转望远镜, 标出点 1,则点 1,A、
2即组成一组中线点 。
三, 巷道中线的标定
巷道开切后, 最初标定的中线点很容易遭到破
坏 。 当掘进到 4 8 m时应检查或重新标定中线 。 简
易的检查方法是看一组中线的三个点是否在一条直
线上 。
在由一组中线点到下一组中线点的巷道掘进过程中,
可采用瞄线法或拉线法来指标巷道的掘进方向 。
12-2 曲线巷道中线的标定
弦线法是将圆曲线分成
圆弧段, 以弦线来代替其中
线, 指示巷道的掘进方向 。
首先要根据圆曲线的设
计要素：如图中的曲线起点 A、
终点 B,曲线半径 R,中心角
α 及将曲线等分的段数 n,计
算标定要素：弦的长度 l,起
点和终点的转角 β Ａ, β Ｂ
以及中间点的转角 β i。
l=2R·sin（ α /２ n）
β Ａ＝ β Ｂ＝ 180° ＋ α /２ n
β １＝ β ２＝ 180° ＋ α /n
然后进行现场标
定 。 在起点 A安置经纬
仪, 后视直线巷道中的
中线点 P,按转角 β Ａ,
给出弦线 A1的方向 。 但
由于前面巷道还未开掘,
只能倒转望远镜在其反
方向上标设中线点 D,C。
这样 C,D,A三点即组
成一组中线点 。 用它指
示巷道掘进到 1点后,
应丈量弦长 l,精确标定
出 1点 。 然后, 就可按
与上述类似的方法继续
给出下一弧段的中线 。
12-3 井下巷道腰线的标定
为了指示巷道掘进的坡度而在巷道两帮上给出
的方向线, 称为腰线 。 腰线点可成组设置, 也可每
隔 30 40 m设置一个, 但须在巷道两帮上画出腰线,
且对于一个矿井, 腰线距底板或轨面的高度应为定
值 。
主要运输巷道的腰线应用水准仪, 经纬仪或连
通管水准器来标定, 次要巷道的腰线可用悬挂半圆
仪等标定 。 急倾斜巷道的腰线应尽量用经纬仪来标
定, 短距离时, 也可用悬挂半圆仪等来标定 。
一, 用水准仪标定平巷腰线
所谓平巷, 并非绝对水平的巷道, 一般情况下, 坡度
小于 8‰ 的巷道, 均视为水平巷道 。 在主要水平巷道中,
常常都是用水准仪来标定腰线 。
标定方法 是：首先根据已知腰线点和设计坡度, 计算
下一个腰线点 B与已知腰线点 A间的高差 hＡＢ：
hＡＢ ＝Ｌ × i
在 A,B中间安置水准仪, 用皮尺丈量 A,B间的水
平距离, 按上式计算出 hＡＢ 。 先后视 A点, 得读数 a,再
前视 B,得读数 b,并用小钢尺自读数 b处向下量取 Δ (Δ 为
负时, 向上量取 |Δ |),即得 B处腰线点的位置 。 Δ 按下式
计算,Δ =hＡＢ－ （ a-b)
二, 用经纬仪标定斜巷腰线
用伪倾角法来标定腰线的原理是：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, 经纬仪又
只能安置在巷道中部, 因此, 只能根据真倾角与伪倾角间
的关系, 按伪倾角来标定腰线 。
tan δ ′ =cos β ·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 。
实地标设时, 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 β １ 。
按伪倾角与真倾角间的关系式, 计算出伪倾角 δ １ ′ 。 并
将望远镜竖盘位置准确调至竖直角 δ １ ′, 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, 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, 瞄准欲标设的腰线点 2,根据水
平读盘读数计算出望远镜转动的水平角 β ２, 并按照上述
同样的方法,
计算出伪倾角 δ ２ ′ 。 将望远镜的倾角调至 δ ２ ′,
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。
用伪倾角法标定腰线可与标定中线同时进行 。
12-4 激光给向
一, 概述
激光指向仪是利用激光器产生的光源进行指向的仪器 。
矿用激光指向仪主要由激光器, 光学系统, 防爆壳体和悬
挂调节机构等部件组成 。
二, 激光指向仪的安置
每次使用激光指向仪前, 首先应对激光指向仪的电源,
发光情况以及各调节机构进行检查 。
激光指向仪可安放在巷道中央的工字钢上,用四根锚
杆固定的框架上, 巷道中央的石垛上,两帮的悬臂架上 。
利用它来同时指示巷道中线和腰线时, 必须使光束在水平
面内位于巷道的中线方向上, 在倾斜面内位于巷道的腰线
方向上 。
实地安置步骤如下：
(1) 如图所示, 选择 A,B,C三个中线点 。
(2) 在 A,B,C三点上悬挂垂球线, 并用水准仪在垂
球线上标出腰线的位置 。
(3) 将激光指向仪安置在 B点之后 3 5m的巷道中部的
锚杆上, 固定后, 打开激光指向仪 。
(4) 根据 A,B,C点组成的中线, 调节水平微动螺旋,
使光束中心准确地通过 B,C点所挂的垂球线 。
(5) 调节垂直方向微动螺旋, 使光束中心至 B,C两处垂
球线上腰线位置的距离 d相等 。 光束在水平面内的方向即
为巷道的中线方向, 在倾斜面内的方向即为腰线方向 。
12-5 贯通测量
一, 概述
为了相向掘进巷道或由一个方向按设计掘进巷道与另
一个巷道相遇而进行的测量工作, 称之为贯通测量 。
重要巷道的贯通测量应该编制贯通测量设计书 。 在实
地进行贯通测量时, 应严格按照贯通测量设计书中的要求
进行 。 在巷道贯通后, 应在贯通点处测量贯通实际偏差,
并将两端导线, 高程连测起来, 计算各项闭合差 。
二, 水平巷道间的贯通
要在主巷和副巷间用贯通的方法开掘二号石门 。
1 准备工作
布设经纬仪导线和水准路线, 计算出 A,B点的平面直
角坐标 （ xＡ, yＡ ）, （ xＢ, yＢ ） 以及它们的高程 HＡ,
ＨＢ 。
2 计算贯通测量的几何要素
(1) 计算贯通巷道中心线的方位角 α ＡＢ
(2) 计算 A,B处的指向角 β 1,β 2
(3) 计算 A,B间的水平距离 l
(4) 计算贯通巷道的倾角 δ
(5) 计算 A,B间的斜长 L
3 根据贯通几何要素标定贯通方向线
分别在 A,B点安置经纬仪, 按指向角 β 1和 β 2分别给
出贯通巷道的中线；用水准仪按倾角 δ 分别在 A,B处给出
贯通巷道的腰线 。
三, 倾斜巷道的贯通
如图, 上, 下平巷和一号下山已掘好, 二号下山正由
下向上开掘至 B点, 现为加快掘进速度, 欲上下同时开掘 。
这种贯通的特殊性在于上部开切点 P的位置是未知的 。 为
此, 首先应确定 P点的位置 。
确定 P点位置的方法主要有两种：第一种是根据 A和 C、
B和 D的坐标, 列出直线方程, 求解出交点 P的位置 。 第二
种方法是根据三角学的基本知识, 解算 △ APB。 由于在
△ APB中, A,B的坐标已知, 从而可求出它们间的水平距
离 lＢＡ和方位角 α ＡＢ, 而且 α ＢＰ＝ α ＤＢ, α ＡＰ
＝ α ＡＣ也是已知的 。 这样我们就可根据正弦定理求得Ａ
Ｐ, 确定出 P点的位置 。
P点确定后, 即可测定出其高程 HＰ, 然后即可按与第
一个例子类似的方法, 标定贯通巷道的中线和腰线
四, 竖直巷道的贯通
如图, 在距主, 副井较远处, 要开凿三号立井, 为了
加快开凿速度, 拟采用上, 下同时开凿的方法来贯通该立
井 。 由于立井的井上与井下中心坐标是相同的 。
因此, 解决这类贯通问题可按下述步骤进行：
(1) 进行地面导线或三角网连测, 确定三号井地面中
心的坐标；
(2) 通过主, 副井进行两井定向, 确定井下导线起始
点的坐标和起始边的方位角；
(3) 沿大巷敷设井下导线至三号井井下中心附近；
(4) 根据三号井的地面中心坐标和井下附近的导线点,
标定其井下中心位置并牢固地埋好标志；
(5) 由井下中心向上打反立井进行相向贯通 。
在立井贯通时, 应特别注意水平方向上的偏差 。 高程
方向的偏差不直接影响贯通, 测量高程的目的只是用来推
算贯通的时间和地点 。
巷道施工测量的任务是按照矿井设计的规定
和要求, 在现场实地标定掘进巷道的几何要素 (位
置, 方向和坡度等 ),并在巷道掘进过程中及时进
行检查和校正 。 通常我们将这项工作称为给向 。
12-1 井下巷道中线的标定
一, 概述
为了指示巷道在水平面内的方向, 需要标定巷道的几
何中心线在水平面上投影的方向即中线方向 。
中线点应成组设置, 每组不得少于 3个点 。
标定巷道中线的步骤大致如下：
(1) 检查设计图纸 。 主要检查的内容包括：巷道间的
几何关系是否符合实际情况；标注的角度和距离是否与设
计图一致等；
(2) 确定标定中线时所必需的几何要素；
(3) 标定巷道的开切点和方向；
(4) 随着巷道的掘进及时延伸中线；
(5) 在巷道掘进过程中, 随时检查和校正中线的方向
二, 巷道开切时的标定方法
包括标定开切点的位置和初步给出巷道的掘进方向两
项内容 。
如图, 从已掘巷道中的 A点沿虚线开掘一条新巷道,
标定的方法如下：
(1) 从设计图上量取 A点至已知中线点 4,5的距离 L１,
Ｌ２, 量取巷道的转向角 β ；
(2) 在 4点安置经纬仪, 瞄准点 5,并沿此方向, 由点
4量取 L１, 即可得到 A点的位置, 将之标定于顶板上, 然
后再量取 A至点 5的距离作检核；
(3) 在 A点安置经纬仪, 后视点 4,用正镜位置给出 β
角, 此时, 望远镜所指方向即为新开掘巷道的中线方向,
在此方向上标出点 2,倒转望远镜, 标出点 1,则点 1,A、
2即组成一组中线点 。
三, 巷道中线的标定
巷道开切后, 最初标定的中线点很容易遭到破
坏 。 当掘进到 4 8 m时应检查或重新标定中线 。 简
易的检查方法是看一组中线的三个点是否在一条直
线上 。
在由一组中线点到下一组中线点的巷道掘进过程中,
可采用瞄线法或拉线法来指标巷道的掘进方向 。
12-2 曲线巷道中线的标定
弦线法是将圆曲线分成
圆弧段, 以弦线来代替其中
线, 指示巷道的掘进方向 。
首先要根据圆曲线的设
计要素：如图中的曲线起点 A、
终点 B,曲线半径 R,中心角
α 及将曲线等分的段数 n,计
算标定要素：弦的长度 l,起
点和终点的转角 β Ａ, β Ｂ
以及中间点的转角 β i。
l=2R·sin（ α /２ n）
β Ａ＝ β Ｂ＝ 180° ＋ α /２ n
β １＝ β ２＝ 180° ＋ α /n
然后进行现场标
定 。 在起点 A安置经纬
仪, 后视直线巷道中的
中线点 P,按转角 β Ａ,
给出弦线 A1的方向 。 但
由于前面巷道还未开掘,
只能倒转望远镜在其反
方向上标设中线点 D,C。
这样 C,D,A三点即组
成一组中线点 。 用它指
示巷道掘进到 1点后,
应丈量弦长 l,精确标定
出 1点 。 然后, 就可按
与上述类似的方法继续
给出下一弧段的中线 。
12-3 井下巷道腰线的标定
为了指示巷道掘进的坡度而在巷道两帮上给出
的方向线, 称为腰线 。 腰线点可成组设置, 也可每
隔 30 40 m设置一个, 但须在巷道两帮上画出腰线,
且对于一个矿井, 腰线距底板或轨面的高度应为定
值 。
主要运输巷道的腰线应用水准仪, 经纬仪或连
通管水准器来标定, 次要巷道的腰线可用悬挂半圆
仪等标定 。 急倾斜巷道的腰线应尽量用经纬仪来标
定, 短距离时, 也可用悬挂半圆仪等来标定 。
一, 用水准仪标定平巷腰线
所谓平巷, 并非绝对水平的巷道, 一般情况下, 坡度
小于 8‰ 的巷道, 均视为水平巷道 。 在主要水平巷道中,
常常都是用水准仪来标定腰线 。
标定方法 是：首先根据已知腰线点和设计坡度, 计算
下一个腰线点 B与已知腰线点 A间的高差 hＡＢ：
hＡＢ ＝Ｌ × i
在 A,B中间安置水准仪, 用皮尺丈量 A,B间的水
平距离, 按上式计算出 hＡＢ 。 先后视 A点, 得读数 a,再
前视 B,得读数 b,并用小钢尺自读数 b处向下量取 Δ (Δ 为
负时, 向上量取 |Δ |),即得 B处腰线点的位置 。 Δ 按下式
计算,Δ =hＡＢ－ （ a-b)
二, 用经纬仪标定斜巷腰线
用伪倾角法来标定腰线的原理是：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, 经纬仪又
只能安置在巷道中部, 因此, 只能根据真倾角与伪倾角间
的关系, 按伪倾角来标定腰线 。
tan δ ′ =cos β ·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 。
实地标设时, 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 β １ 。
按伪倾角与真倾角间的关系式, 计算出伪倾角 δ １ ′ 。 并
将望远镜竖盘位置准确调至竖直角 δ １ ′, 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, 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, 瞄准欲标设的腰线点 2,根据水
平读盘读数计算出望远镜转动的水平角 β ２, 并按照上述
同样的方法,
计算出伪倾角 δ ２ ′ 。 将望远镜的倾角调至 δ ２ ′,
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。
用伪倾角法标定腰线可与标定中线同时进行 。
12-4 激光给向
一, 概述
激光指向仪是利用激光器产生的光源进行指向的仪器 。
矿用激光指向仪主要由激光器, 光学系统, 防爆壳体和悬
挂调节机构等部件组成 。
二, 激光指向仪的安置
每次使用激光指向仪前, 首先应对激光指向仪的电源,
发光情况以及各调节机构进行检查 。
激光指向仪可安放在巷道中央的工字钢上,用四根锚
杆固定的框架上, 巷道中央的石垛上,两帮的悬臂架上 。
利用它来同时指示巷道中线和腰线时, 必须使光束在水平
面内位于巷道的中线方向上, 在倾斜面内位于巷道的腰线
方向上 。
实地安置步骤如下：
(1) 如图所示, 选择 A,B,C三个中线点 。
(2) 在 A,B,C三点上悬挂垂球线, 并用水准仪在垂
球线上标出腰线的位置 。
(3) 将激光指向仪安置在 B点之后 3 5m的巷道中部的
锚杆上, 固定后, 打开激光指向仪 。
(4) 根据 A,B,C点组成的中线, 调节水平微动螺旋,
使光束中心准确地通过 B,C点所挂的垂球线 。
(5) 调节垂直方向微动螺旋, 使光束中心至 B,C两处垂
球线上腰线位置的距离 d相等 。 光束在水平面内的方向即
为巷道的中线方向, 在倾斜面内的方向即为腰线方向 。
12-5 贯通测量
一, 概述
为了相向掘进巷道或由一个方向按设计掘进巷道与另
一个巷道相遇而进行的测量工作, 称之为贯通测量 。
重要巷道的贯通测量应该编制贯通测量设计书 。 在实
地进行贯通测量时, 应严格按照贯通测量设计书中的要求
进行 。 在巷道贯通后, 应在贯通点处测量贯通实际偏差,
并将两端导线, 高程连测起来, 计算各项闭合差 。
二, 水平巷道间的贯通
要在主巷和副巷间用贯通的方法开掘二号石门 。
1 准备工作
布设经纬仪导线和水准路线, 计算出 A,B点的平面直
角坐标 （ xＡ, yＡ ）, （ xＢ, yＢ ） 以及它们的高程 HＡ,
ＨＢ 。
2 计算贯通测量的几何要素
(1) 计算贯通巷道中心线的方位角 α ＡＢ
(2) 计算 A,B处的指向角 β 1,β 2
(3) 计算 A,B间的水平距离 l
(4) 计算贯通巷道的倾角 δ
(5) 计算 A,B间的斜长 L
3 根据贯通几何要素标定贯通方向线
分别在 A,B点安置经纬仪, 按指向角 β 1和 β 2分别给
出贯通巷道的中线；用水准仪按倾角 δ 分别在 A,B处给出
贯通巷道的腰线 。
三, 倾斜巷道的贯通
如图, 上, 下平巷和一号下山已掘好, 二号下山正由
下向上开掘至 B点, 现为加快掘进速度, 欲上下同时开掘 。
这种贯通的特殊性在于上部开切点 P的位置是未知的 。 为
此, 首先应确定 P点的位置 。
确定 P点位置的方法主要有两种：第一种是根据 A和 C、
B和 D的坐标, 列出直线方程, 求解出交点 P的位置 。 第二
种方法是根据三角学的基本知识, 解算 △ APB。 由于在
△ APB中, A,B的坐标已知, 从而可求出它们间的水平距
离 lＢＡ和方位角 α ＡＢ, 而且 α ＢＰ＝ α ＤＢ, α ＡＰ
＝ α ＡＣ也是已知的 。 这样我们就可根据正弦定理求得Ａ
Ｐ, 确定出 P点的位置 。
P点确定后, 即可测定出其高程 HＰ, 然后即可按与第
一个例子类似的方法, 标定贯通巷道的中线和腰线
四, 竖直巷道的贯通
如图, 在距主, 副井较远处, 要开凿三号立井, 为了
加快开凿速度, 拟采用上, 下同时开凿的方法来贯通该立
井 。 由于立井的井上与井下中心坐标是相同的 。
因此, 解决这类贯通问题可按下述步骤进行：
(1) 进行地面导线或三角网连测, 确定三号井地面中
心的坐标；
(2) 通过主, 副井进行两井定向, 确定井下导线起始
点的坐标和起始边的方位角；
(3) 沿大巷敷设井下导线至三号井井下中心附近；
(4) 根据三号井的地面中心坐标和井下附近的导线点,
标定其井下中心位置并牢固地埋好标志；
(5) 由井下中心向上打反立井进行相向贯通 。
在立井贯通时, 应特别注意水平方向上的偏差 。 高程
方向的偏差不直接影响贯通, 测量高程的目的只是用来推
算贯通的时间和地点 。
