[發(fā)明專(zhuān)利]三心圓拱巷道施工開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的畫(huà)線(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310308288.4
• 申請(qǐng)日: 2013-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103362520A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鋼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶千牛建設(shè)工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21D11/00
• 分類(lèi)號(hào): E21D11/00;E21D9/00
• 代理公司: 重慶市前沿專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 50211
• 代理人: 方洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巷道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，特別一種應(yīng)用橢圓定義簡(jiǎn)化三心圓拱巷道施工拱部開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的畫(huà)線(xiàn)方法。

背景技術(shù)

井巷工程常用的斷面形式有直墻半圓拱、直墻三心圓拱、梯形、曲墻曲拱斷面等，直墻半圓拱斷面常用于圍巖條件相對(duì)較弱的主要巷道；直墻三心圓拱用于圍巖條件相對(duì)較好的主要巷道；梯形斷面常用于采區(qū)巷道；曲墻曲拱常用于圍巖條件很差的主要巷道。

所有的巷道施工過(guò)程中，巷道開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的定位均以巷道的測(cè)量中線(xiàn)和腰線(xiàn)為基線(xiàn)來(lái)定位。其中直墻半圓拱、梯形輪廓線(xiàn)定位所需數(shù)據(jù)較少，定位簡(jiǎn)單，以直墻半圓拱拱部畫(huà)線(xiàn)為例，只要測(cè)量中線(xiàn)、腰線(xiàn)與半圓拱圓心的尺寸和圓的半徑等3個(gè)數(shù)據(jù)，即可畫(huà)出拱部巷道輪廓線(xiàn)；而直墻三心圓拱拱部巷道輪廓線(xiàn)的定位常用描點(diǎn)法，以某煤礦主要運(yùn)輸大巷為例，拱部巷道輪廓線(xiàn)僅布設(shè)11個(gè)點(diǎn)位，就必須要用22個(gè)數(shù)據(jù)才能完成，相對(duì)于半圓拱斷面工作量要大得多。

直墻三心圓拱斷面?zhèn)鹘y(tǒng)畫(huà)線(xiàn)用描點(diǎn)法定位所存在的不足在于：

1）由于數(shù)據(jù)太多，在施工現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)三心圓拱巷道開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的工作量大，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度極大，且效率低下。

2）傳統(tǒng)畫(huà)法拱部只能通過(guò)描點(diǎn)定位，由于個(gè)點(diǎn)之間是線(xiàn)段連接，畫(huà)出的線(xiàn)不是連續(xù)線(xiàn)段，現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)出的巷道輪廓線(xiàn)與設(shè)計(jì)誤差大，這樣三心圓拱巷道拱部的開(kāi)挖成型質(zhì)量差，并容易造成超、欠挖現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種畫(huà)法簡(jiǎn)單、方便、精準(zhǔn)的三心圓拱巷道施工開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的畫(huà)線(xiàn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種三心圓拱巷道施工開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的畫(huà)線(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟：

1）三心圓拱巷道施工拱部開(kāi)挖輪廓線(xiàn)為半橢圓形，根據(jù)巷道的寬度和巷道的拱高計(jì)算橢圓兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離；

2）制作畫(huà)線(xiàn)工具：取一根略長(zhǎng)于橢圓兩個(gè)焦點(diǎn)距離的木條，在木條上設(shè)置三顆定位釘，左右兩顆定位釘對(duì)應(yīng)橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)，中間的一顆定位釘對(duì)應(yīng)巷道的測(cè)量中線(xiàn)點(diǎn)，將一根線(xiàn)繩的兩頭分別栓在兩個(gè)焦點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的定位釘上，線(xiàn)繩活動(dòng)部分的長(zhǎng)度等于巷道的寬度；

3）以巷道測(cè)量腰線(xiàn)為基線(xiàn)標(biāo)定出起拱線(xiàn)，并將測(cè)量中線(xiàn)延至當(dāng)前工作面；

4）將畫(huà)線(xiàn)工具緊貼起拱線(xiàn)，使畫(huà)線(xiàn)工具上中間的一顆定位釘與巷道當(dāng)前工作面上的測(cè)量中線(xiàn)點(diǎn)對(duì)齊；

5）兩個(gè)人分別按住畫(huà)線(xiàn)工具，第三人用畫(huà)線(xiàn)筆緊靠線(xiàn)繩活動(dòng)部分的內(nèi)側(cè)，然后繃緊線(xiàn)繩移動(dòng)畫(huà)線(xiàn)筆從巷道起拱線(xiàn)的一側(cè)畫(huà)到另一側(cè)，所形成的曲線(xiàn)即為三心圓拱巷道當(dāng)前斷面的拱部開(kāi)挖輪廓線(xiàn)。

所述橢圓兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離由以下公式計(jì)算：

D=2×(12×B)2-h12]]>

式中:

D---橢圓兩個(gè)焦點(diǎn)的距離；

B---巷道的寬度；

h₁---巷道的拱高。

眾所周知，所謂三心圓拱是由一段大圓弧和兩段小圓弧組成，其作圖方法是用圓規(guī)來(lái)畫(huà)近似橢圓，其本質(zhì)就是一個(gè)近似半橢圓。三心圓拱與橢圓的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)函數(shù)計(jì)算的方法和作圖法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，可以發(fā)現(xiàn)煤礦常用的主要大巷，同樣跨度、同樣拱高的三心圓拱與橢圓，當(dāng)三心圓拱大圓弧、小圓弧的連接處與橢圓重合時(shí)，其它部位誤差僅為0-20mm，這一誤差完全在井巷工程驗(yàn)收規(guī)范輪廓線(xiàn)超、欠挖的允許范圍之內(nèi)。而目前設(shè)計(jì)廣泛使用的CAD制圖繪制的三心圓拱實(shí)際上就是半個(gè)橢圓，因此，根據(jù)橢圓的定義畫(huà)三心圓拱巷道開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的方法就不存在理論誤差。