井下角度测算仪在煤矿测量中的应用
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（） ａ 实际角度即为读数
（）０ ａ ３ 。角的 函数值求法
９ ５（ ｏ ｌ 。 ） ． ６ ｅｓ ５
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８ ・ ２
摘 要 ： 解 决 媒 矿 井 下 快 速 准 确 测 量 各 种 角度 并 计 算 相 应 函数 值 的 问题 ， 现 有 测 量工 作 进 行 了改 进 ， 计 为 对 设
了一 种 新 型 井 下 角 度 测 算仪 。介 绍 了井 下 角度 测 算 仪 的 主 要 原 理 ， 合 实例 阐述 了井 下 角 度 测 算 仪 的 使 用 结
方 法 。 该 仪 器 的使 用 ， 高 了获 取 各 类 数 据 的准 确 性 和 便 利 性 ， 提 目前 已成 功 获 得 实 用 新 型 专 利 。
关 键 词 ： 度 测 算 仪 ； 量 角度 ； 矿 角 测 煤 中 图 分 类 号 ：Ｄ ７ Ｔ １５ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ３ ５ ６ ２ １ ） ８— ０ １ ０ １０ —００ （０２ ０ ０ ８ — ２
８６ （ ０３ 。 ） ．５ ｃ ｓ０
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掘进 煤巷 前方 遇 到落 差 ５ ｍ 的 断层 ， 要 按 １ 。 需 ５ 上 山施 工 ， 何 预 计 多少 米 能 揭 露 全 煤 ” “ 掘 进 巷 如 、某
道现 场量 测 ３ 穿层施 工 ，０ 。 １０ｍ穿 层 的高度是 多少 ” 等问题 ， 在井 下很 难准 确地计 算 出来 。 目前 ， 多数 情 况是 在井下 收集好 角度 资料 ， 到地 面计算 ， 后再 带 然 定 施工 方案 ， 工作 效 率 明 显 不高 。 笔者 设 计 的 井 下 角度 测算仪 能有效 快 速地解决 以上问题 。
函数值 计算 功能 于一 身 的 优点 ， 为现 场 施 工设 计 带
度计 算仪 读 出的数 据为 ５ ０ ，． ５ ５ ７ （ ． ０ ８ ６ ，． ８ 此处 以 １ Ｏ 为起 算 数据 ， ３ ａ ） 图 （） 。
求 １ 。 函 数值 ｓ ｌ 。 ｃｓ５ 、 ｎ ５ ， 计 算 ５的 ｉ ５ 、ｏｌ 。 ｔ ｌ 。 用 ｎ ａ 器 求得 的 值 分 别 为 ：． ５ ２ ０ ９ ５ ９ ，． ６ ５ ０ ２ ８ ８ ，． ６ ３ ０ ２ ７９ ；
矿矿长。
弦值 ， 绳 与角度 仪 相 交处 与 水 平 长度 刻 盘 垂 直 对 线 应 的数 值 为该角度 的余 弦值 。也 可按 照此方 法反求
角度 。
・
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２ １ 年第 ８ ０２ 期
中 州煤 炭
总第 ２０期 ０
０ ０ ４ 距 离为 １０ ｍ， ．５ ， ０ 可求 出穿层 厚度 约 ５ ４ ｍ。 ．
煤 矿井 下施 工设 计 中对 角度 的量 测 非 常频 繁 ，
如何 在井下 快速 准确 地 量 测 各类 角 度 ， 计 算 角度 并
煤矿 生产 的实 际需求 。
的有关 函数 值 ， 已成 为 影 响井 下快 速确 定 施 工 设 计 方案 的 主要 因素之 一 。 目前 ， 下 角 度量 测 工 具 有 井
图 １ 井 下 角度 测 算 仪 示意
２ 操 作 方 法
（） １ 求坡 度 。将 井 下 角度 测 算仪 的一边 靠 在 需 量测 物体 下 方 ， 挂 有 坠陀 的线 绳会 由 １ 悬 自然下 垂
１ 设计 思 路
井 下 角度 测 算仪 采 用 机械 量 测 的原 理 ， 需考 无 虑 电气 失爆 问题 。该仪 器将坡 度仪 和直 尺进行 了有 效 结合 ， 利用 三角 函数计 算公 式 ， 角度 的 函数 值 直 将 观 地呈现 在使 用者 的 眼前 。主要构件 有 １个角 度刻 盘 、 长 度刻 盘 、 ２个 ２个水 准气 泡 、 挂 坠陀 的 线绳 １根 （ 绳 的起始 端 固定 在 角度 刻 盘 的 圆心 点 ） 图 １ 。 线 （ ） 仪 器角 度精 度 为 ０ １ ， ． 。 函数 值精 度为 ０ １ｍ 满足 ． ｍ，
３ 应 用 实 例
现通 过实 例验证 井下 角度测 算仪 的应 用效果 。 求 ３ 。 函数 值 ｓ ３ 。 ｃｓ０ 、ａ３ 。 用 计 算 ０的 ｉ ０ 、ｏ３ 。 ｔ ０ ， ｎ ｎ
器求 得 的值分 别为 ：． ，． ６ ２ ０ ５ ７３ ； 过角 ０ ５ ０ ８ ６０ ，．７ ５ 通
矿用坡 度规 、 质 罗盘 仪 等 。但 是 这些 工 具 的 使 用 地
受到 多种条 件 限制 。坡度规 和地 质罗盘 仪仅 局 限于 收集 角度数 据而不 能进 行角度 函数 值 的计算 。在井 下现 场工程 技术 人员 不可 能记下 所有 角度 的 函数 值 （ 电子 计算器 因不 防爆 不 能带 入井 下使 用 ） 。如 “ 某
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（） ｂ 实际角度为读数的余角
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图 ２ 角 度 测 算 仪 操 作 方 法 示 意
图 ３ 角 度 测 算 仪 实 际 应 用 示 意
对应 的数值 为该 角 度 的正 切 值 ， 绳 与 角度 仪 相 交 线 处与竖 直 的长度 刻盘水 平对 应 的数值 为该 角度 的正
收 稿 日期 ： ０ ２— ４—２ ２１ ０ ３ 作者简介 ： 纯 刚 （９２ ）男 ， 徽 阜 阳人 ， 士， 级工 程 师 ， 尹 １６ 一 ， 安 硕 高 ２ｏ Ｏ ４年 毕 业 于 中国 矿业 大 学 ， 期 从 事 安 全 管 理 工 作 ， 任 刘 桥 一 长 现
２ １ 年第 ８ ０２ 期
中 州煤 炭
总第 ２０期 ０
井 下角 度 测算 仪在 煤 矿 测 量 中的应 用
尹纯 刚 袁 中帮 ， ， 张 蒙 解 晖 ，
（ ． 徽 恒 源煤 电股 份 有 限 公 司 刘桥 一 矿 ， 徽 淮 北 １安 安 ２５ ６ ； ３ １２
２ 中国 岩 石 力 学 与 工 程 学会 软 岩 工 程 与 深部 灾 害控 制 分会 ， 京 １０ ８ ） ． 北 ０ ０ ０
地运 动 到 ２ ， 待线 绳静 止 后读 出线 绳 与角 度 刻盘 上 的交 点 的读 数 ， 依 据 现 场情 况 判 定 实 际 角度 是 读 要 数 的余 角还 是读 数本 身 （ ２ 。 图 ） （ ） 函数值 或 反求 角 度 。将线 绳 与 已 知角 度 ２求 对应好 ， 绳沿 角度 方 向与竖 直 的长 度 刻盘 相 交 处 线
来 便利 ， 大提高 了工 作效 率 ， 具 推 广应 用 价 值 。 大 极 该 仪 器 已获得 国 家 知识 产 权 局 颁 发 的 实 用 新 型 专
利。
（ 任 编辑 ： 欢 欢 ） 责 刘
高度是 多 少米 。此 时使用 井下 角度测 算仪 即可计 算 出相 应 的数 据 ： 出 ｓ ｌ 。 读 ｉ ５ 的值 为 ０ ２ ９ 断层 落 差 ｎ ．５ ， 为 ５ ｍ， 反 求 距 离 约 １ 则 ９ ｍ。读 出 ｓ ３ 的 值 为 ｉ。 ｎ
４ 结 语
从实 例 中可 以看 出 ， 下 角 度测 算仪 既 能 够 直 井
接 量测 出角度数 据 ， 能 够在 井 下 的施 工 现 场 及 时 又
准 确地计 算 出与角 度 函数 值 有 关 的数 据 ， 破 了等 打 待 工程技 术人 员升井 后方 能得 知设计 参数 和方案 的 局 面 ， 高 了工作效 率 。 提 井 下角 度测算仪 具有 轻便 、 简单 、 集角 度测 量和
通 过角 度计算 仪读 出的数 据 为 ２ ５ ，． ５ ２ ６ （ ． ９ ９ ６ ，． ８ 此
处以１ ０为起算 数 据 ， ３ ｂ ） 图 （）。 如 前 面所 说 的 ： 掘 进 煤 巷前 方 遇 到 落差 ５ｍ 某 的断层 ， 要按 １ 。 山施 工 ， 计 多少 米 能揭 露 全 需 ５上 预 煤 。某 掘 进 巷道 现 场 量测 ３ 穿层 施 工 ，０ 穿 层 。 １ ０ｍ
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了一 种 新 型 井 下 角 度 测 算仪 。介 绍 了井 下 角度 测 算 仪 的 主 要 原 理 ， 合 实例 阐述 了井 下 角 度 测 算 仪 的 使 用 结
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关 键 词 ： 度 测 算 仪 ； 量 角度 ； 矿 角 测 煤 中 图 分 类 号 ：Ｄ ７ Ｔ １５ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ３ ５ ６ ２ １ ） ８— ０ １ ０ １０ —００ （０２ ０ ０ ８ — ２
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图 １ 井 下 角度 测 算 仪 示意
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（ 任 编辑 ： 欢 欢 ） 责 刘
高度是 多 少米 。此 时使用 井下 角度测 算仪 即可计 算 出相 应 的数 据 ： 出 ｓ ｌ 。 读 ｉ ５ 的值 为 ０ ２ ９ 断层 落 差 ｎ ．５ ， 为 ５ ｍ， 反 求 距 离 约 １ 则 ９ ｍ。读 出 ｓ ３ 的 值 为 ｉ。 ｎ
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从实 例 中可 以看 出 ， 下 角 度测 算仪 既 能 够 直 井
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通 过角 度计算 仪读 出的数 据 为 ２ ５ ，． ５ ２ ６ （ ． ９ ９ ６ ，． ８ 此
处以１ ０为起算 数 据 ， ３ ｂ ） 图 （）。 如 前 面所 说 的 ： 掘 进 煤 巷前 方 遇 到 落差 ５ｍ 某 的断层 ， 要按 １ 。 山施 工 ， 计 多少 米 能揭 露 全 需 ５上 预 煤 。某 掘 进 巷道 现 场 量测 ３ 穿层 施 工 ，０ 穿 层 。 １ ０ｍ
