矿山测量课件09

(6) 为使近井点和井口水准基点免受损坏，在点的周围宜 设置保护桩和栅栏或刺网。在标石上方宜堆放高度不小于 0.5m的碎石。
任务二：平面联系测量
一、概述
在立井中悬挂钢丝垂线由地面向井下传递平面坐 标和方向的测量工作称为立井几何定向。几何定 向分一井定向和两井定向
立井几何定向方法: 可把立井几何定向工作分为两部分：由地面向 定向水平投点(简称投点)；在地面和定向水平上与 垂球线连接(简称连接)。
在垂线稳定情况下，应用钢尺的不同起点丈 量6次。估读导0.5mm。同一边各次观测值的 互差不得大于2mm，取平均值作为丈量的结 果。
在垂球摆动的情况下，应将钢尺沿所量三 角形的各边方向固定，然后用摆动观测了的 方法，确定钢丝在钢吃上的稳定位置，以求 得边长。每次均须用上述方法测量两次，互 差不得大于3mm，取其平均值作为丈量结果。
3. 井下连接测量
在定向水平测设经纬仪导线A-1-2-3-4-B，导线可采用7″或 15″基本控制导线。
(二) 内业计算
1.根据地面连接测量的结果，计算两垂球连线的方位角 及长度
按一般方法，算出两垂球线的坐标xA、yA、xB、yB，
根据算出的坐标，计算AB的方位角及长度：
αAB=arctan((yB-yA)/(xB-xA))
(2) 钢丝：应采用直径为0.5~2mm的高强度的优质碳素弹簧钢 丝。钢丝上悬挂的重锤 重量应为钢丝极限强度的60%~70%；
(3) 手摇绞车：绞车各部件的强度应能承受三倍投点时的荷重， 绞车应设有双闸；
(4) 导向滑轮：直径不得小于150 mm，轮缘做成锐角形的绳槽 以防止钢丝脱落，最 好采用滚珠轴承；
实际定向精度与规程限差对比
定向方法 两次独立定 向的个数
Mα0
一井定向
28
25″
两井定向
85
13 ″
估算值 1′40 ″
52″
△α 《规程》规定值
2′ 1′
备注
△α=4 Mα0
三、近井点和井口水准基点的设置与测定
在矿山建设和生产过程中，须按设计和工程要 求进行各种采矿工程测量，如:井口位置、十字中 线点和工业广场建筑物的标定，井筒掘砌和提升设 备安装时的测量，建立地表移动和建(构)筑物变形 观测站，工业广场平面图的测绘，井下基本控制导 线的施测以及井口之间井巷贯通。
3. 测量和计算的检验
用比较井上与井下算得的两垂线间距离c与c′进行检查。 由于两垂球的向地心性，差值Δc为:
Δc=c-(c′+Hc/R)
(3-12)
Δc应不超过井上、下连接测量中误差的两倍
4. 按地面坐标系统计算井下导线各边的方位角及各 点的坐标
αA1=αAB-αAB′=Δα
(3-14)
αi=Δα+αi′ 式中：αi′——该边在假定坐标系中的假定方位角。
• 陀螺经纬仪在矿山测量中可用作：
• (1) • (2) 控制导线测量误差的积累。加测陀
螺方位边，发现粗差，减少方向误差的 积累。
• (3) 矿山及地下工程大型巷道贯通定向。
• (4) 在荫蔽地区，线路、管道、隧道等 工程的定向。
• (5) 与光电测距仪配套使用，可用极坐 标法测设新点和敷设高精度的光电测 距——陀螺定向导线。
2mm,井上
当d<
时，符合规程要求，分配d
4mm,井下
va=-d/3,vb=+d/3,vc=-d/3
三、 两井定向方法
当矿区有两个立井，且 两井之间在定向水平上 有巷道相通并能进行测 量时，就要采用两井定 向。 两井定向时，由于两 垂球线间距离大大增加， 因而由投点误差引起的 投向误差也大大减小， 这是两井定向的最大优 点。
25″级: <70″
向
陀螺经纬仪精度级别是按 实际达到的一测回测量陀 螺方位角的中误差确定的
井下同一定向边两次独立 15″级: <40″ 陀螺经纬仪定向的互差 25″级: <60″
《规程》中几何定向的限差，是根据当时制定《规程》 时各矿的实际定向精度规定的。根据一些局矿的统 计次资独料立，定求向得的两容次许独互立差定△向α平列均于值下的表中：误差Mα0和两
模块四：矿井测量
项目一：矿井联系测量
学时：4
基本内容： 1.进井点和井口水准基点； 2.平面联系测量； 3.高程联系测量。
x
x
A
B
ⅠⅡ
x
12
A
B 34
两井定向示意图
任务一：近井点和进口水准基点
一、矿井联系测量的目的和任务
将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下的测量，称 为联系测量。 将地面平面坐标系统传递到井下的测量称平面联系测量，简 称定向。 将地面高程系统传递到井下的测量称高程联系测量，简称导 入高程。 矿井联系测量的目的是使地面和井下测量控制网采用同一坐 标系统。
(2) 每个井口附近应设置一个近井点和两个水准基点；
(3) 近井点至井口的连测导线边数应不超过三个；
(4) 多井口矿井的近井点应统一合理布置，尽可能使相邻 井口的近井点构成三角网中的一个边，或力求间隔的边数 最少；
(5) 近井点和井口水准基点标石的埋设深度，在无冻土地 区应不小于0.6m，在冻土地区盘石顶面与冻结线之间的高 度应不小于0.3m
二、一井定向
（在一个井筒中挂两根钢丝，将α,x,y传到井下） 方法：连接三角形法，四边形法，瞄直法
(一) 投点 在井筒内挂两根垂球线。
稳定:水桶内，静止不变，井深小，摆幅小
单重 投
点
摆动:井深，风大，摆幅大，自由摆动
多重
投点所需主要设备的要求如下：
(1) 垂球：以对称砝码式的垂球为好，每个圆盘重量最好为 10kg或20kg。当井深小于100m时，采用30~50 kg的垂球，当 超过100m时，则宜采用50~100kg的垂
在选择井上下连接点C和C′时，应满足下列要求： (1)点C与D及C′与D′应彼此通视，且CD和C′D′的长度
应尽量大于20m。 当CD边小于20m时，在C点进行水平角观测，仪 器必须对中三次，每次对中应将照准部(或基座)位 置变换120 (2) 点C与C′应尽可能地在AB延长线上，使三角形的 锐角γ应小于2°，这样便构成最有利的延伸三角
(3) 点C和C′应适当地靠近最近的垂球线，使a/c及 b′/c
1.外业：
(1) 在连接点C上用测回法测量角度γ和φ。当 CD边小于20m时，在C点 的水 平角观测，仪 器应对中三次，每次对中应将照准部或基座) 位置变换 120°。
(2) 丈量连接三角形的三个边长a(a′)、b(b′)及 c(c′)。量边应用检验过的钢 尺并施加比长时的 拉力，记录测量时的温度。因边短且井筒中工 作不便，故无须往返测量。
– 矿区高程尽可能采用1985国家高程基准，当无此
条件时，方可采用假定高程系统。
近井点和井口水准基点是矿山测量的基准点。在建 立近井点和井口水准基点时，应满足下列要求：
(1) 尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点。 当近井点必须设于井口附近工业厂房顶上时，应保证观测 时不受机械震动影响和便于向井口敷设导线；
x
x
A
B
ⅠⅡ
x
12
A
B 34
两井定向示意图
(一) 外业工作
1. 投点
在两个立井中各悬挂一根垂球线A和B。投点设备和方法与 一井定向时相同，一般采用单重稳定投点。
2. 地面连接测量
从近井点K分别向两垂球线A、B测设连接导线K-Ⅱ-Ⅰ-A 及K-Ⅱ-B，以确定A、B的坐标和AB的坐标方位角。连接导 线敷设时，应使其具有最短的长度并尽可能沿两垂球线连线 的方向延伸，因为此时量边误差对连线的方向不产生影响。 导线可采用Ⅰ级或Ⅱ级导线。
物理定向分为：
(1) (2) (3) 用陀螺经纬仪定向。
联系测量的主要限差
类别
容许限差
备注
几何定 由近井点推算的两次独立 一井定向：< 2′ 两 井田一翼长度小于300m的
向 定向结果的互差
井定向：<1′ 小矿井，可适当放宽限差，
但应< 10′
陀螺经 同一边任意两测回测量陀 15″级: <40″
纬仪定 螺方位角的互差
井下连接导线的最终值。
四、 陀螺经纬仪定向
陀螺经纬仪是将陀螺仪和经纬仪结合的 仪器。
由于它不受时间和环境的限制，同时观 测简单方便、效率高，而且能保证较高的定 向精度，所以是一种先进的定向仪器。就矿 山而言，它完全可以取代国内矿山测量沿用 百年之久的几何定向法，克服了几何定向法 要占用井筒而造成停产、耗费大量人力、物 力和时间等缺点。
(5) 定点板：用铁片制成， (6) 小垂球：在提放钢丝时用，其形状成圆柱形或普通垂球之
形状均可； (7) 大水桶：用以稳定垂球线，一般可采用废汽油桶，水桶上
拓展：钢丝下放及自由悬挂的检查
下放方法:缓慢下放，稳定， 闸，挂大锤球，伸长量
自由悬挂检查: 信号圈法 比距法 直接检查
(二) 连接
由于不能在垂球线A、B点安设仪器，故选定井上 下的连接点C与C′，从而在井上下形成了以AB为公 用边的△ABC和△ABC′，一般把这样的三角形称为 连接三角形。从下图井上下连接三角形的平面投影 可看出，当已知D点坐标及DE边的方位角和地面三 角形各内角及边长时，便可按导线测量计算法，算 出A、B在地面坐标系统中的坐标及其连线方位角。 同样，已知A、B的坐标及其连线的方位角和井下三 角形各要素时，再测定连接角δ′，就能计算出井下 导线起始边D′E的方位角及D′点的坐标。
根据起算数据xA ,yA ,αA1与井下导线的测量数据重新计 算井下连接导线点的坐标。
将地面与井下求得的B点坐标相比较，如果相 对闭合差符合井下所采用连接导线的精度时，可将 坐标增量闭合差按井下连接导线边长成比例反号加 以分配，因地面连接导线精度较高，可不加改正。