8 矿井联系测量

2 矿用陀螺经纬仪的基本结构 陀螺经纬仪是陀螺仪和经纬仪组合而成的定向仪器。 根据其连接形式不同主要可分为上架式陀螺经纬仪和下架 式陀螺经纬仪两大类。上架式陀螺经纬仪即陀螺仪安放在 经纬仪之上，下架式陀螺经纬仪即陀螺仪安放在经纬仪之 下。 3 陀螺经纬仪定向的方法 运用陀螺经纬仪进行矿井定向的常用方法主要有逆 转点法和中天法。它们间的主要差别是在测定陀螺北方向 时，逆转点法的仪器照准部处于跟踪状态，而中天法的仪 器照准部是固定不动的。
(二) 连接 连接测量分为地面连接测量和井下连接测量两部分。 地 1 连接三角形应满足的条件 (1) 点C与D及点C′与D′要彼此通视，且CD与C′D′ 的边长要大于20 m； (2) 三角形的锐角γ和γ′要小于2°； (3) a/c与a′/c′的值要尽量小一些，一般应小于1.5 m。 2 连接三角形法的外业 地面连接测量是在C点安置经纬仪测量出ψ、φ和γ三 个角度，并丈量a、b、c三条边的边长。同样，井下连接 测量是在C′点安置仪器测量出ψ′、φ′和γ′三个角 度，并丈量a′，b′和c′三条边的边长。
二、 光电测距仪导入标高 光电测距仪导入标高不仅精度高，而且缩短了井筒占 用时间。
ＨB＝ＨA＋hAE －Ｈ＋hFB hAE＝a-e hFB＝f-b
基本方法：在井口附近的地面上安置光电测距仪，在 基本方法 井口和井底的中部，分别安置反射镜；井上的反射镜与水 平面成45°夹角，井下的反射镜处于水平状态；通过光电 测距仪分别测量出仪器中心至井上和井下反射镜的距离 l、S，从而计算出井上与井下反射镜中高差： H=S-l+Δl ,式中，Δl为光电测距仪的总改正数。 然后，分别在井上、井下安置水准仪。测量出井上反 射镜中心与地面水准基点间的高差hAE和井下反射镜中心与 井下水准基点间的高差hFB，则可按下式计算出井下水准基 点B的高程HＢ： ＨB＝ＨA＋hAE －Ｈ＋hFB hAE＝a-e hFB＝f-b 式中，a、b、e、f分别为井上、井下水准基点和井上、井 下反光镜处水准尺的读数。 运用光电测距仪导入标高也要测量两次，其互差也不 应超过H/8000。
第八章 矿井联系测量
近井点和井口水准基点 在全国范围内都布设了国家一、二等三角网和水准网， 在矿区范围内也有国家一、二等三角点和水准点。但是， 这些点的密度很小，远远不能满足矿区测量的需要。通常 进行的矿区控制测量就是在国家一、二等三角网和水准网 的基础上布设矿区三、四等三角网或高精度的光电测距导 线作为矿区的平面控制 矿区的平面控制，布设矿区三、四等水准网作为矿 矿区的平面控制 矿 区的高程控制。 区的高程控制 为了满足矿井建设和生产的需要，建立矿井上、下统 一坐标系统，还需在矿井工业广场井筒附近布设平面控制 点和高程控制点，即我们通常所说的近井点和井口水准基 近井点和井口水准基 点。 8-1
矿井平面联系测量的方法主要分为几何定向和物理定 向两种，几何定向又分为一井定向和两井定向两种，物理 定向即陀螺定向。
二、 一井定向 一井定向是在一个井筒内悬挂 两根钢丝，将地面点的坐标和边的 方位角传递到井下的测量工作。 (一) 投点 投点是以井筒中悬挂的两根钢 丝形成的竖直面将井上的点位和方 位角传递到井下。 1 投点误差 要尽可能采取以下措施减小 2 钢丝自由悬挂的检查 (1) 信号圈法； (2) 比距法； (3) 振幅法
2 两井定向的内业计算 (1)按导线计算方法，计算出地面两钢丝点A、B的坐标(x Ａ，yＡ）、（xＢ，yＢ）； (2) 计算两钢丝点A、B的连线在地面坐标系统中的方位角 αＡＢ； (3) 以井下导线起始边A１′1为x′轴，A点为坐标原点建 立假定坐标系，计算井下导线各连接点在此假定坐标系中 的平面坐标，设B点的假定坐标为(xＢ′，yＢ′）； (4) 计算A、B连线在假定坐标系中的方位角αＡＢ′ (5) 计 算 井 下 起 始 边 在 地 面 坐 标 系 统 中 的 方 位 角 α Ａ １:αＡ１＝αＡＢ－αＡＢ′ (6) 根据A点的坐标(xＡ，yＡ）和计算出的A1边的方位角 αＡ１，计算出井下导线各点在地面坐标系统中的坐标和 方位角。
8-2 矿井平面联系测量 一、 概述 把井上、井下坐标系统统一起来所进行的测量 工作就称为矿井联系测量。 矿井联系测量又分为矿井平面联系测量和矿井 高程联系测量。矿井平面联系测量是解决井上、井 下平面坐标系统的统一问题；矿井高程联系测量是 解决井上、井下高程系统的统一问题。
矿井平面联系测量的任务是根据地面已知点的平面坐 标和已知边的方位角，确定井下导线起算点的平面坐标和 起算边的方位角。
近井点可在矿区三、四等三角网,测边网或边角 网的基础上，用插网、插点和敷设经纬仪导线等方 法测设。近井点的精度，对于测设它的起算点来说， 其点位中误差不得超过±7 cm，后视边方位角 中误差不得超过±10″。井口水准基点应按四等水 准测量的精度要求测设。此外近井点和高程水准基 点的布设还要满足以下要求： (1) 尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采 影响的地点； (2) 近井点至井口的连测导线边数应不超过3 条； (3) 高程水准基点应不少于两个(近井点可作为 高程水准基点)。
三、 两井定向 1 概述 两井定向是在两个井 筒内各用重球悬挂一根钢 丝，通过地面和井下导线 将它们连接起来，从而把 地面坐标系统中的平面坐 标和方向传递到井下。两 井定向的外业测量包括投 点、地面和井下连接测量。 在连接测量时必定 坐标系。
四、 陀螺定向 1 陀螺经纬仪的基本原理 自由陀螺仪具有以下两个基本特性： (1) 定轴性:陀螺轴在不受外力作用时，它的方向始终指 向初始恒定方向； (2) 进动性:陀螺轴在受到外力作用时，将产生非常重要 的效应 “进动”。 常用的陀螺仪是采用两个完全自由度和一个不完全自 由度的钟摆式陀螺仪。它是根据上述的陀螺仪的定轴性和 进动性两个基本特性，并考虑到陀螺仪对地球自转的相对 运动，使陀螺轴在测站子午线附近作简谐摆动的原理而制 成的。
3 连接三角形的解算 (1) 运用正弦定理，解算出α，β，α′，β′ (2) 检查测量和计算成果 首先，连接三角形的三个内角α、β、γ以及α′、 β′、γ′的和均应为180°。若有少量残差可平均分配 到α、β或α′、β′上。 其次，井上丈量所得的两钢丝间的距离c丈与按余弦 定理计算出的距离c计相差应不大于2 mm；井下丈量所得 的两钢丝间的距离c丈′与计算出的距离c计′相差应不大 于4 mm。若符合上述要求可在丈量的a、b、c以及a′、 b′、c′中加入改正数Va，Vb，Vc及Va′，Ｖb′，Ｖc (3) 将井上、井下连接图形视为一条导线，按照导线的 计算方法求出井下起始点C′的坐标及井下起始边C′D′ 的方位角。
8-3 矿井高程联系测量
矿井高程联系测量又称导入标高，其目的是 建立井上、井下统一的高程系统。采用平硐或斜 井开拓的矿井，高程联系测量可采用水准测量或 三角高程测量，将地面水准点的高程传递到井下。 采用竖井开拓的矿井则需采用专门的方法来传递 高程，
一、 钢丝法导入标高
采用钢丝法导入标高时，首先应在井筒中部悬挂一 钢丝，在井下端悬以重锤，使其处于自由悬挂状态；然 后，在井上、井下同时用水准仪测得A、B处水准尺上 的读数a和b，并用水准仪瞄准钢丝，在钢丝上作上标记； 变换仪器高再测一次，若两次测得的井上、井下高程基 点与钢丝上相应标志间的高差互差不超过4 mm，则可 取其平均值作为最终结果。最后，可通过在地面建立的 比长台用钢尺往返分段测量出钢丝上两标记间的长度， 且往返测量的长度互差不得超过L/8000(L为钢丝上两标 志间的长度)。