矿山测量课件

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±7cm，后视边方位角中误差不得超过±10″。
3、井口高程基点的精度要求 井口水准基点的高程精度应满足两相邻井口间进行主要巷道
贯通的要求
井口水准基点的高程测量，应按四等水准测量的精度要求测设。
对于不涉及两井间贯通问题的高程基点的高程精度不受此限制。
常采用标尺法和定中盘法
（二）连接 1、概念
把地面上的已知点和定向水平上的永久点与垂球线 连接，简称为连接。
2、连接测量
连接测量分为地面连接测量和井下连接测量两部分。 地面连接测量是在地面测定两钢丝的坐标及其连线的 方位角；
井下连接测量是在定向水平根据两钢丝的坐标及 其连线的方位角确定井下导线起始点的坐标与起始边 的方位角。
利用GPS卫星定位测量测设近井点时，近井点应埋设在 视野开阔处，点周围视场内不应有地面倾角大于10º的成片障 碍物。同时应避开高压输电线、变电站等设施，其最近不得 小于200m。
测量可采用静态定位法。静态定位能够通过大量的重复观测来 提高定位精度。GPS测量必须按1992年我国测绘局发布的《全球定 位系统（GPS）测量规范》进行。在《规范》将GPS网点划分为A、 B、C、D、E五个等级。其中D级和E级分别相当于常规测量的国家 三等点和四等点，近井点测设可采用上述等级。有关技术标准见下 表
两井定向的外业测量与一井定向类似，也包括投点、地面和井 下连接测量，
图3-5两井定向的示意图
由于两井定向时，两根钢丝间不能直接通视，而是通过导线 连接起来的，因此，在连接测量时必须测出井上、井下导线各边 的边长及其连接水平角；同时在内业计算时必须采用假定坐标系。
由于两井定向时，两垂球线之间距离增加，因而减少了投向误 差，这是两井定向的优点。
等 平 均 仪器 级 边长 要求
/km
精度指 标/mm
ab
图形 强度
观测 时段 个数
时段 长
/min
卫星高 度角限 值/º
D 10~5 单 频 或 10 10 ≤10 ≥2 ≥60 ≥15 双频
E 5~2 单 频 或 10 20 ≤10 ≥2 ≥6
≥15
双频
GPS测量数据处理的基本内容为：观测值的粗加工；预处理； 基线向量解算以及GPS基线向量网与地面网数据的综合处理等。
（1）井下经纬仪导线起算边的坐标方位角；
（2）确定井下经纬仪导线起算点的平面坐标x和y；
（3）确定井下水准基点的高程H。
第二节 矿井定向的种类与要求
矿井定向概括来说分为两类： 通过斜井或平峒
几何定向
一井定向
定向
两井定向
物理定向
磁性定向 投向仪定向 陀螺定向
第三节 地面近井点、井口水准基点 及井下定向基点的测设
由于稳定液的阻尼作用，实测的半周期应大于计算值。若小 于计算值，可将实测的半周期代入上式，计算出钢丝自由悬挂的 长度，以便估计接触点的位置； (4)井筒条件允许时，可以乘罐笼或吊桶直接检查钢丝的悬挂。
5 、单重摆动投点
单重摆动投点是通过观测垂球线的摆动,找出其静止 位置并固定起来,然后进行连接测量。
（一）两井定向的外业测量工作
1、投点 两个井筒中各悬挂一根垂球线A和B，投点设备和方法ห้องสมุดไป่ตู้一井定向。
采用单重稳定投点法
2、连接
1）地面连接测量
地面连接测量的目的是测定两个垂球线A、B的平面坐标，由坐 标算出两垂球线的方位角。
从近井点分别向两垂球线A、B测设导线。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，这 样可以减少量边误差对连线方向产生的影响。
图3-1GPS测量数据处理的基本流程
四、地面连测导线的测量
地面有近井点至井口（定向连接点）的连测导线，边数应不超 过3个。
地面连测时，应敷设测角中误差不超过5″或10″的闭合导线或复 测支导线，10″（二级）小三角网作为首级控制的小矿区。 地面连测导线应尽量采用光电测距导线。
图3-2地面连测
第四节 立井几何定向
（一）投点 1、投点的方法
由地面向定向水平投点，简称投点
单重稳定投点〈0.4mm
采用垂球线单重投点法
单重摆动投点
2、投点误差与投向误差
由地面向定向水平投点时，由于井筒内气流、滴水等影 响，使得垂球线在地面上的位置投到定向水平后会发生偏离， 这种偏离称为投点误差。
由投点误差引起的垂球线连线的方向误差，称为投向误差。
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，如D—C—A— B—C′—D′，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
导线可采用一级或二级导线
2)井下连接测量
在定向水平上，连接两垂球线，测设经纬仪导线A′——1—— 2——3——4——B′
导线可以采用7″或15″基本控制导线。 (二、)两井定向的内业计算
图3-6 两井定向的井上下连接 1 、根据地面连接测量的成果，计算两垂球连线的方位角及长度
按照导线的计算方法，计算出地面两钢丝点A、B的坐标(xＡ，yＡ)、 （xＢ，yＢ）；
c2=（xB—xA）2+(y B—y A)2
2 根据假定坐标系统计算井下连接导线 以井下导线起始边A′1为x′轴，A ′点为坐标原点建立假定
坐标系，设B点的假定坐标为(xＢ′，yＢ′)；计算井下导线各连 接点在此假定坐标系中的平面坐标及A ′B ′之间的距离。
c′ 2= xB ′2+ y B ′2
3、测量的计算和检验 用比较井上与井下算得的两垂球线间距离c和c′进行检查，由 于两垂球的向地心性，差值
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
一井定向 两井定向
在一个井筒内悬挂两根垂球线由地面向井下传递 平面坐标和方向的测量工作称为一井定向 。
投点
一井定向工作 连接
二、一井定向方法 一井定向方法有连接三角形法、四边形法和适用
于小型矿井的瞄直法等。本节只介绍常用的连接三 角形法。
′
δ′
δ
γ
α
′
β
γ′
′
（三）一井定向的工作组织
组织要求：精度高、尽量的缩短占用井筒的时间 。
一井定向的工作组织包括：准备工作，地面和定向水平上的 工作以及安全措施等。
三、 两井定向
1.概述
当矿井有两个竖井，且在定向水平有巷道相通、并能进行测量 时，就可采用两井定向。
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。
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。(角的检验）
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2mm；
矿山测量课件
第一节 联系测量的作用和任务
一、概念
联系测量：将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下， 使井上下能采用同一坐标系统所进行的测量工作。 联系测量包括平面联系测量和高程联系测量，即定向和导入高程
二、联系测量的目的和任务
1、联系测量的目的：使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。 2、 联系测量的任务：
图3-7 陀螺仪
左端为一可转动的陀螺，右端为一可移动的悬重，当调节 悬重的位置使杠杆水平时，可以看到陀螺转动后，其轴线的方 向始终保持不变，即可验证定轴性。当将悬重向左移动一小段 距离，即相当于陀螺轴受到一个向下的作用力时，陀螺转动后， 杠杆将保持水平，但将在水平面上作逆时针方向的转动；同理， 将悬重右移一小段距离，即陀螺轴受到一个向上的作用力时， 陀螺转动后，杠杆仍保持水平，但将在水平面上作顺时针方向 的转动，这样即可验证自由陀螺仪的进动性。
测量高程基点的水准路线，可布设成附（闭）合路线、 高程网或水准支线。除水准支线必须往返观测外，其余均可只 进行单程测量。
用三角高程测量时应采用精度不低于J2级的经纬仪测量垂直 角，用测距精度为Ⅱ级的光电测距仪测量边长。
三、利用全球定位系统（GPS）测设近井点
利用全球定位系统进行定位测量的技术和方法称全球定位 系统测量，即导航卫星测时和测距的简称，通常简写为GPS。 在大地测量、工程测量、地籍测量、航空摄影测量等领域显示 出良好的应用潜力和效益。
连接测量的方法很多，这里仅以连接三角形法为例 予以介绍。
图3-4连接三角形示意图
1）.连接三角形应满足的条件
图中三角形ABC和ABC′称为连接三角形。为了提高定向的 精度，在选择井上、井下连接点C、C′时，应使连接三角形 △ABC和△ABC′满足以下三个条件：
（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20m；
5、测量和计算的第二个正确性的检验
将井下连接导线按地面坐标系统，由A算出B点的坐标与按 地面连接算得的B点坐标的相对的闭合差符合井下所采用的连 接导线的精度时，则井下连接导线的测量和计算正确，闭合差 按与边长成比例分配（只对井下导线的坐标加以改正） 。
6、两井定向应独立进行两次，其互差不得超过1′
4 、钢丝的下放和自由悬挂的检查
通常采用以下方法 : (1) 信号圈法 (2) 比距法
比距法是采用比较井上、井下两钢丝间的距离的方法进行检查。
若量得的井上、井下两钢丝间的距离互差不大于2mm，便 认为钢丝是自由悬挂的。