矿井联系测量
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3. 两井定向： 两井定向的内业计算 。
4. 矿井高程联系测盘 ： 钢丝法导入标高，光电测距仪导入标高。
四 、 复习思考题
1. 联系测量的任务是什么？为什么要进行联系测斟？ 2. 平面联系为什么 义称定向 ？ 3 . 一井定向，两井定向和陀螺定向各有什么优缺点？ 4. 两井定向时为什么要采用假定坐标系进行计算？ 5. 陀螺经纬仪为什么可直接测定为知边方位角？
hAE= a-e
,
hps = f-b
式 中， a、 b、 e、 f 分别为井上、井下水准基点和井上、井下反射镜处水准尺 的读数 。 运用光电测距仪导入标高也要测量两次，其互差不应超过 H / 8000 。
！！
｜ ｜
斗
/
三 、 本章小结
1. 矿井平面联系测ill; ：目的和任务 ； 矿井平雨联系测量的方法。 2. 一井定向：投点，连接（地面连接测量和井下连接测量） 。
H=S - I+ .ti. I
式中， A I 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 hps ，则可按下式计算出井下水准基点 B 的 高程 Ha:
Ha=HA 十hAE -H+h ps
方向值 一一测前方向值 M1 。
第二步 ， 将经纬仪的视准轴大致对准北方 向（对于逆转点法要求偏离陀螺子午线方向不 大于 60’〉。 第三步，测量悬挂带零位值一一斗则前零位，同时用秒表测顶陀螺摆动周期。 测定零位的方法是 ： 下放陀螺灵敏部，从读数目镜 中观测灵敏部的摆动 ， 在分划板上连 续读三个逆转点（即陀螺轴围绕子午线摆动时偏离子午线的两侧最远位置〉的读数 句， 估读 至 0.1 格 ， 并按下式计算零位 ： 第四步 ， 用逆转点法精确测定陀螺北方向值 NT ， 启动陀螺马达 ， 绥医下放灵敏部 ，使 摆幅在 1 ～3 范围内。调节水平微动螺旋使光杯 ’像与分划板零刻度线随时保持重合 ， 达到逆 转点后，记下经纬仪水平度盘读数。连续记录 5 个逆转点的读数 u ，、 U2 、 U3 、 阳、屿， 并按 下式计算 NT: 第五步，进行测 后零位规测，方法同测前零位规测。 第六步，再一两个镜位测定 AB 边的方向值一一恻后方位值 M1 • 第七步 ，计算 TAB 陀：
2mm；井下丈量所得 的两钢丝间 的距离 C'-t:与计算出的距离 C’也l相差应不大于 4mm。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 、飞， 及 Va’、 Vb',
Ve’:
V.. = V
“
＝－一一一一一 ，
c丈 - c计
3
‘
v,, . .. ,,
sin α
＝一一＿.！.＿＿＿ ， sinβ ＝一＿＿＿＿＿.！.＿＿
a sin γb sin γ
c a ’ sin y ’ c'
c
b ’ sin y ’
Slllα ’ ＝一一一－ ， SID p ’ ＝一一－－
c'
②检查测量和计算成果。 首先，连接三角形的三个内 角 α、 p、 γ 以及 α’、 P’、 γ’的和均应为 180。。若有少量残羞 可平均分配到 α、自，或 α’、 p’上。 其次，井上丈量所得的两钢 丝 间的距离 C 立与 按余弦定理计算出的距离 C 年l相差不大于
矿井高程联系测量是解决井上、井下高程系统的统一问题。
2.矿井平面联系测量的任务：是根据地面己知点的平面坐标和己知边的方位角，确定进 下导线起算点的平面坐标和起算边的方位角 。 进行矿井平面联系测量时，传递人材的误差和传递方位角的误差对进下测量的影响过程 大致可用图 8- 1 来说明。
＝一一一＝
s.
. ε5
000 × 2
p'
(180／π × 60)
＝－一一一 ＝
10 000 3 438
2. 91 m
( a)
( b>
图 8-1
． 、． ．
由此可见，方位角的传递误差对井下测 量 的影响是相当大的 。 这也是矿井平面联系测 量 又简称为定向的原因。 3.矿井平面联系测量的方法：主要分为几何来自百度文库向和物理定向两种 。 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 、几何定向
（一〉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 。 一井定向 工作分为摘点〈由地面向定向水平投点〉和连接（地面和定向水平上与悬 挂的钢丝连接）两个部分。 1. 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 的点位和方向角传递到井下。 2. 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 的人材及其连续的方位角 确定井下导线起始点的坐标与起始边的方位角。 连接三角形法的平面示意图 如 图 8-3 所示。
图 8-4
2. 两井定向的内业计算 ①根据地面连接测量的成果，按照导线的计算方法，计算出地面两钢丝 A、 B 的平面
坐标 CxA> YA» Cxa, Ya ）。
②计算两钢丝点 A、 B 的连线在地面坐标系统中的方位角 α础 ：
tanα AB ＝
----"-----"XB XA
Yn - Y.
③以井下导线其始边 A’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（ x'a, Y’a ）。 ④计算 A、 B 连线在假定坐标系中的方位角 α’AB:
马b =TAB 陀十 A 早一γa
式中 Ya--U 点的子午线收敛角。 第三节矿井高程联系测革’
矿井高程联系测量又称导入标高 ， 其目的是建立井上，井下统一高程系统。采用平恫或
斜井开拓的矿井 ， 高程联系测量可采用水准测量话哦三角高程测量 ，将地面水准点的高程传 递到井下 。 采用 竖井开拓 的矿井则须采用专门的方法来传递高程，常用的 竖井导 入标高大方 法有钢尺法，钢丝法和光电测距仪法。
于是可得 ：
A 前 ＝TAB-TAB 陀＝ αAB十 rA- TAB 陀
②在井下定向边上采用两侧回测定陀螺方位角 TAB 饨，如 图 8-6 ( b ）所示。 ③返回地面后，及 时再在已知边 础 上测定仪器常数A 后。 ④计算井下为知边的坐标方位角句。如图 8-7 ( b ）所示 ， α曲 按下式计算 ：
Ha =HA 一 I 十（ a -b )
比~台上挽回
/
二、光电测距仪导入标高如下图所示，光电测距仪导入标高 的基本方法是 ： 在井口附近
的地面上安置光电测距仪，在井 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 I 、 S ，从而计算出井上与井下反射镜 中 心间的铅垂线 H:
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 水准基点。 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近井点到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〉。 第二节矿井平面联系测量 一、概述 为了满足矿井日常生产、管理和安全等需要，要将矿井地面测量和井下测量；联系起来， 建立统一坐标系统。这种把井上、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。 1 矿井联系测量分类： 矿井平面联系测量和矿井高程联系测量。 矿井平丽联系测量是解决井上、井下平面坐标系统的统一问题：
第八章矿井联系测量
一、学习目的与要求
1. 2. 了解矿区控制测量的意义。 了确矿井联系测量任务和目的。
3 . 掌握矿井平面、高程联系测量方法。
二、课程内容与知识点
第一节概 述
矿区控制测量就是在国家一、二等三角网和水准网基础上布设矿区三、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，布设矿区三、四等水准网作为矿区的高程控制。 为了满足矿井建设和生产的需要，建立矿井上、下统一系统，还需在矿井工业广场、井
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 ，在井下一端悬挂以重锤，使其
处于 自 由悬挂状态如下图；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 丝上作标记 (I 为钢丝上两标志间的长度） 。 井下水准基 点 B 的高程 H 可通过下式求得：
tanα AB ＝ 一一一一一一 • •
y~ - y:
xB - xA
⑤计算井下起始边在地面坐标系统 中的方位角 αM
αAl ＝ α·AB 一α’AB
⑥根据 A 点的坐标 CxA> YA ）和计算出的 Al 边的方位角 α川，计算出井下导线各点在 地面坐标系统中的坐标方位 。 三 、 陀螺定向
陀螺定向是运用陀螺经纬仪直接测定井下来知边的方位角。 1. 螺经纬仪的基本原理 它是根据上述陀螺仪的定轴性和进动性两个基本概念特性 ， 并考虑到陀螺仪对地球自转 的相对运动，使陀螺在测站子午线附近作简谐摆动的原理而制成的。 2. 矿用陀螺经纬仪的基本结构 陀螺经纬仪是陀螺经纬仪和定向经纬仪组合而成的定向仪器。现在常用的矿用陀螺经纬 仪大都是上架式陀螺经纬仪 。 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。以逆转点法为例来 说明测定井下未知边方位角的全过程。 ①在地面己知边上采用 2-3 个测回测定仪器常数A 前。 由于仪器加工等多方面的原因，实际 中的陀螺轴的平衡位置往往与测站真子午线的方向 不重合， 它们之间的夹角我们称之为陀螺经纬仪的仪器常数， 并用 A 表示。要在地面己知边 上测定 A ，关键是要测定已知边的陀螺方位角 TAB re• 测定 TAB 陀的方法是 ： 第一步， 在 A 点安置陀螺经纬仪 ， 严格整平对 中， 并以两个镜位观测测线方向 AB 的
£
Hf
c
圃’－3
( 1) 连接三角 形法应满足的条件
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 20m 。
②三角形的锐角 γ 和 γ’要小于 2。。
( a le 与 a’ ／ c’的值要尽量小一些，一般应小 于 1.5 。
( 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 v、 φ 和 y 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 v’、 φ’和 γ’三个角度，并丈量 a’、 b’、 c’， 三条边的边长 。 (3 ）连接三角形的解算 ①运用正弦定理 ， 解算出 α、 p、“、 P’。
＝一一一一一
c丈计 - c
3
V" .. = V....
＝－ 一一一一一， v
c式 ’ － c计 「
3
＝ 一一一一－
c丈 ’ 一 c计
3
③将井上，井下连接图形视为一条导线，如 D-C-A-B-C ＇二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。 （二 〉两井定向 I. 概述 当矿井有两个竖井，且在顶向水平有巷道相同 ， 并能进行测量时，就可采用两井定向 。 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，两井定向的井上， 井下连接测量的示意图见图 8-4 。
4. 矿井高程联系测盘 ： 钢丝法导入标高，光电测距仪导入标高。
四 、 复习思考题
1. 联系测量的任务是什么？为什么要进行联系测斟？ 2. 平面联系为什么 义称定向 ？ 3 . 一井定向，两井定向和陀螺定向各有什么优缺点？ 4. 两井定向时为什么要采用假定坐标系进行计算？ 5. 陀螺经纬仪为什么可直接测定为知边方位角？
hAE= a-e
,
hps = f-b
式 中， a、 b、 e、 f 分别为井上、井下水准基点和井上、井下反射镜处水准尺 的读数 。 运用光电测距仪导入标高也要测量两次，其互差不应超过 H / 8000 。
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三 、 本章小结
1. 矿井平面联系测ill; ：目的和任务 ； 矿井平雨联系测量的方法。 2. 一井定向：投点，连接（地面连接测量和井下连接测量） 。
H=S - I+ .ti. I
式中， A I 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 hps ，则可按下式计算出井下水准基点 B 的 高程 Ha:
Ha=HA 十hAE -H+h ps
方向值 一一测前方向值 M1 。
第二步 ， 将经纬仪的视准轴大致对准北方 向（对于逆转点法要求偏离陀螺子午线方向不 大于 60’〉。 第三步，测量悬挂带零位值一一斗则前零位，同时用秒表测顶陀螺摆动周期。 测定零位的方法是 ： 下放陀螺灵敏部，从读数目镜 中观测灵敏部的摆动 ， 在分划板上连 续读三个逆转点（即陀螺轴围绕子午线摆动时偏离子午线的两侧最远位置〉的读数 句， 估读 至 0.1 格 ， 并按下式计算零位 ： 第四步 ， 用逆转点法精确测定陀螺北方向值 NT ， 启动陀螺马达 ， 绥医下放灵敏部 ，使 摆幅在 1 ～3 范围内。调节水平微动螺旋使光杯 ’像与分划板零刻度线随时保持重合 ， 达到逆 转点后，记下经纬仪水平度盘读数。连续记录 5 个逆转点的读数 u ，、 U2 、 U3 、 阳、屿， 并按 下式计算 NT: 第五步，进行测 后零位规测，方法同测前零位规测。 第六步，再一两个镜位测定 AB 边的方向值一一恻后方位值 M1 • 第七步 ，计算 TAB 陀：
2mm；井下丈量所得 的两钢丝间 的距离 C'-t:与计算出的距离 C’也l相差应不大于 4mm。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 、飞， 及 Va’、 Vb',
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②检查测量和计算成果。 首先，连接三角形的三个内 角 α、 p、 γ 以及 α’、 P’、 γ’的和均应为 180。。若有少量残羞 可平均分配到 α、自，或 α’、 p’上。 其次，井上丈量所得的两钢 丝 间的距离 C 立与 按余弦定理计算出的距离 C 年l相差不大于
矿井高程联系测量是解决井上、井下高程系统的统一问题。
2.矿井平面联系测量的任务：是根据地面己知点的平面坐标和己知边的方位角，确定进 下导线起算点的平面坐标和起算边的方位角 。 进行矿井平面联系测量时，传递人材的误差和传递方位角的误差对进下测量的影响过程 大致可用图 8- 1 来说明。
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由此可见，方位角的传递误差对井下测 量 的影响是相当大的 。 这也是矿井平面联系测 量 又简称为定向的原因。 3.矿井平面联系测量的方法：主要分为几何来自百度文库向和物理定向两种 。 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 、几何定向
（一〉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 。 一井定向 工作分为摘点〈由地面向定向水平投点〉和连接（地面和定向水平上与悬 挂的钢丝连接）两个部分。 1. 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 的点位和方向角传递到井下。 2. 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 的人材及其连续的方位角 确定井下导线起始点的坐标与起始边的方位角。 连接三角形法的平面示意图 如 图 8-3 所示。
图 8-4
2. 两井定向的内业计算 ①根据地面连接测量的成果，按照导线的计算方法，计算出地面两钢丝 A、 B 的平面
坐标 CxA> YA» Cxa, Ya ）。
②计算两钢丝点 A、 B 的连线在地面坐标系统中的方位角 α础 ：
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③以井下导线其始边 A’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（ x'a, Y’a ）。 ④计算 A、 B 连线在假定坐标系中的方位角 α’AB:
马b =TAB 陀十 A 早一γa
式中 Ya--U 点的子午线收敛角。 第三节矿井高程联系测革’
矿井高程联系测量又称导入标高 ， 其目的是建立井上，井下统一高程系统。采用平恫或
斜井开拓的矿井 ， 高程联系测量可采用水准测量话哦三角高程测量 ，将地面水准点的高程传 递到井下 。 采用 竖井开拓 的矿井则须采用专门的方法来传递高程，常用的 竖井导 入标高大方 法有钢尺法，钢丝法和光电测距仪法。
于是可得 ：
A 前 ＝TAB-TAB 陀＝ αAB十 rA- TAB 陀
②在井下定向边上采用两侧回测定陀螺方位角 TAB 饨，如 图 8-6 ( b ）所示。 ③返回地面后，及 时再在已知边 础 上测定仪器常数A 后。 ④计算井下为知边的坐标方位角句。如图 8-7 ( b ）所示 ， α曲 按下式计算 ：
Ha =HA 一 I 十（ a -b )
比~台上挽回
/
二、光电测距仪导入标高如下图所示，光电测距仪导入标高 的基本方法是 ： 在井口附近
的地面上安置光电测距仪，在井 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 I 、 S ，从而计算出井上与井下反射镜 中 心间的铅垂线 H:
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 水准基点。 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近井点到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〉。 第二节矿井平面联系测量 一、概述 为了满足矿井日常生产、管理和安全等需要，要将矿井地面测量和井下测量；联系起来， 建立统一坐标系统。这种把井上、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。 1 矿井联系测量分类： 矿井平面联系测量和矿井高程联系测量。 矿井平丽联系测量是解决井上、井下平面坐标系统的统一问题：
第八章矿井联系测量
一、学习目的与要求
1. 2. 了解矿区控制测量的意义。 了确矿井联系测量任务和目的。
3 . 掌握矿井平面、高程联系测量方法。
二、课程内容与知识点
第一节概 述
矿区控制测量就是在国家一、二等三角网和水准网基础上布设矿区三、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，布设矿区三、四等水准网作为矿区的高程控制。 为了满足矿井建设和生产的需要，建立矿井上、下统一系统，还需在矿井工业广场、井
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 ，在井下一端悬挂以重锤，使其
处于 自 由悬挂状态如下图；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 丝上作标记 (I 为钢丝上两标志间的长度） 。 井下水准基 点 B 的高程 H 可通过下式求得：
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⑤计算井下起始边在地面坐标系统 中的方位角 αM
αAl ＝ α·AB 一α’AB
⑥根据 A 点的坐标 CxA> YA ）和计算出的 Al 边的方位角 α川，计算出井下导线各点在 地面坐标系统中的坐标方位 。 三 、 陀螺定向
陀螺定向是运用陀螺经纬仪直接测定井下来知边的方位角。 1. 螺经纬仪的基本原理 它是根据上述陀螺仪的定轴性和进动性两个基本概念特性 ， 并考虑到陀螺仪对地球自转 的相对运动，使陀螺在测站子午线附近作简谐摆动的原理而制成的。 2. 矿用陀螺经纬仪的基本结构 陀螺经纬仪是陀螺经纬仪和定向经纬仪组合而成的定向仪器。现在常用的矿用陀螺经纬 仪大都是上架式陀螺经纬仪 。 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。以逆转点法为例来 说明测定井下未知边方位角的全过程。 ①在地面己知边上采用 2-3 个测回测定仪器常数A 前。 由于仪器加工等多方面的原因，实际 中的陀螺轴的平衡位置往往与测站真子午线的方向 不重合， 它们之间的夹角我们称之为陀螺经纬仪的仪器常数， 并用 A 表示。要在地面己知边 上测定 A ，关键是要测定已知边的陀螺方位角 TAB re• 测定 TAB 陀的方法是 ： 第一步， 在 A 点安置陀螺经纬仪 ， 严格整平对 中， 并以两个镜位观测测线方向 AB 的
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( 1) 连接三角 形法应满足的条件
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 20m 。
②三角形的锐角 γ 和 γ’要小于 2。。
( a le 与 a’ ／ c’的值要尽量小一些，一般应小 于 1.5 。
( 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 v、 φ 和 y 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 v’、 φ’和 γ’三个角度，并丈量 a’、 b’、 c’， 三条边的边长 。 (3 ）连接三角形的解算 ①运用正弦定理 ， 解算出 α、 p、“、 P’。
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③将井上，井下连接图形视为一条导线，如 D-C-A-B-C ＇二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。 （二 〉两井定向 I. 概述 当矿井有两个竖井，且在顶向水平有巷道相同 ， 并能进行测量时，就可采用两井定向 。 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，两井定向的井上， 井下连接测量的示意图见图 8-4 。