第六章 近井控制测量与联系测量
竖井联系测量
竖井联系测量人民交通出版社一、竖井联系测量的任务在隧道施工中，常用竖井在隧道中间增加掘进工作面，从多面同时掘进，可以缩短贯通段的长度，提高施工进度。
这时，为了保证相向开挖面能正确贯通，就必须将地面控制网中的坐标、方向及高程，经由竖井传递到地下去，这些传递工作称为竖井联系测量。
其中坐标和方向的传递，称为竖井定向测量。
通过定向测量，使地下平面控制网与地面上有统一的坐标系统。
而通过高程传递则使地下高程系统获得与地面统一的起算数据。
按照地下控制网与地面上联系的形式不同，定向的测量方法可分为下列四种：1.经过一个竖井定向(简称一井定向)；2.经过两个竖井定向(简称两井定向)；3.经过横洞(平坑)与斜井的定向；4.应用陀螺经纬仪定向。
竖井的联系测量可通过一个井筒、也可同时通过两个井筒进行。
这种联系测量是利用地上、地下控制点之间的几何关系将坐标、方向和高程引入地下，故称几何定向。
平峒的联系测量可通过一个井筒、也可同时通过两个井筒进行。
这种联系测量是利用地上、地下控制点之间的几何关系将坐标、方向和高程引入地下。
由于平峒隧道有进口和出口，导线和水准线路可从隧道两端引进，大大缩短贯通长度。
其作业方法与地面控制测量相同。
斜井的联系测量方法与平峒基本相同。
不同处是隧道坡度较大，导线测量要注意坡度的影响。
另外，斜井大部分为单头掘进，从洞口引进的导线均为支导线，要加强检核，以防止联系测量出现错误。
由于陀螺仪技术的飞速发展，在导航和测量工作中已被广泛应用。
陀螺仪重量轻、体积小、精度高、使用方便，在隧道联系测量工作中，不失为一种经济、快速、影响小的现代化定向仪器。
高程联系测量是将地面高程引入地下，又称导入高程。
显而易见，为使地下隧道(巷道)贯通，地上、地下的控制点必须在同一个坐标系统和高程系统。
地下工程与地面工程的相对位置也必须正确无误；地下建(构)筑物的相对关系，也必须精确。
如此种种，说明联系测量是非常重要的。
几何定向几何定向分一井定向和两井定向。
第12课--近井控制测量和联系测量
矿井测量与矿图单元教学设计（十二）一、教案头二、教学过程设计三、教学内容设计近井控制测量和联系测量讲义平面联系测量一、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。
2.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。
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、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。
连接三角形法的平面示意图如图8-3所示。
（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°。
③ a ／c 与a′／c′的值要尽量小一些，一般应小于1.5。
《矿山工程测量》(矿井联系测量)
第六章 矿井联系测量§6-1 矿井联系测量的目的与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工作，称为联系测量。
将地面平面坐标系统传递到井下的测量工作称平面联系测量，简称定向。
将地面高程系统传递到井下的测量工作称为高程联系测量，简称导人高程。
矿井联系测量的目的就是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统和同一高程系统。
其必要性在于：（1）需要确定地面建筑物、铁路和河湖等与井下采矿巷道之间的相对位置关系。
这种关系一般是用井上下对照图来反映的。
众所周知，由于地下开采而引起的岩层移动，往往波及地面而使建筑物遭受破坏，甚至造成重大事故。
如果采矿工作是在河湖等水体下进行，当地面出现的裂缝与井下的裂隙相通时，河水就有可能经裂缝流人井下而使整个矿井淹没。
因此，我们必须时刻掌握采矿工作是在什么地区的下方进行着，以便采取预防措施。
（2）需要确定相邻矿井的各巷道间及巷道与老塘（采空区）间的相互关系，正确地划定两相邻矿井间的隔离矿柱。
不然，就有可能发生大量涌水及瓦斯涌出，迫使采矿工作停顿，甚至造成重大安全事故。
（3）为解决很多重大工程问题，例如井筒的贯通或相邻矿井间各种巷道的贯通，以及由地面向井下指定的地点开凿小井或打钻孔等等都需要井上下采用同一坐标系统和同一高程系统。
矿井联系测量的仟务在于：(1) 确定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 。
前面两项任务是通过矿井定向来完成的；第三个任务是通过导入高程来完成的。
这样就获得了井下平面与高程测量的起算数据。
§6-2 矿井定向的种类与要求矿井定向概括说来可分为两大类：一类是从几何原理出发的几何定向；另一类则是物理特性为基础的物理定向。
1、几何定向分为：(1) 通过平硐或斜井的几何定向；(2) 通过一个立井的几何定向（一井定向） (3) 通过两个立井的几何定向（两井定向） 2、物理定向可分为：(1) 用精密磁性仪器定向； (2）用投向仪定向； (3) 用陀螺经纬仪定向。
矿井联系测量PPT课件
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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）
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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；
′
δ′
δ
γ
α
′
β
γ′
′
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2、瞄直法
• 在连接三角形中，如使连接点C、C′位于AB延长线上，即瞄直法。 • C、C′精确地设在AB延长线上很困难，所以精度相对很低。适用小型煤矿。
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二、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。
矿井定向概括来说分为两类： 通过斜井或平硐
几何定向
一井定向
定向
两井定向
物理定向
精密磁性仪定向 投向仪定向
陀螺经纬仪定向
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一、一井定向
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 。
定向工作
投点 连接
减小投点误差的方法？ 检查钢丝是否自由悬
挂的方法？
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
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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
矿山测量学试题库（2）1
矿山测量学试题库（2）1一、概念题1近井点：在进行联系测量之前，必须在井口附近的地面埋设永久控制点。
2投点：就是在井筒中悬挂重垂线至定向水平。
3投向误差：由投点误差引起的垂球线连线的方向误差。
4投点误差：由地面向井下定向水平上投点时，由于井筒内气流、滴水等影响致使垂球线在地面上的位置投到定向水平后发生偏离这种限量偏差称--。
5贯通测量：采用两个或多个相向掘进的工作面掘进同一巷道时，为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作。
6中线：巷道水平投影的几何中心线。
7腰线：巷道的坡度线。
8开门子：标定巷道开切点和初始方向的工作。
9联系测量：为了使井上下采用统一的坐标系统和高程系统所进行的测量工作。
10开切点：导线与开切方向线的交点。
二、填空题1井下平面控制分为（基本控制）和（采区控制）两类，基本控制导线按测角精度分为7″和15″两级，采区控制导线按测角精度分为15″和30″两级。
2根据导线测量所用仪器不同分：1.经纬仪-钢尺导线2.光电测距导线3.全站仪导线4.陀螺定向-光电测距导线。
3井下导线点按照其用时间长短分（永久点）和（临时点）。
4井下钢尺量边时每尺段以不同起点读数（3）次，三次测得长度互差不得大于（3mm），导线边长必须往返丈量，丈量结果加入各项改正数之后的水平边长互差不得大于边长的（1/6000），当边长超过尺长时须分段丈量，并打结点。
5钢尺量边改正计算包括：比长改正，温度改正，拉力改正，垂曲改正，倾斜边长化算为水平边长，其他改正。
6联系测量包括（平面联系测量）和（高程联系测量）7井下导线测量须测数据：水平角，边长，竖直角，导线点高程。
8贯通测量分：一井内巷道贯通，两井之间巷道贯通，立井贯通三种类型。
9贯通测量几何要素：坐标方位角，腰线倾角，贯通距离。
井下定向工作内容分为两个部分：投点，和连接。
10测角方法误差分：瞄准误差和读数误差。
11井下测量水平角总中误差由测角方法误差和对中误差构成。
矿井测量规定
5、事故分析制度；
6、资料档案管理制度；
7、测量信息化管理制度；
8、测量仪器、工具管理制度；
9、奖惩制度。
第5条矿井测量工作应当采用集团公司统一使用的平面坐标和高程系统，即1954北京坐标系、1956黄海高程系，采用中央子午线114°、3°带高斯平面直角坐标，特殊情况时，可根据测量工程需要，采用任意中央子午线或高程抵偿面的高斯平面直角坐标。
第44条交换图可人工绘制、计算机绘制。交换方式必须按照集团公司的要求选择：1、打印、晒蓝、复制在纸质介质上；2、复制在移动硬盘或其它磁性介质上；3、通过局域网传输等方式进行交换。
第45条集团公司各生产矿井，都必须按时填绘、报送交换图。各设计、基建、生产部门都应遵守交换图的有关规定，测量业务部门负责交换图管理办法的监督、实施。
变更设计的巷道标定按第25条、第26条的要求进行；恢复施工的巷道应对原中腰线进行检查，视现场情况采取恢复或重新标定。对停掘的巷道，测量业务部门必须在收到“停掘通知书”三天内，测量停掘位置并填绘在施工进度图上。
第30条施工过程中，遇下列情况之一，测量业务部门必须发放安全或业务联系通知书，通知矿总工程师和安监、通风、调度、掘进等部门以及施工单位，及时采取安全措施
第9条生产矿井必须具备符合《煤矿测量规程》、《煤矿地质测量图例》、《煤矿测量规程实施细则》、《电子基本矿图、交换图绘制规程》规定的、完整的测量成果成图资料。
第10条基建矿井的测量工作应符合本规定有关条款的要求，在移交生产时，必须具备第9条规定的、完整的测量成果成图资料，否则，接收方地测部门不予验收。
第24条在集团公司内，井巷开口通知书采用统一格式，其主要内容包括：巷道名称、巷道用途、开口位置（平面坐标和高程）、掘进方位和坡度、巷道设计长度、标定日期，测量数据检核者及矿有关部门签字、矿总工程师签字。通知书要求按规定格式填写，内容齐全、清晰、准确。
联系测量(两井定向)课件
CONTENTS
目录
• 联系测量的基本概念 • 两井定向的原理 • 两井定向的步骤 • 两井定向的应用 • 两井定向的注意事项
CHAPTER
01
联系测量的基本概念
定义与作用
定义
联系测量是将地面坐标系中的平 面坐标和高程，通过测量手段与 井下导线点进行关联，从而确定 井下导线点的三维坐标位置。
定期校准仪器
为了确保测量仪器的精度和准确性，应定期对测量仪器进 行校准和维护。
误差分析
误差来源分析
在进行两井定向测量时，应分析误差的来源，如仪器误差、人为误差、环境误差等。通过 对误差来源的分析，可以采取相应的措施减小误差。
误差传播分析
在进行两井定向测量时，应进行误差传播分析，了解误差的传播规律和影响程度，从而采 取相应的措施减小误差。
在矿山测量中的应用
确定井下控制点
通过两井定向测量，可以确定井 下控制点的位置和坐标，为矿山 的生产、安全和资源开发提供基
础数据。
监测矿体移动
两井定向测量可以监测矿体在开采 过程中的移动情况，及时发现和预 防矿体滑落、崩塌等危险情况。
指导采矿作业
通过两井定向测量，可以精确地确 定采矿作业的位置和方向，提高采 矿效率，降低采矿成本。
CHAPTER
03
两井定向的步骤
测量前的准备
确定测量任务和目标
实地勘察和布点
明确测量任务，确定测量精度和目标 ，收集相关资料和地图。
对测量区域进行实地勘察，选择合适 的测量站点和定向点，并进行标记。
选择合适的测量仪器
根据任务和目标，选择合适的全站仪 、棱镜、反射片等测量仪器。
测量过程
01
矿井联系测量
矿井联系测量1煤矿矿井测量2·教学对象：·四川省内⼩煤矿的地测技术⼈员或拟任地测技术⼈员。
3·教学内容：·⼀、矿井联系测量 4学时·1.近井点和井⼝⽔准基点的测设·2.⼀井定向·3.导⼊⾼程·⼆、井下平⾯测量 4学时·1.井下经纬仪导线外业·2.井下经纬仪导线内业·3.罗盘仪测量·三、井下⾼程测量 4学时·1.井下⽔准测量·2.井下⾼程测量·四、巷道及回采⼯作⾯测量 4学时·1.井下巷道中、腰线的标定·2.巷道掘进验收及采区测量4·教学⽬的：· 通过培训，能够熟练的在实际中对各种巷道的中、腰线的施放⼯作；同时，能绘制采掘⼯程平⾯图、巷道平⾯图、剖⾯图、地形图、井上下对照图及煤层底板等⾼线图、⼯业⼴场平⾯图等图纸；能够进⾏⼀些较为简单的贯通测量及⽅案设计；能进⾏⼀些常⽤的测量误差数据处理。
5·教学重点和难点：· 是通过学习后,怎样尽快的掌握从理论到实践的过程，特别是在矿井测量的中，应付各种复杂情况下的测量⼯作，更要重点掌握的是定向和贯通过程中的外业测量和数据的内业处理；其次，是井下中、腰线的测设和标定以及巷道验收和采区测量。
6·智利矿难给我们的启⽰·智利救援公式， 75%的科学，25%的奇迹。
· 当2010年8⽉5⽇智利发⽣矿井坍塌后，当局曾预计要花四个⽉才能够救出矿⼯。
不过，才经过数周的钻挖，救援⼈员就在上周六成功打通长达2000（600m）英尺的救援隧道。
· 40岁的哈特受访时说：“我实在⽆法形容现在的⼼情。
这真的是很令⼈惊奇的事。
我们奋⽃了那么久，终于到达了井底深处。
现在我们终于可以救出那些矿⼯了……这是我做过的最重要的事。
”89·重要性·1.建⽴矿区地⾯和井下测量控制系统，为煤矿各项测量⼯作提供起算数据；确定地⾯与井下之间的相对位置关系。
矿井联系测量
一＞概念联糸测量：将矿区地面平面坐标糸统和當程糸统传递.到井下, 使井上下能采用同一坐标糸统所进行的测量工作。
联糸测量包括平面联糸测量和嵩程联糸测量，即之向和导入嵩程二、联糸测量的目的和任务1,联糸测量的目的：使地面和井下测量控制网采用同一坐标糸统。
2,联糸测量的任务：C1J井下经纬仪导线起算边的坐标方佞角；(2)确定井下经纬仪导线起算点的平面坐标x和y；(3)确主井下水准基点的當程H。
矿井之向概括来说分为两类:厂通过斜井或平啊厂几何定向J _井定向走向J \两井定向, 、( 该性之向< 物理定向\ 投向仪之向陀螺之向-、近井点和井口水准基点的役置要求1）尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点；2丿每个井口附近应设置一个近井点和两个水准基点；3丿近井点至井口的连测导线边数应不超过三个；二、近井点和井D水准基点的精度要求1、近井网的布设方秦和要求《煤矿测量规程》2、近井点的点住精度要求*.峠近井点可在矿区三、四等三角网、测边网的基础上，用插网、插点和敷设经纬仪导线（钢尺量距或光电量距丿等方法测设。
近井点的精度，对于测设它的起算点来说，其点佞中谖差不得超过±7cm,后视边方住角中誤差不得超过±10”。
3,井口壽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卷道贯通的要求井口水准基点的壽程测量，应按四等水准测量的精度要求测彳殳对于不涉及两井间贯通问题的當程基点的當程精度不受此限制测量嵩程基点的水准路线，可布设成附（闭丿合路线、嵩程网或水准支线。
除水准支线必须往返观测外，其余均可只进行单程测量。
■八■用三角當程测量肘应采用精度不低于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、利用全球定住糸统CGPSJ测设近井点利用全球定佞糸统进行定伐测量的技术和方法称全球定佞糸统测量，即导航卫星测肘和测距的简称，通常简写为GPS。
在丸地测量、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。
联系测量
（二）、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。
B′ A′ B′ A′ θ θ A′
B′
(a)
图(b) 中
tg BB AA AB
(2) 井下导线起算点的平面坐标 x和y； x
(3) 井下水准基点的高程H。
第二节
矿井定向的种类与要求
矿井定向概括说来可分为两大类：一类是从几 何原理出发的几何定向；另一类则是以物理特性为 基础的物理定向。 几何定向分为: (1)通过平硐或斜井的几何定向； (2)通过一个立井的几何定向; (一井定向)；
(3)通过两个立井的几何定向(两井定向)。
物理定向分为： (1) 用精密磁性仪器定向； (2) 用投向仪定向； (3) 用陀螺经纬仪定向。
《规程》规定的联系测量的主要精度要求见表1 表1 联系测量的主要限差
类别 容许限差 一井定向：< 2′ 两井定向：<1′ 备注 井田一翼长度小于300m的 小矿井，可适当放宽限差， 但应< 10′ 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 几何定 由近井点推算的两次独立 向 定向结果的互差
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；
(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。
第四节 立井几何定向
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)。
矿井联系测量的作用与任务
第一节联糸测量的作用和任务一、概念联糸测量：将矿区地面平面坐标糸统和當程糸统传递.到井下, 使井上下能采用同一坐标糸统所进行的测量工作。
朕糸测量包括平面朕糸测量和當程朕糸测量，即之向和导入當程二、朕糸测量的目的和任务1、联糸测量的目的: 使地面和井下测量控制网采用同一坐标糸统。
2、联糸测量的任务：(i)井下经纬仪导线起算边的坐标方佞角;C2J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當程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：厂通过斜井或平啊几何定向定向「或性定向投向仪定向陀螺定向令.-T-第三节地面近井点、井D水准基A ‘笃及井下定向基点的测设-、近井点和井口水准基点的役置要求1J尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点；2丿每个井口附近应设置一个近井点和两个水准基点；3丿近井点至井口的连测导线边数应不超过三个；二、近井点和井D水准基点的精度要求1,近井网的布设方秦和要求《煤矿测量规程》2,近井点的点佞精度要求*.峠近井点可在矿区三、四等三角网、测边网的基础上，用插网、插点和敷设经纬仪导线（钢尺量距或光电量距丿等方法测设。
近井点的精度，对于测设它的起算点来说，其点佞中谖差不得超过±7cm,后视边方住角中誤差不得超过±10”。
3,井口壽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卷道贯通的要求井口水准基点的壽程测量，应按四等水准测量的精度要求测彳殳对于不涉及两井间贯通问题的當程基点的當程精度不受此限制测量嵩程基点的水准路线，可布设成附（闭丿合路线、嵩程网或水准支线。
除水准支线必须往返观测外，其余均可只进行单程测量。
■八■用三角當程测量肘应采用精度不低于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、利用全球定住糸统CGPSJ测设近井点利用全球定佞糸统进行定伐测量的技术和方法称全球定佞糸统测量，即导航卫星测肘和测距的简称，通常简写为GPS。
课件__矿山测量__矿井联系测量(共6张PPT)
钢尺 反射镜
图10-11 光电测距仪导入高程
钢尺 垂球
图10-9 用长钢尺导入高程
钢尺 垂球
图10-9 用长钢尺导入高程
第三二节 第三二节 第二四节 第二四节 第三二节 第三四节 第二三节 第三节 第三节 第四节 第二三节 第三节 第二三节 第二四节 第四二节
一两井井定定向向 一两井井定定向向 一高井程定联向系测量 一高井程定联向系测量 一两井井定定向向
第二节
• 一、原理 • 二、方法 • 1、投点 • 2、连接 • 3、计算
一井定向
近井点
第三节
• 原理 • 方法与步骤 • 1、投点 • 2、地面连接 • 3、井下连接 • 4、计算
两井定向
第四节
高程联系测量
• 1、长钢尺导入标高 • 2、长钢丝导入标高 • 3、测距仪导入标高
测距仪Βιβλιοθήκη 水准仪反射镜两高井程定联向系测量 一两井井定定向向
两井定向 两井定向 高程联系测量 一两井井定定向向 两井定向 一两井井定定向向 一高井程定联向系测量 一高井程定联向系测量
测距仪
水准仪
反射镜
钢尺 反射镜
图10-11 光电测距仪导入高程
第五节
• 1、原理 • 2、方法
陀螺定向
《矿山工程测量》(矿井联系测量)
第六章 矿井联系测量§6-1 矿井联系测量的目的与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工作，称为联系测量。
将地面平面坐标系统传递到井下的测量工作称平面联系测量，简称定向。
将地面高程系统传递到井下的测量工作称为高程联系测量，简称导人高程。
矿井联系测量的目的就是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统和同一高程系统。
其必要性在于：（1）需要确定地面建筑物、铁路和河湖等与井下采矿巷道之间的相对位置关系。
这种关系一般是用井上下对照图来反映的。
众所周知，由于地下开采而引起的岩层移动，往往波及地面而使建筑物遭受破坏，甚至造成重大事故。
如果采矿工作是在河湖等水体下进行，当地面出现的裂缝与井下的裂隙相通时，河水就有可能经裂缝流人井下而使整个矿井淹没。
因此，我们必须时刻掌握采矿工作是在什么地区的下方进行着，以便采取预防措施。
（2）需要确定相邻矿井的各巷道间及巷道与老塘（采空区）间的相互关系，正确地划定两相邻矿井间的隔离矿柱。
不然，就有可能发生大量涌水及瓦斯涌出，迫使采矿工作停顿，甚至造成重大安全事故。
（3）为解决很多重大工程问题，例如井筒的贯通或相邻矿井间各种巷道的贯通，以及由地面向井下指定的地点开凿小井或打钻孔等等都需要井上下采用同一坐标系统和同一高程系统。
矿井联系测量的仟务在于：(1) 确定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 。
前面两项任务是通过矿井定向来完成的；第三个任务是通过导入高程来完成的。
这样就获得了井下平面与高程测量的起算数据。
§6-2 矿井定向的种类与要求矿井定向概括说来可分为两大类：一类是从几何原理出发的几何定向；另一类则是物理特性为基础的物理定向。
1、几何定向分为：(1) 通过平硐或斜井的几何定向；(2) 通过一个立井的几何定向（一井定向） (3) 通过两个立井的几何定向（两井定向） 2、物理定向可分为：(1) 用精密磁性仪器定向； (2）用投向仪定向； (3) 用陀螺经纬仪定向。
矿井联系测量的方法与精度分析
矿井联系测量的方法与精度分析本文通过对常用联系测量方法、流程的探讨，总结出了联系测量的主要环节及各关键环节的注意事项。
分析矿井联系测量在定向过程中的误差来源及减小该误差的措施。
标签：联系测量；一井定向；两井定向；精度分析平面联系测量称为矿井定向。
矿井定向，就是要把地面的平面坐标及方位角传递到井下巷道中的经纬仪导线起始边上，使井上下使用同一坐标系。
矿井定向概括来说可以分为两大类：一类是从几何原理定向的几何定向；另一种则是以物理特性为基础的物理定向，如陀螺仪、投向仪等定向。
1 几何定向的准备工作定向准备工作的完善与否，是定向工作能否顺利我那城的关键之一，必须充分重视。
定向前的主要准备工作大致如下：（1）查看定向用的井筒和井口及井下的情况，踏勘井下的测量路线，以便合理布设投点设备、选择井上下连接图形和测量路线。
（2）选定测量方案，编写定向测量技术设计书。
（3）埋设与定向有关的导线点，并进行连测。
（4）检查投点设备及检校定向用的测量仪器。
准备定向用的工具和木料等。
（5）预先安装某些投点设备和将所需设备、木料运送至定向井口和井下。
2 地面联测导线测量在定向之前，必须在地面井口附近设立作为定向时与垂球线连接到点叫做“连接点”。
由于井口建筑物很多，因而在连接点不能直接与矿区地面控制点同时，以求得其坐标及连接方向，为此还必须在定向井筒附近设立一个“近井点”。
为传递高程，还应设置井口水准基点（一般近井点也可作为水准基点）。
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进行测设。
进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″。
地面由近井点至井口的联测导线，边数应不超过3条。
连测导线需用测角中误差不超过5″或10″的导线敷设，后者只能用于以10″小三角网作为首级控制的小矿区。
导线应敷设成闭合导线或复测支导线。
煤矿测量规范
测量技术管理规范总则………………………………第一章 矿区地面控制测量第二章 矿井测量第一节 联系测量第二节 井下控制测量第三节 采区测量第四节 井下仪器设备的特别规定第三章 施工测量第一节 井口标定及井筒十字线测量第二节 地面建（构）筑物施工测量第三节 井巷施工和提升装备安装测量第三节 贯通测量第四章 测绘资料第一节 煤矿基本矿图第二节 测量原始资料与成果计算资料第三节 新建矿井测绘资料的移交第五章 地表与岩层移动及“三下”采煤观测第六章 征迁及复垦测量工作附则总则一、根据《煤矿测量规程》中的有关规定，结合当前测绘技术发展状况以及公司测量工作实际情况，为加强测量工作基础管理，特制定本细则。
本细则是对《煤矿测量规程》的补充和个别条款的细化。
凡细则内未尽条文或有误之处，均按《煤矿测量规程》原文执行。
二、煤矿测量工作的主要任务包括以下几个方面：1．建立矿区地面和井下测量控制系统，为矿井各项测量工作提供起算数据；2．依据设计，进行采掘、土建、管线和机电安装等工程的测量工作，并在煤矿基本建设和生产各个阶段，对采掘工程是否按设计施工进行检查和监督；3．利用测绘资料，解决矿井生产、建设和改造中提出的各种测绘问题，并为煤矿灾害预防、救护提供有关的测绘资料；4．测绘各种煤矿测量图，满足煤矿生产建设和规划中各阶段的需要；5.定期进行矿井“三量”（开拓煤量、准备煤量和回采煤量）的统计分析，正确反映煤矿采掘关系现状。
按<<生产矿井储量管理规程>>的要求，对煤矿各级储量动态及损失进行统计和管理工作，对煤炭资源的合理开采进行业务监督。
6．建立地表、岩层和建（构）筑物变形观测站，开展本矿区地表与岩层移动规律、采矿和非采矿沉陷综合治理以及环境保护工作的研究，7.根据矿区地表和岩层移动变形参数，设计和修改各类保护煤柱。
参与“三下”（铁路下、水体下和建筑物下）采煤和塌陷区综合治理以及土地征用和村庄搬迁的方案设计和实施；8．进行矿区范围内的地籍测量；9．参与本矿区月度、季度和年度生产计划和长远发展规划的编制工作。
第六章 近井控制测量与联系测量
′
δ′ γ
β
δ
α
β′
'
′
′
'
′
γ
′
′
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二、两井定向
1、概述 当矿井有两个立井，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。 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
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两井定向的示意图
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如果设 e A e B 1m m ，当两垂线间的距离（《煤矿安全 规程》规定两井筒间的最小距离不得小于30m）为 A B 3 m , 则投向误差为：
如果设 e A e B 1m m , A B 3 m ,
e A + eB AB =
则投向误差为：
1 3 8 ''
2 2 0 6 2 6 5 '' 3000
说明：仅1mm的投点误差，引起方位角误差达2′多。 因此要减少投向误差，必须加大两垂球线间的距离c和减少 投点误差e之值。
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GPS定位的原理 测定GPS卫星和用户接收机之间的距离，根据已知的卫星瞬
时坐标，确定用户接受机所对应的点位（三维坐标 X、Y、H） 实质是空间距离后方交会测量
一个测站上求解4个未知量，即3个坐
绝对定位 标分量和1个钟差参数，所以至少必 须同时观测4颗卫星。 GPS定位
分为动态和静态的绝对定位
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两井定向的示意图
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如果设 e A e B 1m m ，当两垂线间的距离（《煤矿安全 规程》规定两井筒间的最小距离不得小于30m）为 A B 3 m , 则投向误差为：
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GPS定位的原理 测定GPS卫星和用户接收机之间的距离，根据已知的卫星瞬
时坐标，确定用户接受机所对应的点位（三维坐标 X、Y、H） 实质是空间距离后方交会测量
一个测站上求解4个未知量，即3个坐
绝对定位 标分量和1个钟差参数，所以至少必 须同时观测4颗卫星。 GPS定位
分为动态和静态的绝对定位
第六章
近井控制测量与联系测量 第一节 概述
一、联系测量的概念
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 的测量，称为联系测量。 联系测量包括以下两部分：
平面联系测量（定向测量）
高程联系测量（导入高程）
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二、联系测量的目的和任务
1、联系测量的目的：统一井上下的坐标系统和高程系统 (1) 需要确定地面建筑物、铁路和河湖等与井下采矿巷道
表3-1 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 25″级: <70″ 向 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″ 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
之间的相对位置关系。
(2) 需要确定相邻矿井的各巷道间及巷道与采空区间的相互 关系，正确地划定两相邻矿井间的隔离矿柱。 (3) 为解决很多重大工程问题，如井筒的贯通或相邻矿井间 各种巷道的贯通，以及由地面向井下指定地点开凿小井
或打钻孔等等。
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2、 联系测量的任务：
（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。 井上下的联系测量是通过埋设于井口附近的近井点和 高程基点（统称为定向基点）为基础进行的。
(1)、概念 在定向水平通过测量把垂线与井下永久导线点联系起来， 这项工作称为连接。 (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。 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。
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根据相邻井口的位置和井下贯通巷道的距离及贯通工程的精 度要求，一般选择C或D级。 GPS的定位测量工作分为：外业和内业 GPS的定位测量主要工作包括：GPS测量的技术设计，选点， 测站标志的埋设，野外数据采集以及成果质量的检核；测后数
据处理及技术总结。
按照GPS的定位测量的工作程序，分为：GPS网的设计，选点 与埋点，外业观测，成果检核与数据处理。
′
δ′ γ
β
δ
α
β′
'
′
′
'
′
γ
′
′
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二、两井定向
1、概述 当矿井有两个立井，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。 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
在平面联系测量中，方位角传递的误差是主要的，因
此把平面联系测量简称为矿井定向。
井下导线起始方位角的误差作为衡量矿井定向的标准。 矿井定向概括来说分为两类： 通过斜井或平峒 几何定向 定向 物理定向
一井定向
两井定向 磁性定向 投向仪定向 陀螺经纬仪定向
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《煤矿测量规程》规定的联系测量的主要精度要求见下表
(a)
(b)
(c)
图6-7 投点误差与投向误差
图(b) 中
tg
B B A A AB
图(c)中
tg
A A B B AB
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设AA′=eA，BB′=eB 且由于θ很小，则(c)图中的θ可 简化为：
e A + eB AB
206265 ''
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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； 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，E—D—C—A— B—C′—D′—E′，按照导线的计算方法求出井下起始点 D′的坐标及井下起始边D′ E′的方位角
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二、测定方法
1、全球定位系统（GPS）的基本概念 1973年起步建设，1994年完成。 24颗卫星组网，包括三颗备用卫星，分布在6个轨道面内。 具有全天候、连续定时的三维定位、测速、导航、授时、 抗干扰、保密功能。 地球上任何地方至少可见4颗GPS卫星。 广泛应用于大地测量、工程测量、控制测量、矿山测量、 精密工程测量、导弹制导、速度测量等多领域。
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表6-1 各等级GPS测量的基本技术规定
级 别 D ≤8 E ≤10
项目
闭合环或附合路线的 边数 相邻点间的平均距离
A ≤5 300
B ≤6 70
C ≤6
10～15 5～10 0.2～0.5
表6-2 各等级接收机选用
等级 单频/双频 观测量至少 有 同步观测接 受机数量 AA 双频/全波长 L1、L2载波 相位 ≥5 A 双频/全波长 L1、L2载波 相位 ≥4 B 双频 L1、L2载 波相位 ≥4 C 双频或单频 L1载波相位 ≥3 D、E 双频或单频 L1载波相位 ≥2
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载波信号
空间星座部分 发射信号
测距码
数据码
监控站：接受卫星下行数据并传至主 控站 GPS 地面监控部分 主控站：卫星轨道估计、卫星控制、 定位系统管理 注入站：卫星轨道纠正信息、钟差纠 正信息，控制命令的上行注入卫星 GPS接收机 用户部分 数据处理软件 微处理机其终端设备
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。
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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。 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。
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1）连接三角形应满足的条件 为了提高定向的精度，在选择井上、井下连接点C、C′时，
应使连接三角形布设成延伸三角形。即尽可能将C、C′设置在 AB的延长线上，且靠近一根垂球线，使γ和γ′小于2°。
图6-8 连接三角形示意图
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2）连接三角形法的外业
′
δ′ γ
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（3）减少投点误差的主要措施： 1)尽量增大两垂球线间的距离，并选择合理的垂球线位置; 2)定向时最好减少风机运转或增设风门，以减少风速； 3)采用高强度、小直径的钢丝，适当加大垂球重量，并将垂球
浸入到稳定液中;
4)减少滴水对垂球线及垂球的影响。
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3、连接
β
δ′
′
β′ ′
γ
′ ′
2 及 1 7 8 ，
''
''
a c
， ''
''
b c
''
b' c ''
②检查测量和计算成果
( ')
a' c
， ( ') ''
''
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）
采用垂球线单重投点法
单重摆动投点
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(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。
B′ A′ B′ A′ θ θ A′ B′
'
如果不考虑井下导线测量的误差， 即井下导线的几何形状不变
515
'
e5
S 5 Si
e i —点i至起始点1的距离
若导线有更多点 e i
—3438′（1弧度的分数）
所以：离起始点越远，由方位角误差所引起的导线各点点位
误差就越大。