中国矿业大学环境与测绘学院

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矿山测量课程设计测绘工程2008级

目录

一、目的和任务3

二、地面近井点的测设3

三、立井定向 4

3.1两井定向方案4

3.2陀螺定向方案6

3.3两井定向方案和陀螺定向方案的推算对比6

四、高程联系测量 6

煤矿井下平面控制测量和高程控制测量6

目的和任务6

井下控制的要求6

井下导线点和水准点的设置6

井下导线测量方法 6

井下高程测量方法 6

井下控制网型的布设6

附录—16

附录—26

附录—3精度表6

附录—4 优化设计模拟控制点成果表6

附录—5 优化设计模拟数据精度表6

附录—6 点位误差 6

附录—7 点间误差 6

附录—86

课程设计感想 6

矿井联系测量

一、目的和任务

矿井联系测量就是将地面上的平面坐标系统和高程坐标系统传递到井下的测量。目的就是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。

联系测量的主要任务是：

（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。

二、地面近井点的测设

（1）地面近井点的精度要求

⒈近井点测量精度的要求

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，及GPS等方法测设。对于一般网型，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″。

GPS测量必须按照1992年我国测绘局发布的《全球定位系统（GPS）测量规范》进行，近井点可以采用D级和E级测设。

⒉井口高程基准的精度要求

井口水准基点的高度精度应该满足相邻井口间进行主要巷道贯通的要求，由于两井间进行主要的巷道贯通时，高程上允许的误差是，则其中误差为

，一般要求两井口水准基点相对的高程中误差引起的贯通点K在z轴方向

上的偏差中误差不超过=±0.03m。所以近井点高程测量，可以应该采用四等水准测量的精度要求测设。

（2）近井点布设方案

本次近井点(水准基点)通过GPS进行布设,使用Trimble5800、5700GPS接收机,利用国家四等控制点为起算点,采取插网方式建立矿井E级GPS近井网,布网形式为同步图形扩展式。测设了主井近井点坐标和高程。

三、立井定向

《煤矿测量规程》规定的联系测量的主要精度要求

陀螺经纬仪定向同一边任意两测回测量陀螺方

位角的互差±15″级：＜40″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

±25″级：＜70″

井下同一定向边两次独立陀螺

经纬仪定向的互差

±15″级：＜40″

±15″级：＜60″

实际定向精度与规程限差要求

定向方法两次独立定向个数

（″）

备注

估算值规定值（′）

一井定向78251′40″2

=4

两井定线851352″1

3.1两井定向方案

本次设计方案的矿山有主井和副井各一个，因此投点时在两个井筒内各挂一根垂球线，采用单重稳定投点。

投点时必须采用有效的措施减小投点误差，这些主要措施包括：

<1>定向时最好停止风机运转或增设风门，以减少风速；

<2>采用小直径、高强度的钢丝，建议采用80kg重的垂球，并将垂球浸入稳定液中，并在大水桶上加挡水盖以减少滴水对垂球的影响。要求最后投点误差不超过2mm。3.1.1井上连接测量

选择煤仓附近的控制点作为近井点，通过GPS确定出两个控制点的坐标。分别向两垂球线A、B测设连接导线，以确定A、

B的坐标和AB的坐标方位角。测设导线的等级为5″，使用经纬仪，2个测回数观测水平角，测角中误差为±5″；使用钢尺量边，测设至A的导线时和B的导线时，量边的偶然误差系数a都选择0.0003，系统误差系数b都选择0.00005。另外，使用

仪器观测时，同一测回中半测回互差不超过20″，两测回间互差不超过12″，两次对中测回间互差不超过30″。据此，布设地面连接导线的形式，如下图所示：

设计方案采用了由一个控制点向相应的两垂球进行测量的连接方案，采用如下公式预计误差：

（1）

（2）

（3）

3.1.2井下连接测量

井下的井底车场中，布设井下连接导线，导线采用7″基本控制导线，使用经

纬仪观测水平角，测角中误差为±7″，测角的方法和限差与地面连接的导线的测设过程相

同。使用钢尺进行量边，量边时要加入比长改正，温度改正，拉力改正，垂曲改正等改正项，

然后最终将导线的边长化算到高斯平面上。量边的偶然误差系数a取0.0003，系统误差系数b

取0.00005。据此，布设井下连接导线的形式如下：

井下连接测量误差主要由井下导线的测

角误差和量边误差所引起的，即：

式中，分别是测角和量边误差所引起的井下导线某边的方位角误差。

由于已经采取了种种措施减小投点误差的影响，并且两井定向时两垂球线间的距离很大，此时投向误差对定向精度的影响已经基本不再起作用了，所以可以忽略投向误差。那么两井定向误差的总误差公式为：

3.2陀螺定向方案

方案二采用陀螺定向方案。陀螺经纬仪采用国产陀螺经纬仪，陀螺经纬仪的观测顺序按3（测前地面测定仪器常数次数），2（井下测定定向边陀螺方位角次数），3（测后地面测定仪器常数次数）进行操作。

该方案的具体实施步骤如下：

（1）在地面已知边上测定仪器常数

（2）在井下定向边上测定陀螺方位角

（3）仪器上井后重新测定仪器常数

（4）求算子午线收敛角

（5）求算井下定向边的坐标方位角

注意在启动陀螺马达达到额定转速之前和制动陀螺马达的过程中，陀螺灵敏部必须处于锁紧状态，防止悬挂带和导流丝受损伤。