井下控制测量

模块九井下控制测量
任务一井下平面控制测量
任务二井下高程测量
任务一井下平面控制测量
一、概述
（一）目的：
井下平面控制测量的主要目的是在井下建立统一的平面坐标系统，为井下生产提供可靠的数据。

（二）特点：
井下平面控制测量只能以矿井联系测量测得的井底车场内的已知点和已知边作为导线的起始点和起始边，受井下条件所限，只能沿巷道设点，布设成支导线或导线网的形式，井下平面控制测量就是导线测量
（三）等级：
井下导线的的布设，按照“高级控制低级”的原则进行。

井下导线分为基本控制导线和采区控制导线。

基本控制导线精度较高，是井下的首级平面控制。

分为7″级和15″级两种。

主要敷设在斜井或平峒、井底车场、
水平(阶段)运输巷道、矿井总回风巷道、暗斜井、集中上山、下山、集中运输石门等主要巷道内。

采区控制导线的精度较低，是矿井的加密控制，它是以基本控制导线点为基础。

包括15″级和30″级两种。

由主要巷道中的基本控制导线点开始沿采区上山、下山、中间巷道或片盘运输巷道以及其它次要巷道进行敷设。

控制导线得的主要技术指标
（四）井下导线的发展与形式
井下导线往往不是一次全面布网，而是随井下巷道掘进
而逐步敷设。

如图，当由石门处拉门开始掘进主要运输大
巷时，随巷道掘进而先敷设低等级的±15 ″和±30
″导线（如图中虚线所示），用以控制巷道中线的标定和
及时填绘矿图，随巷道掘进每30 ～100m 延长一次。

井下导线的发展
当巷道掘进到300 ～500m 时，再敷设±7 ″和±15 ″级基本控制导线，用来检查前面已敷设的低级采区控制导线是否正确。

当巷道继续向前掘进时，以基本控制导线所测设的最终边为基础，向前敷设低等级控制导线和给中线。

当巷道又掘进300～500m时，再延长基本控制导线。

这样不断分段重复，直到形成闭（附）合导线，如图所示。

形状
交叉闭合导线方向附合导线坐标符合导线
（五）井下经纬仪导线点的分类及编号
井下导线点按照其使用时间长短和重要性而分为永
久点和临时点两种。

导线点应当选择在巷道顶(底)板稳固、通视良好且易于安仪器观测、尽量不受来往矿车影响的地方，
永久导线点应埋设在主要巷道中，一般每隔300 ～500m 埋
设一组三个永久点，以便用测角来检查其是否移动。

永久点的
结构应以坚固耐用和使用方便为原则。

至于临时点可设在棚梁上；也可用水泥或水玻璃粘在顶板上。

测点应进行统一编号。

导线点的编号应力求简单易记，并能根据编号推知测点所在巷道的位置。

用罗马字母、英文
字母以及阿拉伯数字的适当组合可达到上述要求。

注意：在任何情况下，均不得将同一测点给以不同的编号或不同的测点给以相同的编号。

二、井下经纬仪导线测量
（一）仪器安置
井下导线点多设于巷道顶(底)板上，仪器需采用点下对中，另外，巷道内风流较大，锤球质量要在1KG以上，或采用挡风措施。

点下对中步骤：
1.首先在导线点上挂下垂球线，打开三脚架安于垂球下，在保持三脚架头大致水平的情况下，架头中心处于垂球线下方，踩紧脚架。

缩短垂球线或将其挂在一旁。

2.取出仪器安置于三脚架上，调整脚螺旋整平仪器，再将望远镜视线调至水平位置（用竖直角判断）。

3.放下垂球线，移动仪器使垂球尖对准仪器镜上中心。

若仪器中心偏离锤球较多，无法用平移完成对中，需升降架腿进行对中，
4.再整平仪器，再次对中。

由于仪器的对中和整平是相互影响的，因此两者需要反复进行。

（二）水平角的观测
井下测量组一般由5人组成，测角时，观测、记录、前后视照明各一人。

作业前，应根据导线的等级，参照下表选择相应的仪器并进行必要的检校。

工作中要分工明确，互相配合，注意人身和仪器的安全。

井下角度观测，一般用J2或J6级经纬仪，现多用全站仪，用测回法测角。

每一测站上测角时，均应当场检查是否符合限差规定，如果超限，应立即重测。

在倾角小于30°的巷道中，各项限差如下
在倾角大于30°的巷道当中，测量水平角的各项限差可为表规定的1.5倍。

在倾斜巷道中测量边长时，观测竖直角的精度应符合
下表的规定
测量竖直角时，应注意先将竖盘水准管气泡精确居中后，再读取竖盘读数
（三）边长测量
目前，井下导线边长通常用全站仪测量，测角同时即可测边。

钢尺量边，在采区或小矿井使用。

1.钢尺量边
井下边长丈量一般采用悬空丈量的方法，在水平巷道中通常丈量水平距离，在倾斜巷道中一般丈量倾斜距离。

(1)首先用经纬仪视线瞄准前视或后视点所挂垂球线上用小铁钉（或大头针）标出的位置。

(2)用钢尺丈量经纬仪横轴中心至前视或后视点所挂垂球线上用小铁钉标出的位置之间的距离。

2.全站仪量边
用全站仪测量，则边长测量和角度测量是同时进行的。

首先在仪器中设置棱镜常数和气象改正数，当望远镜十字丝中心瞄准后视或前视点上的棱镜中心后，进行测距，显示屏上便显示仪器至反光棱镜的距离，SD为倾斜距离，HD为水平距离。

测距应遵守以下作业要求：
（1）作业前，应对测距仪进行必要的检验和校正；
（2）气压的测定应读至100Pa ，温度的测定应读至1℃；
（3）每条边的测回数不得少于两个，采用单向观测或往返(或不同时间)观测时，其限差为：一测回读数较差不得大于10mm ，单测回间较差不得大于15mm ；往返(或不同时间)观测同一条边长时，化算为水平距离(经气象和倾斜改正)后的互差，不得大于该边长的1/6000；
（四）导线的延长及检查
井下导线都是随巷道掘进分段测设的，逐段向前延测。

基本控制导线每隔300～500米延测一次；采区控制导线随巷道掘进每30～100米延测一次。

为了查在导线延测时所依据的已知点的可靠性，在延测之前，必须对上次所测量的最后一个水平角按相应的测角精度进行检查，本次观测的该水平角与上次观测该水平角的互差，对于井下7″、15″和30″导线分别不得超过20″、40″和80″。

基本控制导线的边长小于15米时，两次观测水平角的不符值可适当放宽，但不得超过上述限差的1.5倍。

如不符合上述要求，应继续向后检查，直到符合要求为止，方可由此向前延测导线。

为避免用错测点，边长也应进行检查。

测量边长时，前后两次量得的差值，不得超过前述各级导线往返测量互差的规定。

如不符合要求，则应退后一个水平角及其边长继续检查，直到满足要求为止。

三、井下经纬仪导线（复测支导线）的内业计算
井下观测工作完成后，应及时整理和检查外业手簿，
确认各观测成果符合《规程》的规定后，方可进行内业计算。

1.分别按往、返测成果计算导线最末边的方位角α
Ⅰ和α
Ⅱ。

2.计算并检核角度闭合差f
β。

f
β
=α
Ⅰ
－α
Ⅱ
3.分配角度闭合差，若往测和返测的中间导线点不完全重合，
则角度闭合差应分别分配，即往测和返测各分配f
β
／2
4.按分配闭合差后的水平角推算往、返测各边的方位角。

5.计算坐标增量和往、返测坐标增量闭合差：
6.计算并检核坐标相对闭合差K：
7.分配坐标闭合差：
8.分别计算往测和返测各导线点的坐标：
四、碎部测量
碎部测量的目的：测得井巷的细部轮廓形状，获得填图资料。

碎部测量包括丈量仪器中心到巷道顶板、底板和两帮的距离（简称量上、量下、量左、量右），测量巷道、硐室的轮廓。

碎部测量
的方法：支距法
巷道碎部测量
小结：
1. 井下平面控制测量的目的、特点、等级、形式
2. 井下经纬仪导线的外、内业
3. 井下碎部测量目的方法
任务二井下高程测量
方法主要有水准测量和三角高程测量两种。

一、概述
1.任务
（1）在井下建立与地面统一的高程系统；
（2）确定井下各主要巷道内水准点与永久导线点的高程以建立井下高程控制网；
（3）巷道掘进时，给定巷道在竖直面内的方向；
（4）确定巷道底板的高程；
2.井下高程点的选设
井下高程点应布设在巷道顶、底板或两帮的稳定岩石中，碹体上或井下永久固定设备的基础上，也可选用井下永久导线点作为高程点。

所有的高程点都应统一编号，并将编号明显地标记在点的附近。

从井底车场的高程起算点开始，每隔300—500米设置一组高程点，每组高程点至少应由三个点组成两,高程点间距离以30～80m为宜。

3.井下高程测量的种类
井下高程测量分为三种类型，即
（1）通过立井导入高程
（2）水准测量
（3）三角高程测量
δ<50时，水准测量
50<δ<80时，即可以用水准测量也可用三角高程测量
δ>80时，用三角高程测量
井下高程测量的类型
二、井下水准测量
1、井下水准测量的观测方法
应选用精度不低于DS10的水准仪和普通水准尺，采用变更仪器高(两次仪器高互差应大于10cm)的方法进行观测。

两次测得的相邻点间的高差互差不大于5mm时，取其平均值作为观测成果。

由于井下高程点有的设在顶板上，有的设在底板上，注意：当水准点设在巷道顶板上时，要倒立水准尺，尺底（零刻度）端顶住水准点。

高差hi的计算公式都是hi＝ai－bi(即后视读数-前视读数)。

只是当高程点在顶板上时，应在读数前加“-”号后，再进行运算。

在计算高差时，可能出现如图所示的四种情况：（1）前后视立尺点都在底板上，
如图所示，
则h=a-b
（2）后视立尺点在底板，
前视立尺点在顶板（尺子须倒立），
如图所示，则h = a+b = a-(-b)
（3）前后视立尺点都在顶板上
（前后视尺均须倒立）
如图所示，则h =b-a = -a-(-b)
（4）后视立尺点在顶板
（尺须倒立），前视立尺点在底板，
如图所示，则h =-a-b = (-a)-b
凡水准尺倒立于顶板时，只须在读数前面加上负号就可参加
计算，那么计算两点间的高差仍和地面一样，等于后视读数减去前视读数。

立尺员应将测点的位置告诉记录员，或用“灯语”显示，使
之在记录手簿上清楚地标注，以便正确地计算高差。

测点在顶、底、左右帮的位置可用符号“┬”、“┴”、“┤”、“├”形象地表示。

井下每组水准点测点间的高差应采用往返测量的的方法测定，往返测量高差的较差不应大于±50√R mm(R 为水准点间的路线长度，以km 为单位)。

如条件允许，可布设成闭合水准路线，其闭合差不应大于50√L mm （L 为闭合水准路线的总长度，以km 为单位）。

三、井下三角高程测量
1、施测方法
井下三角高程测量
井下三角高程测量一般是与经纬仪导线测量同时进行的。

施测方法如图所示
井下三角高程测量一般是与经纬仪导线测量同时进行的。

安置经纬仪于A点，对中整平。

在B点悬挂垂球用望远镜瞄
准垂球线上的标志b点，测出倾角δ，用钢尺丈量仪器中心到b
点的距离L, 量取仪器高i及觇标高v。

由图可以看出，B对A点的高差可按下式计算：
h= Lsinδ+i-v
式中L—实测斜长，δ—垂直角，仰角为正，俯角为负；
i—仪器高，由测点量至仪器中心的高度，测点在底板时
为正值，顶板时为负值。

v—觇标高。

由测点量至照准目标点的高度，测点在底板
时为正值，在顶板时为负值。

当井下经纬仪导线全站仪测距时，在A点安置仪器，在B点安置反射棱镜，并对中整平。

用全站仪测出仪器至反射棱镜中心斜距L，
测出两点间的竖直角δ, A、B两点间的高差
h=Lsin δ+i-v
仪器高和觇标高应在观测开始前和结束后各量一次，两次丈量的互差不得大于4㎜，取其平均值作为丈量结果。

丈量仪器高时，可使望远镜竖直，量出测点至镜上中心的距离。

倾角的观测方法及精度要求
小结：
1. 井下高程控制测量分类及适用条件
2. 井下水准测量方法
3. 井下三角高程测量方法
复习思考题：
1.井下平面控制测量有何特点？
2.简述井下平面控制测量的等级、布设方法及精度要求。

3.井下经纬仪导线有哪几种类型？
4.井下选点时应考虑哪些因素？
5.井下高程测量的目的及其任务是什么？
6.为什么巷道倾角超过8°时，不宜采用水准测量？
7.井下水准测量与地面水准测量相比有何不同？
8.地面三角高程测量与井下三角高程测量有何不同？为什么井下
三角高程测量一般都与经纬仪导线测量同时进行？。