麦垛山煤矿矿井控制测量方案设计方案

麦垛山煤矿矿井控制测量方案设计 方案 地理与人文概况 麦垛山井田位于宁夏回族自治区中东部地区，行政区划隶属灵武市宁东镇和马家滩镇管辖。该矿区交通十分便利，临近 307 国道、银青高速公路 ，距银川市约 82武市以东约 70田内地形为低缓丘陵，区内地势较为平坦。麦垛山矿井是宁东能源化工基地开发建设的主要供煤矿井。麦垛山矿井是宁东能源化工基地规划的大型矿井之一，其产品用户主要为宁东能源化工基地的坑口点厂，煤机二甲醚和煤炭间接液化项目。 矿井设计概况 煤矿全称与归属 垛山煤矿隶属神华宁夏煤业集团有限责任公司，由中煤国际工程集团北京华宇工程公司设计。 井田位置与范围 位于宁夏回族自治区灵武市马家滩镇境内，鸳鸯湖矿区南端，井田北以杨家窖正断面（麦垛山断层）为界，南以第 32 勘探线（地震 ）为界；西以于家梁断层为界，东以红柳井田西部边界（重合）为界，整个井田呈北西 南东条带状展开，井田南北长约 14西宽约 田面积约 65 生产能力、服务年限 根据井田煤层赋存情况及开采条件，设计确定矿井生产能力为 a，矿井服务年限为 102a。 矿井工程概 况 矿井开拓布置与运输方式 矿井开拓布置与运输方式见表 1 1井开拓布置与运输方式 井下开拓 大巷运输 井下开采 2 矿井采用主斜井 副立井、单水平开拓方式，全井田划分为两个分区开采。一分区为 9 勘探线以南区域；二分区为 9 勘探线以北区域，各分区均划分为 3 个每组进行回采。 煤炭运输：采用胶带运输机运输方式； 辅助运输：石门及工作面巷道采用无轨胶轮车运输方式。 采煤方式：采用长臂、一次采全高采煤法。投产时布置两个中厚煤层滚筒采煤机综采工作面，达产时加一个大采高综采工作面。 图 1垛山（投产时）主要矿井主要示意图 开采条件 麦垛山矿井储量丰富，但开采煤层数量大 20 层之多，且煤层厚度及倾角变化均较大。井田内除 2 号、 6 号、 28 号煤层厚度局部厚度变化较大外，其余开采煤层厚度均较小，大部分为局部或大部分可采煤层。煤层厚度及倾角变化以及压茬影响对于工作面布置均产生不利影响。煤层厚度主要影响单位时间内采煤机的割煤能力。煤层倾角主要影响采煤机的割煤速度及工作液压支架的稳定性，影像设备性能的充分发挥。 井口位置 设计确定矿井主副井分场地布置，主井井口位于 20 勘探线井田边界附近、磁 马公路以东处， 副井场地位于井田南部 层以西于家梁周家沟背斜 2005 钻孔附近。麦垛山煤矿副立井、风井及工业广场分布如图 1 3 图 1垛山煤矿副立井、风井及工业广场平面图 井筒施工方法 为了加快矿建进度，缩短建井工期，采取地面预注浆与井筒施工平行作业的方法。副井地面预注浆于 2008 年 10 月 2 日结束。井筒于 2008 年 10 月 26 日开挖，采用普通凿井法施工，成井 250m，在 2008 年 10 月 24 日伞钻凿眼法时，用伞钻探出涌水，涌水量达到 21m3/h。副立井在采用工作面预注浆方案效果不理想的情况下，决定由宁夏回族自治区煤田地质局采用井筒外降水方法保证井筒施工通过第二含水层段，经过几个月的降水施工效果仍不理想，神华宁煤集团公司决定停止井外降疏水施工，采用冻结方案。 2009 年 9 月 28 日，神华宁煤集团及麦垛山煤矿筹建处相关领导召开会议，对华宇公司提交的麦垛山煤矿副立井冻结方案进行了专题研究并确定了此方案，其冻结深度为 对标高），共 232m，井底标高为 据井田煤层赋存情况及开采条件，设计全井田一个水平开拓， 开拓水平标高 +868m，在 11 采区设 +1013m 辅助水平。矿井开拓方式为主斜井、副立井开拓。主斜井采用带式输送机运输煤炭，副立井装备多生摩擦提升机担负矿井人员、设备、材料及矸石的提升任务；井下主运输为条带输送机，辅助运输为无轨胶轮车；矿井通风方式为分区抽出式。（矿井开拓布置与运输方式、开采条件、井口位置、井筒施工方法等） 矿井地质概况 地层分布与特征 副立井井筒检查孔附近未见基岩出露，被广泛的第四季风积砂、黄土和古近系的 4 浅红色粘土所覆盖。据检查孔揭露的基岩地层由侏罗系中统延安组、直罗组。井筒施工过程揭露各地 层由老至新简述如下： 侏罗系中统延安组（ 为一套内陆湖三角洲沉积，是井田的含煤层底层。性为灰、灰白色中。粗粒长石石英砂岩、细部砂岩；灰度、灰黑色粉砂岩、泥岩及煤等组成。 侏罗系中统直罗组（ 为一套干旱、半干旱气候条件下的河流 岩性上部主要为灰白、浅灰、灰绿、灰色的细粒砂岩，灰色、褐色粉砂岩，夹粗、中粒砂岩。中下部以厚层状的灰白、黄褐或浅红色含砾粗粒石英长石砂岩（七里镇砂岩）为主，与其下含煤地层假整合接触。 古近系（ E） 副立井检查孔揭露厚度 岩性主要由浅紫红色粉质粘土及粘土组成，底部为砾岩层。不整合于下伏各地层之上。 第四系（ Q） 为冲、洪积的黄沙土，底部见钙化结核，顶部为现代沉积的风成沙丘和黄土层，覆盖在各地层之上，后 工程地质特征 第四系、古今系地层岩性以粘土为主，根据实验室检测结果均为高液限土体，抗风能力较差，吸水后具有较强膨胀能力，为不良工程土地。侏系直罗组、延安组地层岩性以粉砂岩和砂岩为主，检测结果岩石饱和和抗压强度远小于自然状态或干燥状态下的抗压强度，软化系数普遍小于 易软化的岩石，工程地质条件较差。在井筒掘进中，要采取可靠措施防止不良工程岩土体给井筒造成伤害。 可采煤层与厚度 麦垛山井田地处华北地台、鄂尔多斯盆地西缘折皱冲断带的南北逆冲构造带，断裂、褶曲构造非常发育。井田内含煤地层为延安组，含煤地层平均厚度 5 煤层 30 层，平均总厚 煤系数为 其中编号煤层 22 层，全区可采煤层2 层、大部分可采煤层 11 层、局部可采煤层 7 层。不可采煤层 2 层。可采煤层平均总厚 采含煤系数 其中，主采的 2 煤可采厚度 均 煤可采厚度 均 井田共获得资源量 （地层分布与特征、工程地质特征、可采煤层与厚度、水文地质等） 矿井主要经济技术指标 设计生产能力 投产时 a，达 产时 a，矿井工作制度按每年 330 天，每天 16 小时。 井巷工程量 全矿井移交总工程公司量 81714m，其中岩巷 19836m，半煤岩巷 44436m，煤巷17415m，万吨掘进率 产时总工程量 55578m，其中巷 11142m，煤岩巷 44436m。达产时新增工程量 26136m，其中岩巷 8721m，煤巷 17415m。 地面建筑 麦垛山矿井地面工业建筑总面积为 24710建筑体积为 227338垛山矿井行政公共总建筑面积 41499建筑体积为 199779中联合建筑 7916堂 5200政办公楼 5383班楼 23000 矿井在籍人员 1294 人，其中投产时 1048 人，达产时新增 246 人。采用“四、六”作业制，每天三班作业，一班准备。 矿井全员效率 投产时 ，达产时 。 2. 测区已有测绘资料及成果利用 对测区已有测绘资料的分析 表 2有测绘资料的整理 6 收集矿区内各种已有的测绘资料，包括地形图、交通图、基本矿图、专门矿图、日常生产用图和生产交换图以及基础控制成果（成果表、点之记、网图、技术总结）及鉴定结论等，以级与甲方沟通后甲方提出的其他要求。 对测区已有测绘资料的利用 平面控制资料 为了使矿区坐标系统的一致性，选用国家 B 级 两个控制点 是矿区首级平面控制测量的起算点。 高程控制资料 为使矿区高程系统相一致，故矿区首级水准控制网的高程系统选择 1985 黄海高程系，并且两个二等水准点 3. 测绘基准与执行规范 测绘基准与测绘系统 一个矿区应采用统一的坐标和高程系统。为了便于成果、成图的相互利用，采用国家 3带高斯平面坐标系统。在特殊情况下，可采用任意中央子午线或矿区平均高程面的矿区坐标系统。平面坐标系采用 1954 北京坐标系按 3分带，横坐标加 500 项目 副立井 单位 副立井井口坐标 X m Y m Z +m 副立井井底标高 +m 主斜井斜长 1667 m 主斜井倾角 20 副立井井深 548 m 7 矿区高程尽可能采用 1985 国家高程基准，当无此条件时，方可采用假定高程系统。 执行的测量规范 1) 中华人民共和国能源部制定，煤矿测量规程，煤炭工业出版社， 1989 年； 2) 中国统配煤矿总公司生产局，煤矿测量手册，煤炭工业出版社， 1990 年； 3) 中华人民共和国测绘行业标准全球定位系统（ 量规范 8314 4) 中华人民共和国测绘行业标准国家三、四等水准测量规范 2898设计依据 1) 张国良主编 . 矿山测量学 2008 2) 徐绍铨主编 量原理及应用，武汉大学出版社， 2008 3) 魏二虎，黄劲松主编 量操作与数据处理，武汉大学出版社 ， 2004 4) 胡振琪主编 工业出版社， 2008 4. 生产限差的确定及等级、精度要求 生产限差的确定 按一般采矿工程对测量工作的要求 确定 一般采矿工程对测量工作的要求主要表现在利用矿图来解决采矿技术问题，为满足基本矿图的精度要求，一般采用 为生产限差，即基本矿图上最弱点相对于矿井近井点或井下导线起始点而言的点位极限误差值为 限差值中包括有测量、绘图和用图的误差，若去掉后两项，测量允许误差（对 1： 2000 矿图而）为 右。 按测图与绘、用图精度相匹配的原则确定 绘、用图 的极限误差一般取 上）。若矿图的比例尺为 1： 2000 时，即为 误差值仅指测量误差，不含绘、用图误差。 按井巷贯通的限差确定 平面上中线的允许编差取 程的允许偏差为 误差值仅指测量误差。 8 按由地面向井下指定地点打垂直钻孔的要求确定 当孔深小于 100m 时，可取 1 4m 作为生产限差。 等级、精度要求 矿区首级平面控制网 根据煤矿测量规范对矿区地面平面控制测量的规定（下同），矿区首级平面控制网必须考虑矿区远景发展的需要。一般在国家一、二等平面控制网基础上布设，其等级应依矿区走向长度，参照表 4定。 表 4级控制网等级规格 矿区走向 （长度） 级控制 加密控制 26100 525 5 三 等 四 等 一、二级（小三角、小测边或导线） 四等、一级（小三角、小测边或导线）一级（小三角、小测边或导线） 在满足当前生产建设的前提下，加密网可以采用越级加密控制网的方法。 导线测量水平角观测要求 导线测量水平角观测的技术要求应符合表 4定。 表 4线测量水平角观测要求 等 级 测角中误差 （） 测回数 方位角最大闭合差（） 等导线 四等导线 一级导线 二级导线 5 10 8 6 12 8 4 2 6 4 3.6 n 5 n 10 n 20 n 光电测距导线的布设标准 表 4电测距导线的布设标准 等 级 附（闭）合 一般边长 测距相对 测角中误差 导线全长 9 导线长度 （ （ 中误差 相对闭合差 三等导线 四等导线 一级导线 二级导线 15 10 5 3 25 12 5 10 1/00000 1/40000 1/20000 1/10000 矿区地面高程首级控制网 矿区地面高程首级控制网，一般应采用水准测量方法建立，其布设范围和等级选择，应符合表 4规定。 表 4区地面高程首级控制水准测量布设范围和等级选择 矿区长度（ 首级控制 加密控制 25 525 5 三等水准 四等水准 等外水准 四等水准、等外水准 等外水准 5. 矿井联系测量 矿井联系测量目的与任务 将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下的测量。将地面平面坐标系统传递到井下的测量称平面联系测量，简称定向。 将地面高程系统传递到井下的测量称 高程联系测量 ，简称导入高程。 矿井联系测量的目的是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。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； 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； 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。 联系测量的任务在于 确定： 10 1) 井下经纬仪导线起算边的坐标方位角； 2) 井下经纬仪导线起算点的平面坐标 x 和 y； 3) 井下水准基点的高程 H。 联系测量的主要精度要求见表 5 表 5系测量的主要精度指标 联系测量类别 容许误差 备注 几何定向 由近井点推算的两次独立定向结果互差 一井定向： 2 两井定向： 1 井田一翼长度小于 300m 的小矿井，可适当放宽，但应小于 10 陀螺经纬仪定向 同一边任意两测回陀螺方位角互差 15级： 40 25级： 70 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 井下同一定向边两次独立陀螺经纬仪定向的互差 15级： 40 25级： 70 矿井定向测量 两井几何定向 主要由于井筒直径的限制，一井定向误差相对较大。当矿区有两个立井，且两井之间在定向水平上有巷道相通并能进行测量时，就要采用两井定向，见 示意图见 5主副井两井筒各挂一根垂球线，此两垂球线在井上、井下的坐标方位角保持不变，通过从近井点至主副井的地面测量确定此两垂球线的坐标，并计算其连线的坐标方位角后，再在井下巷道中，用经纬仪导线对两垂球线进行联测，取一假定坐标系来确定井下两垂球线的假定方位角，然后将其与地面上确定的坐标方位角相比较，其差值便是井下假定坐 标系统和地面坐标系统的方位差，这样便可确 定井下导线在地面坐标系统的坐标方位角。 11 麦垛山两井定向示意图1立风回井定向示意图 投点 在副立井、回风立井中各悬挂一根垂球线 ，采用单重稳定投点。单重稳定投点是假定垂球线在井筒内处于铅垂位置而静止不动。 当井筒不深、滴水不大、井筒内气流缓慢、垂球摆动很小、其摆幅一般 被采用。缠绕钢丝的手摇绞车固定在出车平台上，钢丝通过安装在井架横梁上的导向滑轮、自定点板的缺口挂下，定点板固定在一专用的木架上，用以稳住垂线悬挂点的平面位置，使其不受井架震动的影响。在钢丝下端挂上垂球，并将它放在盛有稳定液的水桶中。 定向投点用的设备应符合下列要求：绞车各部件必须能承受投点时所承受荷重的三倍，滚筒直径不得小于 250必须有双闸；导向滑轮直径不得小于 150丝上悬挂的重铊，其悬挂点四周的重量应互相对称。 地面连接测量 从近井点 K 分别向两垂球线 A、 B 测设连接导线 K A 及 K A，以确定 A、 B 的坐标和 坐标方位角。连接导线敷设时，从连接导线应最短，并尽可能沿两垂球线连线的方向延伸，因为此时量边误差对连线的方向不产生影响。可采用级或级导线。 井下连接测量 在井下定向水平，测设经纬仪导线 A 1 2 3 4 B，测设 7或15基本控制导线。 12 精度评估 1) 两垂球连线的方位角及长度计算 = （公式 5 2) 井下连接导线计算 假定坐标系统 坐标原点， 为 x轴方向，即： 推算各点假定坐标，再求出 的假定方位角和垂线间距： （公式 5 （公式 5 3) 内外业检验 ， 井上下垂线间距和的检查： 4) 方位角计算 按地面坐标系统计算井下导线各边的方位角及各点的坐标 （公式 5 5) 坐标计算 根据起算数据、和观测值与导线的测量数据重新计算井下连接导线点的坐标。 6) 精度评定 两井定向时，由于两垂球线间距离大大增加，因而由投点误差引起的投向误差也大大减小，这是两井定向的最大优点 两井定向也和一井定向一样，是由投点、井上连接和井下连接三个部分组成的。因此，井下连接导线某一边方位角的总误差为： （公式 5 式中为投向误差。但此时因两垂球线间的距离 c 加大，投向误差对定向精度的影响就不像一井定向那样起主要作用了。煤矿测量规程规定，两井两次2 2 2 20 +M m m 下上0 6 0 2 2 2 1 . 2M 13 独立定向所算得的井下定向边的方位角之差，不应超过 1。则一次定向的中误差为： 若忽略投向误差，认为井上、下连接误差大致相同，则 7) 地面连接误差评定 至三角点图 5面连接 示意图 如图 5示， 地面连接误差包括由近井点 K 到两垂球线 A、 B 所设两部分导线的误差。为了研究方便起见，假定一坐标系统： y 轴，垂直于 方向线为 x 轴。则 （公式 5 式中： c 两垂球线间的距离； 由结点到垂球线 A 间所测设的支导线误差所引起的 A 点在 x 轴方向上的位置误差， 。 由结点到垂球线 B 间所测设的支导线误差所引起的 B 点在 x 轴方向上的位置误差， 。 n 由近井点到结点间的导线测角数； 由近井点到结点间导线的测角误差。 其中 = 2 1 . 2 2 = 1 5 下上 2 2 2 2 2 2 2= A X Bm m m m c n m 上2 2 2x A x A x A lm m m 2 2 2x B x B x B lm m m 14 （公式 5 煤矿安全规程规定 主副井间距 不得小于 30m。太近不符合规定，太远井底贯通较难。立井一般在 50要为了井上、下生活流程能合理衔接以及井塔、井架施工安装和设备布置需要，也要根据井下运输大巷或石门及地面铁路专用线路的方向和位置、井底车场形式综 合选择。现在多数矿井为 60数已达到 100m。 8) 井下连接误差评定 A 112下连接 示意图 如图 5示， 井下连接误差是由井下导线的测角误差和量边误差所引起的，即 （公式 5 式中， 分别为测角和量边误差所引起的井下导线某边的方位角误差 由井下导线测角误差所引起的连接误差 （公式 5 由井下导线量边误差所引起的连接误差： 考虑到量边中包括系统误差和偶然误差的影响，而量边的系统误差对方位角没有影响，用钢尺量边时： （公式 5 式中 i 为井下导线边 线的夹角。 2 2 2 2= m m m 下12 2 2 2 2s i a c l 15 工作组织 1) 选择连接方案，作出技术设计； 2) 准备定向设备及用具； 3) 检查定向设备与检验仪器； 4) 预先安装某些投点设备并将所需用具设备等送至定向井口和井下； 5) 确定井上下的负责人，负责指挥和联络工作。 仪器设备 主要 仪器设备见表 5示： 表 5要 仪器设备 名称 件数 备注 名称 件数 备注 钢尺 2 小绞 车 2 下钢线、钢尺各一台 拉力计 2 滑轮 2 经纬仪 2 大水桶 1 大垂球 1 100点板 2 小垂球 4 挡风布 2 矿灯 可 视 人 数 而定 温度计 2 个 定中盘 1 安全措施 1) 在定向过程中，应劝阻一切非定向工作人员在井筒附近停留； 2) 提升容器应牢固停妥； 3) 井盖必须结实可靠地盖好； 4) 对定向钢丝必须事先仔细检查，放提纲丝时，应事先通知井下，只有当井下人员撤出井筒后才能开始； 16 5) 垂球未到井底或地面时，井下人员均不得进入井筒； 6) 下放钢丝时应严格遵守均匀慢放等规定，切忌时快时慢和猛停，因为这样最易使钢丝折断； 7) 应向参加定向工作的全体人员反复进行安全教育，以提高警惕。在地面工作的人员不得将任何东西掉入井内，在井盖工作的人员均应配带安全带； 8) 定向时，地面井口自始至终不能离人，应有专人负责井上下联系。 陀螺定向 陀螺经纬仪定向的作业过程 1) 在地面已知边上测定仪器常数 2) 陀螺北与真北不重合，二者的夹角称为仪器常数（）。陀螺北在真北东，为正；反之，则为负。求得仪器常数： 图 5螺仪定向示意图 3) 在井下定向边上测定陀螺方位角 在井下 E， F 和 E， F处进行陀螺定向，则定向边的地理方位角 A 为： 测量要求：测定定向边陀螺方位角应独立进行两次，其互差应小于 40。 4) 仪器上井后重新测定仪器常数 17 5) 仪器上井后，应在已知边上重新测定仪器常数 23 次。前后两次测定的 仪器常数，其中任意两个仪器常数的互差应小于 40 ，然后求出仪器常数的最或是值。 用白塞尔公式评定一次测定中误差。 6) 求算子午线收敛角 7) 地理方位 角和坐标方位角的关系为： 的符号由安置经纬仪的位置确定，在中央子午线以东为正，以西为负。 8) 求算井下定向边的坐标方位角 由上述公式可得出： = 因此井下定向边的坐标方位角为 ： = +平 - （公式 5 粗略定向 在测定已知边和定向边的陀螺方位角之前，首先进行粗略定向，即把经纬仪望远镜视准轴置于近似北。 仪器在测站安置好后，将经纬仪视准轴大致摆在北方向后，起动陀螺马达，达到额定转速后，下放陀螺灵敏部，松开经纬仪水平制动螺旋，用手转动照准部跟踪灵敏部的摆动，使陀螺仪目镜视场移动的光标像与分划板零刻划线 随时重合。当达到摆动逆转点时，读取水平度盘 1； 用同样的方法向反方向跟踪，到达另一点逆转点时，再读取水平读数 2。 锁紧灵敏部，制动陀螺马达。按下式计算近似北在水平度盘上的读数： 转动望远镜摆在 N读数位置，加上仪器常数，这时视准轴就指向了近似北。 精密定向（ 逆转点法 ） 1） 严格整置经纬仪，架上陀螺仪，以一个测回测 定待定或已知测线的方向值，然后将仪器大致对正北。 2） 锁紧摆动系统，启动陀螺马达，待达到额定转速后，下放陀螺灵敏部，进行 18 粗略定向。制动陀螺并托起锁紧，将望远镜视准轴转到近似北方向，固定照准部。把水平微动螺旋调整到行程范围的中间位置。 3） 打开陀螺照明，下放陀螺灵敏部，进行测前悬带零位观测，同时用秒表记录自摆周期 零位观测完毕，托起并锁紧灵敏部。 4） 启动陀螺马达，达到额定转速后，缓慢地下放灵敏部到半脱离位置，稍停数秒钟，再全部下放。如果光标像移动过快，再使用半脱离阻尼限幅，使摆幅大约在 13范围为宜。用水平微 动螺旋微动照准部，让光标像与分划板零刻划线随时重合，即进行跟踪。 跟踪要做到平稳和连续，切忌跟踪不及时，例如时而落后于灵敏部的摆动，时而又很快赶上或超前很多，这些情况都会影响结果的精度。在摆动到达逆转点时，连续读取 5 个逆转点读数 后锁紧灵敏部，制动陀螺马达。跟踪时，还需用秒表测定跟踪摆动周期 螺北方向值：摆动平衡位置在水平度盘上的平均读数 （公式 5 陀螺定向联系测量 图 5螺定向联系测量 示意图 19 1） 投点： 由于立井较深、井筒中淋水、尘雾较大，为了保证精度要求，所以采用钢丝投点法。为尽量减少或不占用井筒的提升时间，垂球线布设在管子间。投点采用单重稳定投点。 2） 地面连接： 由 敷设一级或二级导线至连接点 。在点 架设全站仪与垂球线 A 连接， 测角、量边的精度按煤矿测量规程中执行。本 导线采用 级导线 , 观测两测回。 3） 井下连接： 由陀螺定向边 E F 起基本控制导线至 1、 2、 3 点。 点 E F 1组成一组井下永久导线点，点 2 可采用临时点。在 3 点架仪器与垂球线 A 的稳定位置连测，连接精度要求同导线。 地面连接导线近井点 F E 和井下连接导线 E F 1 2 3 可在与垂球线连接前或连接后进行观测。 井上、下连接导线与垂球线 A 的连接都应独立进行两次，其最大相对闭合差对地面二级导线不超过 1/20000（光电测距导线）和 1/10000（钢尺量距导线），对地面二级导线不大于 1/10000（光电测距导线）和 1/7000（钢尺量距导线）。 4） 定向： 在选定的起始边 E F 上进行陀螺经纬仪定向，求出该边的坐标方位角 。陀螺定向采用逆转点法（见 述） 。 定向可在投点连接前先行完成，也可在连接后再进行。 5） 内业计算：根据地面连接测量的成果，按复测支导线计算垂球线 xA、 计算井下连接导线各边的坐标方位角；取导线起点两次计算平均值作为该点的坐标 。 陀螺经纬仪定向 精度评定 1） 陀螺方位角一次测定中误差 在待定边进行陀螺定向前，陀螺仪需在地面已知坐标方位角边上测定仪器常数。按煤矿测量规程规定，前后共需测定 46 次，由白塞尔公式求出 陀螺方位角一次测定中误差 （公式 5 其中 v 仪器常数的平均值与各次仪器常数的差值； 测定仪器常数的次数。 20 则测定仪器常数平均值的中误差为： （公式 5 2） 一次定向中误差 当按煤矿测量规程要求，陀螺经纬仪一次定向应按下列程序进行： 在地面已知边上采用两测回 (或三测回 )测量陀螺方位角，求得两个 (或三个 )仪器常数； 在井下定向边上用两测回测量陀螺方位角； 返回地面后，要尽快在原已知边上再用两测回 (或三测回 )测量陀螺方位角，再求得两个 (或三个 )仪器常数。 因此，一次定向中误差为： （公式 5 当 井下的定向边有多余条，或用同一台仪器在不同的矿井下进行多余条边的定向时，则可按双次观测列来求算井下陀螺定向方位角一次测定中误差，即： （公式 5 式中 d 同一边两次定陀螺方位角之差； n 差值的个数，即定向边个数。 组织工作 陀螺边定向时需四人，其中一人观测，一人记录，一人照明，一人辅助，在投点时需要的人数最多，需特别注意安全。投点工作结束后，便开始井上、下导线联测，此时地面约需 6，其中一人观测，一人记录，一人辅助，一人负责同井上下联系，井上下导线联测约需 8 人，分工情况与地面大体相同，此外，应由测量工程师一人负责全面指挥工作，地面和井下的测量工作由测量技术员担任。 定向所用的主要仪器设备见 表 5 表 5要仪器设备 名称 件数 备注 名称 件数 备注 钢尺 2 小绞 车 2 下钢线、钢尺各一台 拉力计 2 滑轮 2 经纬仪 2 大水桶 1 21 大垂球 1 130点板 2 小垂球 4 挡风布 2 矿灯 可视人数而定 陀螺仪 1 台 定中盘 1 温度计 2 个 注意事项 1） 必须在熟悉陀螺仪性能的基础上，由具有一定操作经验的人员来使用仪器。 2） 在启动陀螺马达达到额定之前和制动陀螺马达的过程中，陀螺灵敏部必须处于紧锁状态，防止悬挂带和导流丝受损伤。 3） 在陀螺灵敏部处于紧锁状态、马达又在处于高速旋转时，严禁搬动和水平旋转仪器。 4） 在使用陀螺电源逆变器时，要注意接线的正确；使用外接电源时应注意电压、极性是否正确。在没有负载时，不得使用逆变器。 5） 陀螺仪存放时，要装入仪器箱内，放入干燥剂，仪器要正确存放，不要倒置或躺卧。 6） 仪器应放在干燥，清洁，通风良好处，切忌放到热源附近。 7） 仪器用车辆运载时，要使用专用防震包装箱。 8） 在野外观测时，仪器要避免太阳光直接照射。 9） 目镜或其他光学零件受污时，先用软毛刷轻轻拭去灰尘，然后用镜头纸或软绒布揩拭，一面伤光洁度和表面涂层。 矿井导入高程 高程联系测量的任务，就在于把地面的高程系统，经过平硐、斜井或立井传递 到井下高程测量的起始点上。所以我们称之为导入高程。 立井导入高程的方法有长钢尺导入高程、长钢丝导入高程和光电测距仪导入高程和光电测距仪导入高程。 （公式 5 22 （公式 5 通过立井（主井）导入高程的实质，就是如何来求得井上下两水准仪水平视线间的长度l。 钢丝法导入高程 观测工作 1) 井下 在井底车场的巷道内安置水准仪，在 B 点水准尺上读取读数，然后瞄准钢丝，并将水准仪视线与钢丝的交点用标线夹 1 在钢丝上标出。如 图 5丝法导入高程示意图。 丝法导入高程示意图 2) 地面 在井下 1 夹好时，对准一整刻划读取 升钢丝读取夹 3 读数 钢尺第一次提升长度为 然后卸夹在卡于前端整尺分划 应读出 此反复进行； 23 在比长台上读出最后一次后端读数 n，再在 A 点水准尺上读数，对准钢丝夹上 2 夹，再读 A 尺读数 a，量出 1 夹与 2 夹之间的距离； 提升钢尺前后要在井上下测温，取其平均值作井上下平均温度。 内业计算 1) A 点和 B 点之间的高差为： （公式 5 的正负：标线夹 1 在标线夹 2 下面时为正，反之为负。 2) 总改正数中，只需对丈量时所用钢尺的尺长改正和温度改正以及井上下温度不同时影响钢尺长度的改正。 工作组织 1) 井上水准读数、立尺、记录、夹标线各 1 人，比长台读数 1 人，通讯1 人。 2) 井下水准读数、立尺、记录、夹标线各 1 人，通讯 1 人。 精度评定 导入高程均需独立进行两次，也就是说在第一次进行完毕后，改变其井上下水准仪的高度并移动钢尺，用同样的方法再作一次。加入各种改正数后，前后两次之差，按 煤矿测量规程规定 一般取导入高程的误差220， d 为允许误差，约等于井深的 1/8000。 h 0 035022 1220 （公式 5 光电测距仪导入高程 观测方法 24 电测距法导入高程示意图 内业计算 H=+ l （公式 5 其中 S=F， L= 电测距仪的气象、仪器常数等总改正数。 井下水准基点 B 的高程： （公式 5 精度评定 加入各种改正数后，前后两次之差，按 煤矿测量规程规定 一般取导入高程的误差220， d 为允许误差，约等于井深的 1/8000。 6. 井下平面控制测量 25 基本控制导线 沿斜井、平峒、井底车场、运输大巷、回风大巷集中上下山、集中石门等主要巷道敷设。根据煤矿测量规程，井下基本控制导线可分为 7级和 15级两种，基本控制导线的主要技术指标见表 6 表 6本控制导线的主要技术指标 井田一翼长度 （ 测角中误差 （） 一般边长 （ m） 导线全长相对闭合差 闭（附）合导线 复测支导线 5 5 7 15 60200 40140 1/8000 1/6000 1/6000 1/4000 采区控制导线 根据煤矿测量规程采区控制导线也包括 15级和 30级两种，以基本控制导线为基础的加密控制。采区控制导线的主要技术指标： 表 6区控制导线的主要技术指标 采区一翼长度 （ 测角中误差 （） 一般边长 （ m） 导线全长相对闭合差 闭（附）合导线 复测支导线 1 1 15 30 3090 1/4000 1/3000 1/3000 1/2000 经纬仪钢尺导线布设 26 1纬仪钢尺导线布设示意图 如图 6示，对已经进行过平面联系测量的水平（副立井 预计图所示布设成方向附和导线，为。在布设导线点时原则上是使边长尽量长，以米为宜。以副立井 B导线起始边，沿巷道布设导线导线点 1,2n，以陀螺定向边为导线末边，构成方向附和导线。由于导线路线长度超过 2加测陀螺定向边。导线点的编号 :为了制图方便 ,应尽量避免汉字 ,而采用英语字母和数字符号 , 以避免混乱。 布设时注意以下几点： 1) 相邻点间通视好，尽可能点距大些； 2) 巷道连接和交叉口处，应设点； 3) 避免运输干扰，选在远离运输轨道的一侧； 4) 选在巷道支护稳定、安全、便于安置仪器观测处，避开淋水、片帮、落石等不安全因素； 5) 通常由三人完成选埋工作。 角度测量 表 6纬仪导线水平角的观测方法 导线 使用 观测 按导线水平边长分 27 类别 仪 器 方法 小于 15m 150m 以上 对中次数 测回教 对中次数 测回数 对中次数 测回数 7 测回法 3 3 2 2 1 2 在倾角小于 30的井巷中观测水平角时，其限差应符合下表 6定： 表 6纬仪导线水平角的观测限差 仪器级别 同一测回中 半测回互差 检验角与最 终角之差 两测回间互差 两次对中测回 （复测）间互差 20 12 30 表 6斜巷道中测量边长时，观测垂直角的精度 观测方法 纬仪 纬仪 测回数 垂直角互差 指标差互差 测回数 垂直角互差 指标差互差 对向观测（中丝法） 单向观测（中丝法） 1 2 15 15 2 3 25 25 25 25 注意事项： 1) 整直仪器确保脚架稳固 ,认真调焦消除视差后方可进行观 测； 2) 在观测过程中气泡偏离不得超过 1 格 ,否则应在一测回结束后重新整置仪器 ； 3) 采用三架法测角时应特别注意不要碰动仪器 ,以免大返工 ； 4) 不采用三架法测角时 ,前后视宜悬挂重心较好的垂锤 ,减弱风流的影响 ； 5) 若风流较大 ,对中时应采取挡风措施 ； 6) 平斜巷交接处测水平角时应注意严格整平仪器 ,以免超限垂测 ； 7) 在长短边交接的测站上测角时 ,宜采用 “ 后 前 的观 ,测顺序。 边长测量 井下导线边长的丈量可采用光电测距仪或钢尺丈量。 光电测距： 1) 至少 2 测回，每测回中读数互差 10 2) 单程观测时，测回间互差 15 3) 往返观测时，换算成平距后互差其平均边长的 1/6000。 28 钢尺测距 采用普通钢尺量距的技术要求应符合表 6定。 表 6尺量距的技术要求 等级 丈量 方法 定线最大偏差（ 尺段高差互差 （ 往返 测量 次数 读数次数 读数 互差 （ 温度 读至 （） 往返丈量互差的相对误差 一级 二级 悬空 悬空 50 70 5 10 1 1 3 3 2 3 ) 用经过检验的钢尺从仪器横轴中心悬空丈量至前视点大头针标志处 ,三次串尺法 读数 ,其误差不超过 3钢尺须经过比长，丈量时施以标准拉力，悬空丈量并测记温度； 图 6尺测距 悬空丈量 示意图 2) 最小尺段 10m，定线偏差 50 3) 每尺段变换起始读数， 3 次读数都至 度互差 3 4) 各边均往返丈量，各项改正后的平距互差平均边长的 1/6000（当边长 15m 或倾角 150 时，互差平均边长的 1/4000）； 5) 采区导线量边施以经验拉力，不测温度，往返丈量，互差平均边长的 1/2000。 6) 对边厂进行以下改正尺长：改正温度、改正拉力、改正垂曲、改正倾斜、改正归化到投影水准面改正、投 影到高斯平面的改正。 工作组织及仪器设备 钢尺导线 4；光电导线 4 人；记录仪器高，觇标高；巷道上下左右距离；联络信号用灯语。主要仪器设备见表 6 表 6要仪器设备 29 名称 件数 备注 名称 件数 备注 钢尺 2 小垂球 4 拉力计 2 矿灯 可视