矿井联系测量与控制测量在岭头煤矿超层越界开采检测中的运用

1、摘摘 要要 本文阐述了在进行超层越界开采检测的过程中,测量工作 者所要进行的必要的矿山测量工作,着重介绍了在井下进行的 平面和高程控制测量、矿井的联系测量以及以南方 cass 软件 为平台所进行的一些矿图的具体绘制等过程，并结合临汾市尧 都区岭头煤矿是否越层越界开采的实例着重阐述矿山测量的实 际应用情况。 【关键词关键词】控制测量、矿井联系测量、cass 软件、超层越界开 采。 abstact lose here in this paper, ultra-layer cross-border exploitation of the process of detection, measureme

2、nt of workers necessary to carry out the work of mine surveying, highlighted in the underground control plane and elevation measurements, mine surveying, as well as links to the south cass software as a platform by a number of mining plans, such as the specific process of drawing, combined with ling

3、tou yaodu district coal mine in linfen city, the more layers are examples of cross-border exploitation of mining focuses on the practical application of measurement. text to be translated into. 【keykey wordswords】 control survey, mine contact measurement, software, super-layer ,cross-border mining 目

4、目 录录 第一章 绪论.1 第一节 测区概况 .1 第二节 测量的目的任务 .3 第三节 资料的收集 .3 第二章 超层越界开采检测的技术与要求.3 第一节 矿井联系测量 .3 一、矿井联系测量的目的与任务 .3 二、地面近井点、井口水准基点及井下定向基点的测设 .4 第二节 井下控制测量 .7 一、井下平面控制测量 .8 二、井下高程测量的目的与任务 .11 三、井下水准测量 .12 四、井下三角高程测量 .13 五、井下高程导线的平差 .14 第三节 cass 软件的运用.14 一、cass“无码法”编辑成图方式 .15 二、地貌符号的绘制 .17 三、文字注记 .18 四、图形的分幅与整

5、饰 .19 五、利用cass7.0 绘制采掘工程平面图的实例.20 第三章 项目的实施.24 第一节 作业依据 .24 第二节 工程技术支持 .25 第三节 控制测量 .25 一、选点埋石 .25 二、平面控制测量 .25 三、高程控制测量 .27 第四章 资料的检查验收.29 一、全面检查 .29 二、控制成果检查 .29 三、采掘工程平面图、断面图的检查 .29 四、作业成果评定 .30 第五章 结论.30 参考文献.32 致 谢.33 第一章第一章 绪绪 论论 煤碳是我国的主要能源输出，在我国国民经济中具有及其重要的作用，及时准 确地掌握矿山矿产资源的变化情况, 避免能源浪费，这对于规范

6、煤矿企业的资源管 理和促进矿业经济的可持续发展具有非常重要的现实意义。 第一节第一节 测区概况测区概况 测区位于临汾市尧都区西部约 20km 处的岭头村境内，行政区划隶属临汾市尧都 区枕头乡管辖。总体地势呈中部高，四周低。最高点在井田中部的山梁上，其海拔 标高为 909.0m，最低点在井田东部边缘的沟谷中，其海拔标高为 715m，相对高差 194m，属低山区，剥蚀侵蚀型山垣地貌。本区交通以公路为主。自井口向东北方 向约 200m 与临汾乡宁公路（309 国道）相接，自交接点沿临汾乡宁公路向东方 向约 20km 可达南同蒲铁路临汾煤焦发运站。并在此与大（同）运（城）高速公路、 霍（县）候（马）一

7、级公路及南同蒲铁路相接。可谓交通条件可为便利（详见交 通位置图） 。 第二节第二节 测量的目的与任务测量的目的与任务 为确定临汾市尧都区岭头煤矿是否越层越界开采，受临汾市尧都区国土资源局 委托，山西省第五地质工程勘察院于 2008 年 3 月 13 日(首次)和 2008 年 3 月 22 日 (打开可疑密闭)对临汾市尧都区岭头煤矿进行了测量工作。 第三节第三节 资料的收集资料的收集 一、测区所使用的平面控制系统为平面控制坐标系统采用 1954 年北京坐标系， 高程控制采用 1956 年黄海高程系统。临汾市尧都区国土资源局提供了临汾市测绘院 2007 年 2 月施测的该矿近井点坐标，jj1（

8、x=3993622.038，y=37526468.535，h=710.009） ， jj2（x=3993585.712，y=37526491.640，h=721.861） 。 二、测量依据 1 全球定位系统(gps)测量规范(gb/t18314-2001) 2.煤、泥炭地质勘查规范(dz/t0215-2002) 3.煤炭资源储量核查地质报告编写提纲(山西省地质矿产科技评审中心) 4.工程测量规范(gb50026-93) 5.煤矿测量规程 6.地质矿产勘查测量规范(gb/t18341-2001) 7.煤田地质勘探常用规范标准汇编 第二章第二章超层越界开采检测的技术与要求超层越界开采检测的技术与要

9、求 第一节第一节 矿井联系侧量矿井联系侧量 一、矿井联系测量的目的与任务一、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,称为联系测量。将地面 平面坐标传递到井下的测量称为平面联系测量，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。 联系测量的任务在于：确定井下经纬仪导线起算边的坐标方位角；确定井下经 纬仪导线起算点的平面坐标 x 和 y；确定井下水准基点的高程 h。 二、地面近井点、井口水准基点及井下定向基点的测设二、地面近井点、井口水准基点及井下定向基点的测设 为了把地面

10、坐标系统中的平面坐标及方法传递到井下去，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的点，叫做“连接点” 。由于井口建筑物 很多，因而连接点不能直接与矿区地面控制点通视，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“近井点” 。为传递高程，还应设置井口水准基点 （一般近井点也可以作为水准基点） 。 （一）近井点和水准基点选点、埋石和造标的基本要求 近井点和井口水准基点是矿山测量的基准点，在建立近井点和井口水准基点时， 应满足下列要求： 1、尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点。当近井点必须设置于 井口附近工业厂房顶上时，应保证观测时不受机械震动的影响和便于

11、向井口敷设导 线； 2、每个井口附近应设置一各尽井点和两个水准基点； 3、近井点至井口的连测导线边数应不超过三个； 4、多井口矿井的近井点应统一合理布置，尽可能使相邻井口的近井点构成三角 网中的一个边，或力求间隔的边数最少； 5、近井点和井口水准基点标石的埋设深度，在无冻土地区应不小于 0.6m，在 冻土地区盘石顶面于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； 7、在近井点及与近井点直接构成三角网边的点上，宜用角钢或废钻杆等材料建 造永久觇标。 （二）利用全球定位系统（gps）

12、测设近井点 1、全球定位系统（gps）简介 gps 即全球定位系统（global positioning system）是美国从本世纪 70 年代 开始研制，历时 20 年，耗资 200 亿美元，于 1994 年全面建成，具有在海、陆、空 进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近 10 年我国 测绘等部门的使用表明，gps 以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢 得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、 运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多 种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。 全球定

13、位系统（global positioning system）是美国第二代卫星导航系统。是 在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和 子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分 组成。 按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用 24 颗高度约 2.02 万千米的卫星 组成卫星星座。21+3 颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为 11 小时 58 分，分布在 六个轨道面上（每轨道面四颗） ，轨道倾角为 55 度。卫星的分布使得在全球的任何 地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图 形（dop） 。这就提供了

14、在时间上连续的全球导航能力。 地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有 gps 用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算 机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设 在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集各监控 站对 gps 卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗 gps 卫星的轨道和卫星钟改 正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空 时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗 gps 卫星每天进行 一次，并在卫星离开注入站作用范围之前

15、进行最后的注入。 gps 定位技术的原理比较简单：卫星向地面接收机发射带有测距码的载波信号， 卫星的轨道是已知的（x,y,z）,那么地面点在某一时刻通过对接收到的卫星信号进 行分析就可以得到卫星到地面点的距离，那么只需要 3 颗卫星就可以定出地面点的 位置，但是接收机的时钟是不准确的，所以需要同时接收 4 颗卫星的信号（4 维） 才能准确地交会定出地面点的位置。 2、gps 外业观测 gps 观测作业需要预先制定观测计划，作业时统一调度指挥。但由于实际情况 错综复杂，执行时要灵活处理。对于按 13 级导线技术要求实施的 gps 点观测，在 执行预定作业计划的原则下，可以根据测站观测条件、交通条

16、件、基线长度的因素， 做出改变测段间公共点设置，适当地缩短或延长观测时间等改变。 (1) gps 网点的选点原则 选取 gps 网点应满足下列基本要求： 点位周围应视野较开阔，如公园、运动场、地面停车场内或建筑物楼顶，以 利于安置接收设备和扩展、联测。 gps 网点视场内不应有大于仰角 15的成片障碍物，以免阻挡来自卫星的信 号接收。 选定能便于长期保存，稳定坚固的地方设点，国家和地方基准点应埋设固定 的标石或仪器墩用于安置接收机天线、墩标设于楼顶时，要对大楼的稳定性和形变 定期监测。 gps 网点应避开高压输电线、变电站等设施，其最近处不得小于 100m，同时 距离省市级强辐射电台、电视台、

17、微波中继站不得小于 300m，需要在这些地点设站 时，必须在停止播发的时间段上进行定位作业。 交通便利点位离开附近可通轻便车的道路不应超过 500m，且在点位 30m 内有 足够的空间安置接收机和方便操作进行。 gps 网点应避开对电磁波接收有强烈吸收和反射影响的金属和其他障碍物， 侧面倾向测站的各种平面物体，大范围水面等等。 (2) gps 外业观测注意事项： 所有接收机统一设置历元间隔和高度角限制，由于在基线解算时还可以设置 这两个参数，所以这两个参数设置应以较低为好。 统一点号编排规则，防止出现同点不同名或不同点同名的混乱情况。 严格执行作业规定。精确整平、对中、量取仪器高，开机后仔细输

18、入点名、 仪器高等参数，并立即通知调度人员开始记录时间。 gps 选点原则上要求无线电信号干扰源，如电视台、微波站、水面、建筑物 玻璃幕墙等能反射电磁波的物体等，但在实际工作中，是难以避免的。对于观测条 件较差的点，观测时应对其周围障碍物的方位、高度及该方向的卫星编号做出记录， 以供内业基线解算时参考。实践经验表明，枝叶茂盛的树木、近距离的建筑物玻璃 幕墙等对观测成果的危害远大于无线电干扰源，应予以特别重视。 一个测段结束后的迁站过程，若时间较长，保持不动的接收机可以暂时关机 以节省电力，但在同一 gps 日内重新开机时，必须改变测段数，否则会覆盖已测数 据。 (3) gps 内业数据处理 基

19、线解算及平差 基线解算及平差工作因采用的软件不同而略有差异，但是大体上可分为以下步 骤： a、将 gps 接收机内的数据调入计算机。 b、设置解算参数（高度角、历元间隔、参考星等）或采用默认参数，选择观测 文件打开，进行基线解算。 c、对于不合格基线可以尝试改变参数重新解算。在同步观测 gps 接收机数量较 多，多余观测基线较多的情况下，对于不合格的基线或质量较差的基线，则可以直 接删除。 d、进行三维无约束平差，检验 gps 的基线内符合精度。 e、输入坐标系参数及已知点平面坐标数据，进行二维约束平差，在平差过程中 完成坐标系统的转换。 f、输入已知高程数据，通过数学拟合的方法，将大地高转换

20、成正常高。 gps 内业数据处理的注意事项： a、gps 精度与网形关系不大，允许各级 gps 网一次性观测及数据处理。但是若 基线长度太短，则该基线平差后相对误差可能达不到规范要求。 b、若三维平差精度很高，二维约束平差精度不合格，则是已知数据存在问题。问题主要有： 已知数据与观测数据不兼容。由于归算变形近似成比例，二维约束平差数据模型设置了尺度 比参数，不会产生不兼容问题。因此不兼容问题是三维空间基线转换为高斯平面上二维基线时， 所采用的中央子午线与已知点所属坐标系统的中央子午线不同所致。已知点质量不高甚至包 含错误。对于前一种情况，需要将两者统一，若已知点所属坐标系中央子午线远离测区，则

21、应 将其作换代计算。对于后一种情况，关键是要分析，是整体精度不高还是个别点错误。若是个 别点错误，只要删除即可。若是整体精度不高，则为了保持 gps 网的较高相对精度，不能采用 强制约束平差的数据处理方法。 第二节第二节 井下控制测量井下控制测量 在工程建设区域内，以必要的精度测定一系列控制点的水平位置和高程，建立 起工程控制网，作为一系列测量的依据，这项测量工作称为控制测量。地面控制网 的布网原则：由大到小逐级控制；具有足够的密度；具有足够的精度；要有统一的 技术规格。它一般是以三角网的形式布设。 井下控制测量也包括平面控制测量和高程控制测量。它的坐标系统及高程系统 与地面坐标控制系统一致，

22、是由地面坐标系统和高程系统从井筒或斜井传递到井下， 求出与地面坐标系统一致的井下经纬仪导线的坐标。井下由于受巷道通视限制，控 制测量的作业与地面导线测量有明显的不同。井下机器作业使空气污染、光线暗淡、 井巷限制、通视情况不好，加之松石等安全因素，测量工作较地面困难得多。如何 克服上述因素，保证矿山井巷贯通测量的质量，是矿山测量工作者的重要任务。 一、井下平面控制测量一、井下平面控制测量 由于受井下巷道条件的限制，井下平面控制均以导线的形式沿巷道布设，而不 能像地面控制网那样可以有测角网、测边网、gps网和交会法等多种可能方案。井下 平面控制测量的目的是建立井下平面测量的控制，作为测绘和标定井下

23、巷道、硐室、 回采工作面的平面位置的基础，也能满足一般贯通测量的要求。 井下控制导线的布设也同地面一样有选点、埋点、测角、量边、坐标计算等。 只是井下测量的作业与地面有明显的不同。因井下与地面的差异，井下基本控制导 线是以支导形式布设测定的，其布设特点是：从局部来看，是先测设工作控制导线， 后测设基本控制导线；从整体看，先测设基本控制导线，后测设工作导线，基本控 制导线对工作控制导线起控制作用。当巷道增多，出现有闭合、附合路线时，再对 基本控制导线进行闭合或附合导线测量。 通过对本次矿区的测量控制，其范围由下列拐点进行圈定： x=3993650 y=19526400 x=3993320 y=1

24、9526787 x=3992820 y=19525956 x=3993240 y=19525670 允许开采深度：1030m800m 1、井下平面控制导线的布设与等级 （一）井下导线的等级 井下导线的布设，按照“高级控制低级”的原则进行。我国煤矿测量规程 规定，井下平面控制分为基本控制（表 2-1）和采区控制（表 2-2）两类，这两类有 都应敷设成闭（附）合导线或复测支导线。 表 2-1 基本控制导线的主要技术指标 导线全长相对闭合差井田一翼长 度 /km 测角中误 差 / 一般边 长 /m 闭（附）合导 线 复测支导 线 57 60- 200 1/80001/6000 5 15 40- 14

25、0 1/60001/4000 表 2-2 采区控制导线的主要技术指标 导线全长相对闭合差采区一翼长 度 /km 测角中误 差 / 一般边 长 /m 闭（附）合导 线 复测支导 线 11530-901/40001/3000 1 30-1/30001/2000 基本控制导线按照测角精度分为7和15两级，一般从井底车场的起始边 开始，沿矿井主要巷道（井底车场，水平大巷，集中上、下山等）敷设，通常每隔 1.52.0km 应加测陀螺定向边，以提供检核和方位平差条件。 采区控制导线按照测角精度分为15和30两级，沿采区上、下山、中间 巷道或片盘运输巷道以及其他次要巷道敷设。 （二）井下导线的发展与形式 井

26、下导线往往不是一次全面布网，而是随着井下巷道掘进而逐步敷设，当由石 门处拉门开始掘进主要运输大巷时，随着巷道掘进而先敷设低等级的15或 30导线，用以控制巷道中线标定和及时填绘矿图，随着巷道掘进每 30100m 延 长一次。当巷道掘进到 300500m 时，再敷设7级和15级基本控制导线，用 来检查前面已敷设的低等级采区控制导线是否正确，所以其起始边（点）和最终边 （点）一般应与低等级控制导线边（点）相重合。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准，向前敷设低等级控制导线和给中线。当巷道又掘 进 300500m 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

27、线和导线网。 （三）井下导线点的设置 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、通视良好且易于仪器观测、尽量不受来往矿车影 响的地方。导线点之间的距离按相应的等级导线的规定边长（表 2-1 及表 2-2）来 确定。 临时导线点可设在巷道顶底板岩石中或牢固的棚梁上。永久导线点应埋设在主 要巷道中，一般每隔 300500m 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，用作顶板点标志的点芯铁最好 换上一段铜头。设于巷道底版的永久点是将一段直径 25mm 的钢筋混凝土埋设于巷道 底版，钢筋的顶端磨

28、成半球面，并钻一中心小孔作为测点中心。 所有导线点均应做明显标志并统一编号，用红漆或白漆将点位圈出来，并将编 号醒目地涂写在设点处的巷道帮上，以便寻找。 2、井下全站仪的导线测量 井下经纬仪导线测量的外业，与地面导线基本相同，但由于井下环境的特殊性， 也使井下导线测量外业具有一些特点，下面，针对井下特点对导线测量的外业工作 步骤加以说明。 （一）选点和埋石 选择导线点的位置时，应当综合考虑以下几个方面： 1.相邻导线点之间通视良好，并应尽可能使点间距离大些，在巷道的连接处和交 叉口处，应当埋设导线点。 2.为了避免运输干扰，应尽量将点设在远离运输轨道的一侧。 3.导线点应当选在巷道稳定、安全、

29、便于安置仪器进行观测的地方，避开水淋， 片帮落石和其他不安全因素。 选点工作通常由 3 人完成，在保证相邻点通视的条件下，同时选出后视、中间测 站和前视 3 个点，并将后视点及中间点固定，而前视点需待 3 人继续往前选点时在 最后确定。 （二）测角和量边 1.工作组织 井下光电测距导线测角及量距一般需要 4 人，其中 1 人主测，1 人记录，另 2 人 立镜和照明前后视觇标。钢尺经纬仪导线如果测角和量边同时完成，则需要 46 人 组成导线测量小组。在下井之前明确分工，一到井下工作地点便可各司其职，迅速 而有条不紊地开展工作。 2.“三联架”法导线测量 目前的全站仪均有配套的棱镜、觇标和“三联架

30、”基座设备。这样每个三角架连 同基座可只整平对中一次，随后在搬站时，只需移动仪器头和棱镜觇标，而不必移 动三脚架和基座。有了“三联架”设备，可以简化工作组织，提高工作效率，并减 少对中误差对测角和量边的影响。视不同情况，导线测量可以用“三架法”及“省 点法”等多种方法来完成。 2.1 三架法 欲从已知导线点 a 和 b 开始施测导线 ab123，首先在 b 点安置全站仪 整平对中，在后视点 a 和前视点 1 安置觇标整平对中。测完 b 站后，b 点及 1 点的 三脚架和基座保持不动，将 b 点的仪器头移到 1 点，直接插入原已安置好的三脚架 基座中，而将 a 点的棱镜觇标直接插入 b 点的三脚

31、架基座中，而将 a 点的三脚架和 基座移到 2 点整平对中，并将 1 点的棱镜觇标插入 2 点已整平对中的基座中，即可 开始第二站的观测，由此可见，每观测完一站，只需在新的前视点上将三脚架和基 座整平对中一次，从而提高了工作效率。 2.2 省点法 当井下测量复测支导线，或对于已经测过的导线进行检查测量时，往往只需要由 原已知起始点 a、b 开始，测到另一端的最终边 c、d，而不一定非要在中间点 1、2、3上整平对中。这样，就可以类似水准测量那样，只在开始时在 b 点和 a 点 分别安置仪器和棱镜觇标整平对中，而前视点可以任选在适当的位置 1即可，1 点既不需要保留，也无需对中，只需整平。同样，

32、2，3等中间点也可临时选 择，只整平而不需对中。直到最后到达终点 c 和 d 时，才需对中和整平，从而大大 提高了工作效率。 2.3 碎步测量 碎步测量的目的在于测得井巷的细部轮廓形状，作为填绘矿图的依据。为此,在 进行井下导线测量的同时,完成测角量边之后,还要进行碎步测量,丈量仪器中心到巷 道顶板、底板和两帮的距离（俗称为量上、量下、量左和量右） 。此外，还要测量巷 道、硐室或工作面的轮廓，通常是用“支距法” 。 二、井下高程测量的目的和任务二、井下高程测量的目的和任务 井下高程测量是测定井下各种测点高程的测量工作。其目的是为了建立一个与 地面统一的高程系统，确定各种采掘巷道、硐室在竖直方向

33、上的位置及相互关系， 以解决各种采掘工程在竖直方向上的几何问题。其具体任务大体有以下几项： 1.在井下主要巷道内精确测定高程点和永久点的高程，建立井下高程控制； 2.给定巷道在竖直面内的方向； 3.确定巷道底版的高程； 4.检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输巷道纵剖面图。 三、井下水准测量三、井下水准测量 （一）井下水准测量的外业 外业主要是测出各相邻测点间的高差。施测时水准仪置于二尺点之间，使前、后 视距离大致相等，这样可以消除由于水准管轴与视准轴不平行所产生的误差。由于 井下黑暗，观测时要用矿灯照明水准尺，读取前、后视读数。读数前应使水准管气 泡居中，读数后应注意检查气泡位置，如

34、气泡偏离，则应调整，重新读数。视线长 度一般以 15m40m 为宜。要求每站用两次仪器高观测，两次仪器高之差应大于 10cm，高差的互差不应大于 5mm。上述限差在施测时应认真检核，如不符合，即应 重测。最后取两次仪器高测得的高差平均值作为一次测量结果。当水准点设在巷道 顶板上时，要倒立水准尺，以尺底零端顶住测点，记录者要在记录薄上注明测点位 于顶板上。 井下水准测量路线可为支导线、附合路段或闭合路线，井下每组水准点间高差应 采用往返测量的方法确定，往返测量高差的较差不应大于50mm(r 水准点间的 r 路线长度，以 km 为单位)。如条件允许，可布设成水准环线。闭、附合水准路线可 用两次仪器

35、高进行单程测量，其闭合差不应大于50mm（l 为闭、附合路线长， l 以 km 为单位） 。 当一段水准路线施测完后，应及时在现场检查外业手薄。检查内容包括：表头的 注记是否齐全；两次仪器高测得的高差的互差是否超限；高差的计算是否正确；顶、 底板的水准点是否注明等。 （二）水准测量的内业 水准测量的内业主要是计算出各测点间的高差，经平差后，再根据起算点的高程， 求出各测点的高程。 由于井下巷道中的高程点有的设在顶板上，有的设在底版上，因此可能出现四种 情况（如下图） 。但不论哪种情况，在计算两点间的高差时，仍与地面水准测量一样， 是用后视读数 a 减去前视读数 b，即 h=a-b （2.22）

36、 当求得各点间的高差及各项限差都符合规定后，再将高程闭合差进行平差，并计 算各测点的高程。 四、井下三角高程测量四、井下三角高程测量 高程控制测量中，虽然水准测量的精度为最好，但其作业量较大，工作效率较 低且受地形起伏的限制，有时很难甚至无法施测。故井下斜井贯通测量的高程控制 一般采用三角高程测量，它是应用三角学原 理，测定两点间水平距离和垂直角度来计算 两点间的高差，再从一点高程推算出另一点 高程。施测方法如下：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 ，用钢尺 长丈量仪器、中心到 b 点的距离 l，量取仪 器高 i 及觇标高 v。

37、 有图可以看出，b 对 a 点的高差可按下式计算： h=lsin+i-v （2.23） 式中 l实测斜长，基本控制导线应是经三项改正后的斜长； 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，测点在底版时为正值， 顶板时为负值； v觇标高，由测点量至照准目标点的高度，测点在底版时为正值， 顶板时为负值。 当井下经纬仪导线为光电导线测距导线时，在 a 点安置仪器，在 b 点安置反射 棱镜，并对中整平。用测距仪测出仪器至反射棱镜中心的斜距 l ，经气象、加常数 0 改正后斜距 l。a、b 两点间的高差可按下式计算： h=lsin+cos(cos-k)+i-v （2.24） r l

38、 2 2 式中 k折光系数； r测线处地球曲率半径。 五、井下高程导线的平差五、井下高程导线的平差 井下高程测量和井下导线测量一样，也有闭合的、附和的及支导线等几种类型。 单个闭合或附和的水准路线只有一个条件方程式，所以当等精度观测时，可将高程 闭合差反号平均分配到各站高差上。复测水准支线的平差，是取两次测得高差的平 均值作为最终结果。井下水准网可用等权代替法或多边形法平差。 当井下高程线路中，既有水准高程，又有三角高程时，因为不是等精度观测， 因此需考虑不同的权。各环节的权为： p= 而 m =m+m （2.25） 2 2 h m 2 h 2 水h 2 经h 式中 单位权中误差，可采用任一常

39、数； m、m分别为环节中水准测量合三角高程测量所测得的高差中误 水h经h 差，可按高程测量的等级确定。 当用多边形平差时，各环节的测站数应用其权倒数 1/p 代替。权的计算方法同 上。 求得每一环节的总改正数 后，即可计算该环节中水准测量或三角高程测量 h 所测得的高差改正数： = - p = - p （2.26） 水h 水 p h 经h 经 p 式中 p=;p=;p=。 水 2 2 水h m 经 2 2 经h m 22 2 经水hh mm 第三节第三节 casscass 软件的运用软件的运用 目前市场上的数字成图软件较多，cass 软件便是其中之一。cass 是南方测绘仪 器公司在 auto

40、cad2002 上开发的新一代数字化地形地籍成图软件。在数字化方面它 具有完备的数据采集，数据处理，图形生成，图形编辑，图形输出功能；在地图应 用方面，它涵盖了从事距离，面积，土方的计算到断面图的绘制，公路曲线设计， 图副管理等工程应用和完善的地籍管理功能。 一、一、cass“cass“无码法无码法”编辑成图方式编辑成图方式 “无码法”工作方式外业工作时，没有输入描述各定位点相互关系的编码，而 是以“草图”的形式记录点位之间的关系以及所测地形、地物的属性信息。由于没 有输入编码，所以坐标文件中仅有碎部点点号及测量坐标值，对于这样的数据文件， 系统不能自动处理编辑成地形图，只能对照“草图” ，在

41、计算机上通过人机交互方法， 一步步编辑成图。 “无码法”编辑成图的基本过程如下。 （一）定显示区 当测量范围较大时，计算机屏幕显示全图时局部不够清晰。为了编辑成图时方 便，可设定显示区，使计算机显示所设定的区域。需要指出的是，对于大比例尺地 形图编辑，图形分块编辑，图幅面积不大，此项步骤可以省略。作业时运用移动、 局部放大功能，也十分方便。 （二）设定定点方式 人机交互成图方式有两种绘图定点方式， “测点点号”和“坐标定位”方法，选 择这两种方法，只需点击屏幕右侧菜单区之“测点点号/坐标定位”选项即可。两者 的差别在于，选择“坐标定位”时只能通过屏幕鼠标定点，而选择“测点点位”时， 既可在图形

42、编辑时，以键盘输入点号定点，也可以切换到鼠标定点方式，所以一般 应选择“测点点号”模式。 （三）采掘图绘制 无码法绘制采掘工程图的基本原理和手工绘图相同，所不同的是以计算机屏幕 代替了绘图板；以计算机绘图工具代替了画笔。具体的步骤如下： 1.展绘测点 本项工作是将测点展绘到计算机屏幕上以点号标注，作为屏幕绘图的定位依据。 展绘测点的步骤如下： 点击菜单“绘图处理”下的“展野外测点点号”子菜单。在弹出文件打开对话 框中，找到测量坐标文件名后点击确认。说明：展绘测点时，也可以选择“野外测 点代码” 。有经验的作业员，有时在测量矿图时输入自定义的简码。例如凡是巷道测 点，就输入“h” ；凡是密闭测点

43、，就输入“m” 。此时如果选择“野外测点代码” ，则 计算机屏幕上测点不显示点号，而是显示输入的代码。由于屏幕上显示的点大减少， 绘图时可以更快地找到定点的位置，也可以利用代码检查编辑中是否出现错误，例 如是否有漏绘的密闭等。 2.人机交互绘图 在计算机完成测点展绘后，即可根据井下作业时绘制的草图，有秩序、有步骤 地编辑地形图。作为一个人机交互绘图软件，用 cass 通过人机交互编辑地形图是一 项繁琐而细致的工作，不仅需要作业人员有熟练的专业技能，还需要严谨、有序、 精益求精的态度，才能完成高质量的测绘成果。 绘图时一般有以下原则： 应按巷道的分类，逐次编绘。首先应编绘方位明显的巷道，以方便图

44、形编辑 时作为参照物寻找定位点。然后编绘相对次要的设施、一般文字注记等内容。 绘制矿图时，应严格采用屏幕右侧地形图符号专业绘图工具绘制，这是保证 所绘图形元素属性、分层正确的基本保障。若采用了“工具”菜单下的 cad 绘图工 具（绘直线、曲线、圆、及椭圆等工具） ，则图形元素无属性，并且所绘图形元素均 位于当前层上（系统默认为 0 层） 。不仅如此，地形符号专业工具所绘线型是复合线， 而“工具”菜单下的绘图工具所绘线型是不连续的一般直线或曲线。出现这种情况， 再实施转换就相对麻烦。 当井下巷道不复杂，测点数不多时，可以选择鼠标屏幕定点方式（坐标定位） 。 做法是：首先根据绘制的巷道类型在屏幕右

45、侧菜单选择绘制工具，然后对照“草图” ， 以屏幕上测点为定位位置用鼠标定点，逐点逐线地绘制采掘图。 一般而言，直接在屏幕上通过鼠标按点号定点绘图速度较快，但是若所测巷道 测点众多时，在屏幕上寻找测点点号不太容易，这时可选择“测点点号”定位方式。 这种方式绘图时，通过键盘输入测点点号作为绘图时的定位点，在选择了绘图工具 后，同样对照“草图”通过键入点号定点绘图。 “测点点号”和“坐标定位”方式可以相互切换，方法是，首先在屏幕右侧菜 单选择“测点点号”方式，当要转入鼠标定点方式时，只要在绘图状态键入“p” ， 就实现了切换，若要再次切换到测点点号时，重复上述操作即可。 若采用鼠标定点方式绘图时，为

46、了准确地将点状地物符号定位于测点，或者 要使地物符号线形边界准确通过定位点。就需要采用屏幕捕捉方式，cass 基于 cad 的捕捉功能设置多达十余种，选择不同的捕捉方式会出现不同形式的黄颜色光标， 其中较长用的是“节点” 、 “中心”等，分别用于捕捉展绘“测点点号”和“高程点” 时的定点位置。绘图时应根据定点对象不同选择适当的捕捉方式，不可同时选择过 多的捕捉方式，并且不需要时应关闭功能，以免绘图时出现混乱。 在矿图绘制过程中，要结合“工具”菜单下或者快捷按钮中 cad 功能强大的 编辑命令，如放大显示、移动图纸、删除、文字注记等，对采用屏幕右侧菜单工具 绘制的图形元素进行编辑。 二、地貌符号

47、的绘制二、地貌符号的绘制 1、线状地貌符号 线状地貌符号绘制时，首先选择相应的绘制工具（未加固陡坎、加固斜坡等） ， 然后按命令提示一步步操作即可。完成这一工作要注意以下问题： 在绘制地貌符号时应分清陡坎与斜坡、自然斜坡、自然斜坡、加固斜坡（陡 坎）符号的定义，坎（坡）向的情况确定、斜坡长齿线的位置等。绘制斜坡（陡坎） 线是否应选择要根据实际情况而定，如坡顶（坎顶线）是明显的折线，碎部点测在 转折点则应不拟合，如坡顶（坎顶）线是曲线，而碎部点测量时较为密集时，应选 择拟合。 在地貌土质符号中的陡坎、斜坡、陡岩等符号的齿线均是指向坡度降低的方 向。在 cass 绘图软件中默认齿线绘制是朝前进方向

48、的左边，但作业时不必严格按此 进行。若绘制出的齿线与实际情况相反，则可以采用“地物编辑”下拉菜单中的 “线型换向”解决。 在绘制陡坎符号时，默认坎高为 1m，在绘制陡坎是时固然可经修改坎高，但 这样绘制的陡坎各转折点上均有相同的坎高属性，这可能与实际不符。在 cass 中， 可以利用“地物编辑” ，下拉菜单中的“修改坎高”命令提示，逐点修改各转折点的 坎高。坎高直接影响到坎底的标高，在绘制等高线时若坎高较大，则在建立 dtm 时， 应选择考虑坎高。 2、点状地貌的绘制 点状符号绘制时仅需一点定位，可以在右侧菜单中选定符号类型后，通过键盘 输入点号绘制，也可以直接在屏幕定点绘制。对于不连接的点状

49、地物符号，如城市 中大量存在的检修井等，可以采用多次复制的方法，鼠标定点复制，效率较高。对 于需要旋转的点状地物符号，绘制时只需用鼠标给定点位，然后使符号随着鼠标的 移动而旋转，待其旋转到合适的位置后按鼠标右键或回车。 3、面状元素符号的绘制 面状符号包括盐碱地、沼泽地、草丘地、沙地、台田、龟裂地等地物，绘制这 类地物时一般指符号填充问题。符号填充绘制有下列方法： (1).选择绘制单个符号：对于较小的区域，可以采用此选项。对于单个符号， 采用多次复制的方法，通过屏幕捕捉定点绘制，不仅是一种效率较高的方法，也可 以将符号分布安排更美观。 (2).选择或划定闭合区域，系统按设定的密度自动填充，此时

50、系统会提示是否 留边界，一般选择不保留。 三、文字注记三、文字注记 1、注记文字 执行“文字注记”菜单后，会弹出一个对话框，如下图所示。 功能：在指定的位置以指定大小书写文字 操作过程：同下拉菜单“工具”-“文字” ， 提示：请输入注记内容：录入注记内容。 请输入图上注记大小(mm):指定文字大小，默认值是 3.0。请输入注记位 置(中心点):指定注记位置。 【注意】：文字字体是当前字体，cass 系统默认的字体为细等线体。输入的文 本高是绘图输出后的高度，在当前图上，由于比例尺的因素，字高可能不同，例如 1:500 的图，输入注记字高是 3.0，图形上只有 1.5，出图放大一倍后才有 3.0

51、。 2、变换字体和修改注记文字 变换字体操作会改变当前默认字体，字体改变后不影响到汉字，也不影响到高 程等数字注记。cass 默认的细等线体汉字不太美观，若用户要改动为其他字体，可 在注记完成后，用对象特性管理器选中汉字批量改正，注记前通过变换字体改正， 会改变注记的字型。 对已注记的文字内容进行修改可以在屏幕上双击要修改的文字，这时系统会弹 出“工具”菜单下的“文字编辑”对话框，输入改变内容，确认即可。若除了修改 内容外，还要对已有内容的文字字体、文字颜色等进行修改，可以先选择注记的文 字，再点击 cass“编辑”菜单下的“对象特性管理”子菜单，点击后弹出对象特性 管理器。在此可对对象修改。

52、选择文字后点击鼠标右键，在弹出菜单中用鼠标左键 点击特性也可进入对象特性管理器。 四、图形的分幅与整饰四、图形的分幅与整饰 1、图形的分幅 在图形分幅前，应作好分幅的准备工作。首先应了解图形数据文件中的最小坐 标和最大坐标。注意：在 cass 下侧信息栏显示的坐标和测量坐标是相反的，即 cass 系统中前面的数为 y 坐标（东方向） ，后面的数为 x 坐标（北方向） 。 将鼠标移至“绘图处理”菜单项，点击左键，弹出下拉菜单，选择“批量分幅” ， 命令区提示： 请选择图幅尺寸:(1)50*50 (2)50*40 按要求选择。此处直接回车默认选 1。 请输入分幅图目录名:输入分幅图存放的目录名，回

53、车。如输入 c:cass50demo。 输入测区一角:在图形左下角点击左键。 输入测区另一角: 在图形右上角点击左键。 这样在所设目录下就产生了各个分幅图，自动以各个分幅图的左下角的东坐标 和北坐标结合起来命名，如：“29.50-39.50”、 “29.50-40.00”等。如果要求输入分 幅图目录名时直接回车，则各个分幅图自动保存在安装了 cass.0 的驱动器的根目 录下。 2、图形的整饰 把图形分幅时所保存的图形打开，选择“文件”的“打开已有图形”项，选 定所要打开的图形确认图形即被打开。 选择“绘图处理”中“标准图幅（5050cm） ”项显示右图所示的对话框。输入图 幅的名字、邻近图名

54、、测量员、制图员、审核员，在左下角坐标的“东” 、 “北”栏 内输入相应坐标，例如此处输入 40000，30000，回车。在“删除图框外实体”前打 勾则可删除图框外实体，按实际要求选择，例如此处选择打勾。最后用鼠标单击 “确定”按扭即可。 五、利用五、利用 cass7.0cass7.0 绘制采掘工程平面图的实例绘制采掘工程平面图的实例 1.新建一个.dwg 文件 新建.dwg 文件步骤如下： 打开南方 cass7.0 绘图软件，出现如下界面； 点击“文件”“图形存盘” ，选择所要存储的目标文件夹并修改文件名，单 击“保存”即可。 2.数据通讯 外业使用带记录模块的全站仪进行外业测量记录，然后全站仪与微机利用 cass 通讯软件进