井下高程测量(三)

1、 第三章第三章 井下高程测量井下高程测量第一节第一节 概述概述一、一、 井下高程测量的目的和种类井下高程测量的目的和种类 井下高程测量是测定井下各种测点高程的测量工井下高程测量是测定井下各种测点高程的测量工作。其作。其目的目的是为了建立一个与地面统一的高程系统，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、硐室在竖直方向上的位置及相互确定各种采掘巷道、硐室在竖直方向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。关系，以解决各种采掘工程在竖直方向上的几何问题。其其具体任务具体任务大体为：大体为： 1.1.在井下主要巷道内精确测定高程点和永久导线点的在井下主要巷道内精确测定

2、高程点和永久导线点的高程，建立井下高程控制；高程，建立井下高程控制； 2. 2. 给定巷道在竖直面内的方向；给定巷道在竖直面内的方向； 3.3.确定巷道底板的高程；确定巷道底板的高程； 4.4.检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输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。巷道纵剖面图。 基本要求：基本要求： 在主要水平运输巷道中，一般应采用精度不低在主要水平运输巷道中，一般应采用精度不低于于S S3 3级的级的水准仪水准仪和普通和普通水准尺水准尺进行水准测量；进行水准测量；在其他巷道中，可根据巷道坡度的大小、采在其他巷道中，可根据巷道坡度的大小、采矿工程的要求等具体情况

3、，采用水准测量或矿工程的要求等具体情况，采用水准测量或三角高程测量测定。三角高程测量测定。 当巷道倾角小于当巷道倾角小于5时采用水准测量；倾角在时采用水准测量；倾角在58之间可采用水准测量，也可采用三角高程测之间可采用水准测量，也可采用三角高程测量，当倾角大于量，当倾角大于8时则采用三角高程测量。时则采用三角高程测量。 井下高程测量分三种类型，即：井下高程测量分三种类型，即： (1) (1) 通过立井导入高程；通过立井导入高程； (2) (2) 水准测量；水准测量； (3) (3) 三角高程测量。三角高程测量。 在进行井下高程测量之前，应在井底车场在进行井下高程测量之前，应在井底车场和主要巷道

4、内预先设置好水准点。从井底车场高和主要巷道内预先设置好水准点。从井底车场高程起算点开始，沿井底车场和主要巷道逐段向前程起算点开始，沿井底车场和主要巷道逐段向前敷设，每隔敷设，每隔300500m300500m设置一组高程点，每组至少设置一组高程点，每组至少应由三个点组成，其间距以应由三个点组成，其间距以30 80m30 80m为宜，永久为宜，永久导线点也可作为高程点使用。导线点也可作为高程点使用。 水准点可设在巷道的顶板、底板或两帮上，水准点可设在巷道的顶板、底板或两帮上，也可以设在井下固定设备的基础上。设置时应也可以设在井下固定设备的基础上。设置时应考虑使用方便并选在巷道不宜变形的地方。设考虑

5、使用方便并选在巷道不宜变形的地方。设在巷道顶、底板的水准点构造与永久导线点相在巷道顶、底板的水准点构造与永久导线点相同。井下所有高程点应统一编号，并将编号明同。井下所有高程点应统一编号，并将编号明显地标记在点的附近。显地标记在点的附近。水准仪的校检： 圆水准器轴的检校 十字丝的检校 交叉误差的检校 i角的检校符合水准的检校 井下高程测量的基本要求井下高程测量的基本要求井下水准测量，主要用于测量水平巷道内的高程井下水准测量，主要用于测量水平巷道内的高程点及经纬仪导线点的高程。点及经纬仪导线点的高程。井下水准路线为支线、井下水准路线为支线、附合路线或闭合路线附合路线或闭合路线井下每组高程点的高差，

6、应采用往返测量的方法确定，井下每组高程点的高差，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往返测量高差的较差不应大于 （R-水准点间的间距以水准点间的间距以Km为单位）；如条件允许，可为单位）；如条件允许，可布设闭、附合水准路线，其闭合差不应大于布设闭、附合水准路线，其闭合差不应大于（L为附、闭合路线长度以为附、闭合路线长度以Km为单位）为单位）第二节第二节 井下水准测量井下水准测量Lmm50Rmm502.1 2.1 水准测量原理水准测量原理原理原理：利用水准仪利用水准仪(level)(level)提供的水平视线，在水准尺上读数，求两提供的水平视线，在水准尺上读数，求两点间高差，从而

7、由已知点高程推求未知点高程。点间高差，从而由已知点高程推求未知点高程。 1 1）高差法高差法2）视线高法视线高法)(baHhHHhbahAABABBAABbaHbHHaHHAiBAi用于一次设站求多点高程 连续水准测量：连续水准测量：2.1 2.1 水准测量原理水准测量原理水准点水准点 不放尺垫不放尺垫baHhHhHHAAabAB传递高程2.2 DS2.2 DS3 3水准仪及其操作水准仪及其操作2.2.1 DS3水准仪的构造水准仪的构造2.2 DS2.2 DS3 3水准仪及其操作水准仪及其操作水准仪是能够提供水平视线的仪器，主要由基座、水准器、望远镜构成。望远镜主要由望远镜主要由物物镜、目镜、

8、调焦镜、目镜、调焦透镜和十字丝分透镜和十字丝分划板划板所组成。所组成。 2.2.2 2.2.2 水准尺和尺垫水准尺和尺垫 双面尺：双面尺： 一面黑白相间刻划：黑面尺或主尺，一面黑白相间刻划：黑面尺或主尺，另一面红白相间刻划：红面尺或副尺。另一面红白相间刻划：红面尺或副尺。 两根尺黑面的起始读数都为零两根尺黑面的起始读数都为零 红面的起始读数则分别为红面的起始读数则分别为4.687m4.687m和和4.787m4.787m 尺垫：尺垫：放置于转点处放置于转点处，在其上放水准尺，在其上放水准尺2.2 DS2.2 DS3 3水准仪及其操作水准仪及其操作2.2 DS2.2 DS3 3水准仪及其操作水准

9、仪及其操作2.2.3 水准仪的操作水准仪的操作l 安置仪器安置仪器l 粗略整平粗略整平l 瞄准水准尺瞄准水准尺l 精确整平精确整平l 读数读数2.2 DS2.2 DS3 3水准仪及其操作水准仪及其操作（3 3） 瞄准水准尺瞄准水准尺目镜对光：调目镜调焦螺旋，目镜对光：调目镜调焦螺旋，使使十字丝清晰十字丝清晰初瞄水准尺：通过准星、照门初瞄水准尺：通过准星、照门拧紧制动螺旋拧紧制动螺旋精确瞄准：转动水平微动螺旋精确瞄准：转动水平微动螺旋1)1) 消除视差消除视差: :先目镜，再物镜，先目镜，再物镜，直直到眼睛上下移动，读数不变为到眼睛上下移动，读数不变为止止。（4 4）精确整平）精确整平( (精平

10、精平) ) 调整微倾螺旋，使符合调整微倾螺旋，使符合水准气泡两端的水准气泡两端的影像符合。影像符合。 务必记住每次瞄准水准务必记住每次瞄准水准尺读数前，必须精平。尺读数前，必须精平。 （5 5）读数）读数 利用中丝在尺利用中丝在尺上读数，估读至上读数，估读至毫毫米。米。2.2 DS2.2 DS3 3水准仪及其操作水准仪及其操作 bc aa=0.725b=6.252c=1.4772. 井下水准测量外业井下水准测量外业 主要是测出相邻两测点高差主要是测出相邻两测点高差, ,方法：方法： 仪器放两测点中间，前后视放水准尺，仪器放两测点中间，前后视放水准尺，( (倒立倒立) )照明。照明。 粗平粗平-

11、瞄准瞄准-精平（水准符合）精平（水准符合）-读数读数 两次仪器高两次仪器高, ,仪器高之差大于仪器高之差大于10cm10cm；测量视线长度一般以；测量视线长度一般以1540M1540M为宜，两次仪器高所测得的高差相差不应大于为宜，两次仪器高所测得的高差相差不应大于5mm mm 1121bah2232bah3343bah4454bah3. 3. 水准测量内业水准测量内业 计算测点间高差计算测点间高差h hi i - -平差平差-求各测点高程求各测点高程H Hi i h=a-bh=a-b 测点在顶板上时，水准尺读数前冠以测点在顶板上时，水准尺读数前冠以 - - 号号普通水准测量及其成果整理普通水准

12、测量及其成果整理测测站站点号点号水准尺读数水准尺读数（m）高高 差差(m)高程高程(m)备注备注后视后视 前视前视1已知已知2345BM.ATP.1TP.1TP.2TP.2TP.3TP.3TP.4TP.4B1.6321.632 1.271 1.2712.4622.462 0.952 0.9521.8461.846 1.252 1.2520.9310.931 2.078 2.0781.0361.036 2.025 2.0250.3611.5100.594 1.147 0.989 7.907 7.5782.465 2.136 a b0.329 h0.32919.514 21.024 21.618

13、20.47119.482HBHA0.32919.153第三节第三节 井下三角高程测量井下三角高程测量 井下三角高程测量是与经纬仪导线测量同时进行井下三角高程测量是与经纬仪导线测量同时进行的。施测方法如下图所示。的。施测方法如下图所示。 安置经纬仪于安置经纬仪于A A点，对中整平。在点，对中整平。在B B点悬挂垂球。点悬挂垂球。用望远镜瞄准垂球线上的标志用望远镜瞄准垂球线上的标志b b点，测出倾角点，测出倾角，用，用钢尺丈量仪器中心到钢尺丈量仪器中心到b b点的距离点的距离LL，量取仪器高，量取仪器高i i及及觇标高觇标高v v。由图。由图2-42-4可以看出，可以看出，B B对对A A点的高差

14、可按下式点的高差可按下式计算：计算： sinhLiv 式中：式中：LL实测斜长实测斜长 垂直角，仰角为正，垂直角，仰角为正，俯角为负；俯角为负； i i 仪器高，由测点量至仪器中心的高度；仪器高，由测点量至仪器中心的高度； v v 觇标高，由测点量至照准目标点的高度；觇标高，由测点量至照准目标点的高度； 当测点在顶板时，当测点在顶板时，i i和和v v为负值，在底板时为正值。为负值，在底板时为正值。v第第104条条 仪器高和觇标高应在观测开始前和结束后用钢尺各量一次。两次丈量的互差不得大于4mm，取其平均值作为丈量结果。v第第105条条 三角高程闭合差可按导线边长成正比例分配。复测支导线最终点

15、的高程应取两次测量结果的平均值。v高差及高程计算取位至毫米。 Ai1iAlLBBv1vh井下三角高程测量 当井下经纬仪导线为光电测距导线时，在当井下经纬仪导线为光电测距导线时，在A点安点安置仪器，在置仪器，在B点安置反射棱镜，并对中整平。用测距点安置反射棱镜，并对中整平。用测距仪测出仪器至反射棱镜中心斜距仪测出仪器至反射棱镜中心斜距L0，经气象、加常数，经气象、加常数等项改正后，得改正后斜距等项改正后，得改正后斜距L。A、B两点间的高差两点间的高差可按下式计算：可按下式计算： 式中：式中： k折光系数；折光系数； R测线处地球曲率半径。测线处地球曲率半径。 2sincoscos/ 2hLLkR

16、iv 三角高程测量的倾角观测一般可采用一三角高程测量的倾角观测一般可采用一个测回，仪器高和觇标高在开始前和结束后各个测回，仪器高和觇标高在开始前和结束后各量一次量一次( (以减小垂球线荷重后的渐变影响以减小垂球线荷重后的渐变影响) )，两，两次丈量的互差不得大于次丈量的互差不得大于4mm4mm，取其平均值作为，取其平均值作为测量结果。丈量仪器高时，可使望远镜竖直，测量结果。丈量仪器高时，可使望远镜竖直，量出测点至镜上中心间的距离。量出测点至镜上中心间的距离。 三角高程测量要往返进行。相邻两点往返测量的三角高程测量要往返进行。相邻两点往返测量的高差互差不应大于高差互差不应大于(10+0.3(10

17、+0.3 L )mm ( LL )mm ( L为导线水平为导线水平边长，边长，m)m)；三角高程导线高差闭合差不应大于；三角高程导线高差闭合差不应大于100100L mm(LL mm(L为导线总长为导线总长,km),km) 当高差的互差符合要求后，应取往返测高差的平当高差的互差符合要求后，应取往返测高差的平均值作为一次测量结果。闭合和附合高程路线的闭合均值作为一次测量结果。闭合和附合高程路线的闭合差，可按边长成正比分配。复测支线终点的高程，应差，可按边长成正比分配。复测支线终点的高程，应取两次测量的平均值。高差经改正后，可根据起始点取两次测量的平均值。高差经改正后，可根据起始点的高程推算各导线

18、点的高程。的高程推算各导线点的高程。lv第四节井下高程导线的平差v一、单个水准导线的平差v平差时将高程闭合差以相反符号平均分配到各站的高差上：h hf fh h/n/nv二、单个三角高程的平差二、单个三角高程的平差v当三角高程各站高差不等精度时，则高程闭当三角高程各站高差不等精度时，则高程闭合差以相反符号，按各边高差的中误差之平合差以相反符号，按各边高差的中误差之平方成比例分配：方成比例分配：m mh hi i=-f=-fh h/m/mh h2 m mh hi i2 2v在倾角大体相同，而边长变化较大时，高差中误差与边长的平方根成正比，因此，闭合差可按如下改正数成比例进行分配：v hihi=-

19、f=-fh h/m mh h2 m mh h第四节第四节 巷道剖面图测绘巷道剖面图测绘 为了检查平巷的铺轨质量或为平巷改为了检查平巷的铺轨质量或为平巷改造提供设计依据，需进行巷道纵剖面图造提供设计依据，需进行巷道纵剖面图的绘，的绘， 这一工作一般是在水准测量过程这一工作一般是在水准测量过程中同时完成的。具体做法是：中同时完成的。具体做法是： 先用皮尺沿轨面先用皮尺沿轨面( (或底板或底板) )每隔每隔10m10m或或20m20m标记一个临时测点标记一个临时测点( (中间点中间点) )，并将其标，并将其标设在巷道两帮上，以便调整坡度放设在巷道两帮上，以便调整坡度放腰线腰线时时使用。这些测点要统一

20、编号。施测时在每使用。这些测点要统一编号。施测时在每测站上先用两次仪器高测出转点间的测站上先用两次仪器高测出转点间的高差高差，符合要求后，再利用第二次仪器高，依次符合要求后，再利用第二次仪器高，依次读取中间点上水准尺读数。读取中间点上水准尺读数。 内业计算时，先根据后视点的高程和第二次仪器高内业计算时，先根据后视点的高程和第二次仪器高时的后视点水准尺读数，求出仪器视线高程；再由仪时的后视点水准尺读数，求出仪器视线高程；再由仪器视线高程减去各中间点上的水准尺读数，即为各中器视线高程减去各中间点上的水准尺读数，即为各中间点的高程。室内绘制巷道纵剖面图时，水平比例尺间点的高程。室内绘制巷道纵剖面图时，水平比例尺一般为一般为1 2000、1 1000或或1 500，对应的竖直比例，对应的竖直比例尺一般为尺一般为1 200、1 100或或1 50。其绘制方法如下：。其绘制方法如下：(1) (1)