KC-Q02矿区地面至井下的联系测量生产实际教学案例子库2

1、kc-q02 ：矿区地面至井下的联系测量生产实际教学案例子库案例 lx-j01 ：某矿区回收井1050m 水平至 1000m 水平联系测量教学案例一、案例说明案例名称某矿区回收井 1050m水平至1000m水平案例编号lx-j01 案例类型联系测量教学案例子库关联课程控制测量技术、工程测量技术等案例背景甘肃某公司某矿粉矿回收井井筒工程，位于金川公司东部贫矿52行副井东南 105m处，井筒中心坐标： x=64*000m ，y=92*.000 ，h=1048.414m，井筒净深为 188.4m，井筒净直径为4.5m。整个工程由井筒、 1050水平马头门、 1000水平马头门、950水平马头门、 8

2、80m马头门、井底组成。马头门方向均与地理北方向成 90夹角。粉矿回收井建成后主要承担50行主井井底粉矿回收和 52行副井井底清泥任务， 同时做为 880m粉矿回收水平排水排泥通道和 1000m破碎水平、 950m胶带运输水平的安装通道。本次测量选用 46行联系测量成果对粉矿回收井1000m水平导线点进行联测，从 1050m水平施工一条钻孔至 1000m水平，以竖井陀螺定向的方法，把1000m水平平面坐标传递到 1050m水平，运用光电测距仪导入标高的方法把1000m水平高程传递到1050m水平，完成东贫粉矿回收井竖井联系测量工作，确保粉矿回收井 1050m水平和 1000m水平顺利贯通。案例

3、说明本案例是以某矿区矿井联系测量生产实际案例为甘肃xx公司某矿 1050m水平至1000m水平回收井井筒工程为例，对目前行业矿井联系测量测量技术要求和施工组织方法进行系统的介绍和描述。教学目标通过对该案例的学习，使学生掌握矿井联系测量的施测方法，施工组织设计、测量技术要求等知识。培养学生良好的职业道德和科学文化素养；掌握矿井联系测量的专业技能，能胜任矿井联系测量工作。本案例内容1.某矿井定向作业方案设计工程概况、矿区实地踏勘及资料收集、测量方法设计、测量技术要求。2.某矿井定向作业组织测量作业相关职责分工、外业观测方法、具体施测方案及过程、外业数据处理及检核。二、案例分析企业案例编号kc-q0

4、2-lx-q01 教学案例编号kc-j01-lx-j01 企业案例名称某矿区回收井 1050m水平至1000m水平教学案例教学案例名称矿井联系测量案例概要本矿区矿井联系测量生产实际案例为甘肃xx 公司某矿1050m水平至 1000m水平回收井井筒工程。为加快公司发展，保证正常生产，公司决定打通1050m水平和 1000m水平，公司委托某勘察测量公司施测。案例对应课程内容矿井联系测量案例教学目标1.知识目标（1）能正确陈述矿井联系测量方法的种类及矿井联系测量作业流程。（2）能基本正确地陈述投点作业的全部工具、投点过程及检查钢丝是否自由悬挂的方法。2.技能目标（1）能进行投点作业及检查钢丝垂球线是

5、否自由悬挂。（2）能按规范进行连接测量外业观测及数据记录计算。（3）能熟练掌握矿井联系测量内业解算方法流程。（4）能独立编制联系测量技术设计书。3.素质目标（1）培养良好的劳动纪律观念；（2）培养认真做事、细心做事的态度；（3）培养团队协作精神；（4）培养表述、回答等语言表达能力；（5）培养交流、沟通的能力生产操作过程1. 概述粉矿回收井 1050m水平掘进使用地矿系坐标， 1000m水平掘进使用新地矿系坐标， 还有 35m即将贯通。 为保证顺利贯通， 拟从 1050m水平向 1000m施工直径为 300mm，长度 35m的钻孔，通过钻孔，采用陀螺仪定向，其工作分为三部分： 经钻孔由 1050

6、m水平向 1000m水平投点； 钻孔上、下与垂球线的连接测量； 井下基本控制导线起始边的陀螺仪定向。图 1联系测量平面图联系测量的平面图如图1 所示，主要限差见表 3 所示。图中，c 为近井点， ab 为起始方向， de 为 1050水平井下基本控制导线起始边即陀螺定向边；d、e、f 点作为井下一组永久导线点。表 1联系测量的主要限差联系测量类别限差项目最大允许值备注陀螺仪定向井下同一定向边两次独立陀螺仪定向的互差15级： 4025级： 60陀螺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同一边任意两测回测定陀螺方位角的互差15级： 4025级： 70导入高程测量两次独立导入高程

7、的互差h/8000h- 井筒深度，单位是 m2. 投点本次通过钻孔定向， 深度为 35m， 采用钢丝单重稳定投点法，所需设备及投点方法如下：（1）投点设备在 1050m水平搭建工作平台， 做好防护设施， 通过钻孔下放钢丝，采用直径为0.52mm 的高强度优质碳素弹簧钢丝，下挂30kg 的配重，浸在盛满水的废油桶中。在定向中还要用到其他的一些工具，诸如井口的覆盖物等，这里不再赘述。（2）下放钢丝及钢丝自由悬挂的检查：1）钢丝加重锤后伸长值的计算按下式计算钢丝的伸长值：0121qqccclkl46 行副井投点钢丝伸长值为：02.29928.718.750971.7180100.0l2）投放钢丝技术

8、要求投点时下放钢丝速度要均匀，下放速度不应超过12m/s，且每下放 50m左右稍停一下， 使引线锤稳定后再继续下放。 根据上面计算，在钢丝下放到定向水平后挂钩底盘到稳桶底的距离要大于 2.0m。3）钢丝自由悬挂的检查投放的垂球钢丝线在井筒中是否与井筒壁或其它东西接触，是否处于自由悬挂状态，必须进行严格的检查确认。一般情况下要用两种以上的方法进行检查。本次定向钢丝自由悬挂状态的检查采用“信号圈法”。即在定向起始水平用0.5mm的铁丝在钢丝线上围成 r=1cm的圆圈下放，看是否能到达定向水平。这种检查要以一定的时间间隔重复23 次。下放“信号圈”时要待钢丝稳定后进行，以免“信号圈”乘钢丝摆动间隙通

9、过接触点。用信号圈检查完毕后若无问题开始精确稳定钢丝，在确认钢丝摆幅小于 0.5mm后，说明钢丝线处于自由悬挂状态， 这样就可以开始连接测量工作。3. 连接测量1）1000m水平连接测量：井下首级导线测量，以2+（2+2ppm）以上级别的全站仪进行7级的光电测距导线测量。由 ab 起敷设一级导线至连接点c，在其上架设仪器与垂球线o连接水平角观测按测回法观测，边长观测采用单向观测。观测限差及技术要求列于表2、3。表 2 井下导线测量作业要求表 3 水平角观测限差表根据以往定向的经验，光电无棱镜测距完成连接边的量边工作能够较好的达到限差要求，能够代替钢尺量边。在垂线稳定的情况下，本次定向量边工作采

10、用全站仪光电无棱镜测距量边，独立测量 8 次，同一边各次观测值互差不超过2mm。4. 定向边陀螺方位角测定定向边陀螺方位角的测定采用陀螺仪，以中天法独立定向二次来测定各定向边的陀螺方位角，定向前后在地表各测仪器常数两次 , 即采用“ 2-2-2”方式来进行陀螺方位角测定。比例常数c 的初始测定值应至少测量两次，仪器常数的初测应至少测量六次，并求出仪器常数一次测定中误差。表 4 陀螺定向有关技术要求导线等级仪器类型观测方法按导线边长分 (m) 允许最大闭合差15 1530 30 对中次数测回数对中次数测回数对中次数测回数闭附合导线() 复测支导线( ) 7j2 测回法3 3 2 2 1 2 14

11、n 14n1+n2仪器级别光学测微器两次重合读数差/ 半测回归零差/ 一测回内 2c互差/ 同一方向值各回互差/ dj2 3 8 13 9 陀螺仪精度等级逆转点法中天法独立测定陀螺方位角互差测回数测前测后方向值互差相邻摆动中值互差相间摆动中值互差相邻时间差互差相间时间差互差j2 j6 2030400.6s 0.8s 602 10245. 高程控制测量本次矿井联系测量高程控制测量的主要环节是竖井钢尺导高，其关键是要做好前期准备工作，钢尺对接要精确、牢固，测量前和测量后都要分别精确测量连接处的长度有无变化。在导高时要以 2mm 以上精度的水准仪独立进行两次，两次独立测量高差互差不超过导入高程井深的

12、1/8000。表 5、6 列出了井下、级水准测量的观测要求和精度要求。表 5 三角高程测量技术要求经由路线仪器级别测回数倾斜角互差/ 指标差互差/对向观测高差互差/mm附和和环线闭合差 / mm中丝法三丝法二、三、四等点dj1 dj2 4 2 10 15 100s s为边长250ss 为边长一、 二级小三角，一、二级小测dj2 2 1 15 15 边和一、二级导线点dj6 4 2 25 25 表 6 井下水准测量技术要求水准测量等级测量次数两次仪器高高差互差 （mm）往返测高程允许闭合差（mm）闭（附）合水准路线高程允许闭合差（mm）备注仪器变高往返测2 1 4 15r r 单 程 水准路线长

13、l闭附合水准路线长2/1 /1 5 30r 24l （五）测量作业组织为保证测量工作的进度和质量，尽力减少影响生产的时间，对测量作业工作必须要有很好的组织，现将测量作业组织安排如下。1. 测量工作作业相关职责分工前期准备工作是确保本次竖井定向工作按期进行的重要工作，明确职责分工更是取保测量工作有序进行的关键，涉及到方方面面，整个过程总体工作细分如下表：表 7 测量前准备工作和职责分工序号职责负责方1 前期测量工作的技术准备与组织实施、测量设备的准备某院矿山分院某矿区地质测量室2 永久点标芯及其它设备制作测量、永久点埋设（每个水平三个导线点、两个水准点）某煤公司3 井筒定向工作台的搭设，安全设施

14、及工器具、安全人员配备某煤公司4 定向工作具体组织施测某院矿山分院某矿区地质测量室2. 定向作业组织矿井联系测量是本次矿井联系测量的主体工程，作业过程复杂，涉及的作业人员也较多。为尽力减少占用井筒的时间，保证测量工作顺利有序地完成，将作业人员分成两个作业组。现将定向测量作业人员安排如下：（1）矿井联系测量测量作业总指挥：张工。（2）矿井联系测量测量作业技术负责：矿山分院测量组负责人（3）矿井联系测量测量作业人员及分工见表8。表 8 风井定向测量组人员安排表工作小组作业地点负责人观测员记录员前视员后视员人数1 1050水平齐工刘工吕工朱工冯工4 2 1000水平李工张工贾工叶工马工4 3. 定向

15、测量作业时间安排根据相关会议组织决定。（六）施工安全组织定向测量作业要在井筒中进行， 工作环节复杂，作业时间长，必须要做好施工安全组织工作，否则极易发生意外事故。三矿区安全环保室、调度室负责各个工作水平的安全人员配备和安全工器具的配备，进行相关作业的安全确认。 张工为施工现场总指挥，负责总体施测及安全工作，各作业水平负责人对本水平的施测和安全负责，指挥本作业水平的测量工作并与其它作业水平保持联系。具体施工安全要求：（1）搭建工作台所用木料使用前要仔细检查，有裂（断）痕的材料不得用于搭建工作台。（2）搭建的工作台两侧要设安全护栏。（3）搭建的工作台由安全科进行安全确认后方可在其上作业。（4）投点

16、设备要安装牢固。（5）对定向钢丝必须事先仔细检查，提放钢丝时，应事先通知井下，只有当确认井下人员已撤出井筒后才能开始。（6）下方钢丝，回收钢丝时，1000水平作业人员要远离井口。（7）下方钢丝时应严格遵守均匀慢放等规定，切忌时快时慢和猛停，以免折断钢丝。（8）井上下要有专人负责联系，自始至终。（9）定向作业开始前，要自上而下检查清理井口杂物，安全确认后方可开始测量作业；（10）在定向前要对参加定向工作的全体人员进行安全教育以提高安全警惕。生产操作过程分析与课程内容相对应1.矿井联系测量技术方案的编写该案例为某矿回收井 1050m水平至1000m水平的联系测量技术设计书，提供了企业一线资料，提供

17、了编制技术设计书的结构思路。同时，为定向和导入高程提供了实际测量经验，丰富了联系测量工作的理论。2.投点工作投点工作是联系测量的前提工作，本案例详细介绍了该矿进行联系测量投点工作的组织方法，丰富了矿山测量课程中，投点工作的实施方法。矿井平面联系测量的方法主要分为几何定向和物理定向两种，几何定向又分为一井定向和两井定向两种。（1）一井定向通过一个立井进行的几何定向，称为一井定向。其方法是在一个井筒内悬挂两根钢丝将地面点的坐标和方位角传递到井下的测量工作。一井定向设备系统图2-2 所示，钢丝的一端固定在井口上方，另一端系有定向专用的垂球，自由悬挂于定向水平。通过地面坐标系统测量和计算求出两根垂球线

18、的平面坐标及其连线的方位角。 在定向水平通过测量把垂线与井下永久导线点联系起来，这项工作称为连接。这样便能将地面的坐标和方向传递以井下，从而达到定向的目的。由此可见，一井定向可分为两个部分：一是由地面向井下定向水平投点（简称投点）；二是在地面和井下定向水平上与垂球线进行连接测量（简称连接）1）投点所谓投点，就是在井中悬挂铅垂线制定向水瓶。头点的方法，一般采用垂线单重投法。 所谓单重投 ,就是在投点过程中垂球的重量不变。单重投点又可以分为两类， 单重稳定投点和单重摆动投点。前一种方法是将垂球放在水桶内，时其静止；在定向水平上侧角量边时均与静止的垂球线进行连接。后一种方法则恰恰相反，是让垂球自由摆

19、动，用专门的设备观测垂球线的摆动，从儿求出它的静止位置并加以固定；在定向水平上连接时，应按固定的垂球线进行。稳定投点法，只有当垂球球摆动振幅不超过0.4mm 时才能应用。否则，必须采用摆动投点法。定向投点a.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，即它在任何水平面上的投影为一个点。但实际这是不可能，因此，当摆幅不超过 0.4mm 时，应认为它是不摆动。 这种方法只有在井筒不深， 气流运动稳定及滴水不大并采取一定必要的措施等条件下能采用。投点需要的主要设备如下：垂球。挂在钢丝下端使钢丝在井筒内处于铅垂状的重铊，成为垂球（定向垂球） 。一般用生铁制作，如果在磁性矿床中，

20、则用铅制成。它的构造形状很多，但从现场使用方便开说，以码式的垂球较好。钢丝。定向时选择钢丝直径的主要依据是所用垂球的质量。投点应尽肯能采用小直径的钢强度钢丝。井筒深度大于 300 m 时宜采用直径 11mm 以上的钢丝。钢丝上悬挂的重锤质量为钢丝极限强度值的 60%70% 。钢丝最易断的地方。因此，一班多采用专做的铁环来连接。在定向完毕后，应将钢丝擦净上油，整齐的绕在手摇绞车的滚筒上。手摇绞车。缠绕钢丝的手摇绞车应满足下列两个条件：a）绞车的全部零件应当能承受井内工作时荷重的3 倍。b）具有闸棘轮爪，以防止其自由转动。同时为了不使钢丝弯曲过甚，其滚筒直径不小于250mm. 导滑轮。要求其结构牢

21、固， 直径不得小于 150mm，最好采用滚轴承，轮缘做成锐角形的绳槽，以防止钢丝脱落。定点板，其用铁皮做成，在地面连接时，应在该定点板下0.5m左右进行。定点板安置在特设的木梁上，以固定钢丝的位置。由于定点板安置困难，且第一次定向完了，移动钢丝作第二次定向时又不方便，因此，目前不少矿井在投点时不用定点板而直接由滑轮下放钢丝。经验证明也能保证精度。小垂球。在提放钢丝时，不能将定向垂球挂上，故采用重36kg 的小垂球，其形状为圆柱形或普通垂球之形状均可，也可用适当的重物加以代替。稳定垂球线的设备。在定向水平上井筒气流及滴水对垂球线的影响很大，为此必须采用稳定的方法以减少其影响。一般都将垂球浸入水桶

22、中，水桶的尺寸应比垂球大些，不致使垂球碰到桶壁，一般采用废汽油桶。水桶上必须加盖以防止滴水的冲击，同时桶盖也可作为放置照明灯之用。还可以在高出水桶12m 的井筒灌道梁上铺上小块的胶皮雨布，以防止滴水冲击钢丝。此外还可以用防风套管在钢丝上，以减少风流对钢丝的影响。当井盖及绞车滑轮安好之后，便可下放钢丝。在下放之前必须通知定向水平的人员离开井筒。钢丝通过滑轮并挂上垂球后，慢慢放入井筒内。为了检查钢丝是否弯曲和减少钢丝的摆动，下放钢丝的手必须握成拳状，下放速度必须均匀，并且每秒不超过12m。每下放 50m 左右，稍停一下，使垂球摆动稳定下来。当收到垂球达定向水平的信号后，应立即停止下放并用插爪固定，

23、将钢丝卡入定点板内。在定向水平上，取下小垂球，挂上定向垂球。此时必须事先考虑到钢丝因挂上垂球后被拉伸的长度。b.单重摆动投点当井深或风大使垂线难以稳定时，必须采用摆动投点，即观测垂线的摆动以确定其稳定位置并固定起点，然后进行连接。（2）两井并向当矿井有两个立井，并且定向水平有巷道相通并能进行测量时，就要采用两井定向。所谓两井定向，就是在两个井筒中各挂一个垂球线，然后在地面和井下把两个垂球线连接起来，从而把地面坐标系统中的平面坐标及方向传递到井下。两井定向是把两个垂球分别挂在两个井筒内，因此两个垂球之间的距离比一井定向大得多。 两个井筒之间的最短距离约为30m，这笔一井定向来说两垂球线之间的距离

24、就大大增加了，因而大大减少 了 投 向 误 差 。 假 设 投 点 误 差mm1， 其 投 向 误 差 即 为=8 .133000020626522ce对3.连接测量作业连接测量分为井上连接测量和井下连接测量，本案例给出了该矿连接测量的技术要求及方法，丰富了矿山测量课程连接测量的方法。连接测量的方法很多，如连接三角形法、瞄直法、对称读数连接法及连接四边形法等，本书主要介绍连接三角形法和瞄直法。4.陀螺全站仪定向作业本案例采用陀螺仪进行定向工作，提供了陀螺仪定向作业的技术设计，为矿山测量课程中陀螺仪定向提供了实际生产案例。不同陀螺全站仪的我定向方法不同，但大多数都主要采用积分定向法、逆转点跟踪测

25、量法、中天测量法等，各种不同仪器的测量操作程序不同。 y/jtg-1 型陀螺全站仪的定向观测方法主要有积分法和逆转点法。y/jtg-1 型陀螺全站仪积分法定向观测如下：y/jtg-1 型陀螺全站仪配有磁针，粗略定向有磁针法和陀螺粗略定向两种方法。（粗定向）磁针粗定向当测点周围没有铁矿、高压电线等对磁针有影响的物体时，可使用仪器自带的磁针进行粗略的定向。先将磁针精确指向磁子午线方向，然后转动全站仪照准部使其与磁针方向大致一致，根据事先测知的磁偏角 ,再转动一个 角大小的刻度值 ,此时的望远镜视准轴已经大致对准真北方向。陀螺粗定向陀螺粗定向采用步进法，在安置好陀螺后启动陀螺，在观测陀螺灵敏部摆动光标的视场内，当摆动指标线运动到最慢或改变方向瞬间，立即用跟踪手轮快速步进，是零位位置步进到这一逆转点上，依次反复几次，可使陀螺灵敏部在一定范围内摆动，这时陀螺已经基本对准北方向。2）精密定向精密定向的操作程序完全有控制器控制。基准镜测量按键进入“基准镜测量”状态，当控制装置屏幕提示“下方驼螺限幅”是下放陀螺灵敏部，将陀螺摆幅限制在25 格范围内。测前零位按键进入“测前零位测量”状态，当控制装置屏幕提示“紧锁陀螺”时紧锁陀螺。启动陀螺按键进入“启动陀螺”状态，当控制装置屏幕提示下