矿山测量课程设计

1、中国矿业大学成绩：矿山测量学课程设计学号：姓名：班级：指导教师：学院： 2013年 7 月 18日目录1课程设计目的与背景12矿井基本情况12.1地形地貌及气象条件12.2交通条件12.3测区已有测绘资料及成果利用12.4坐标系统22.5相关作业依据与要求23贯通测量概述23.1贯通测量23.2井巷贯通允许偏差43.3两井间巷道贯通误差预计参数54地面控制测量74.1 E级GPS控制测量方案及误差预计74.2导线控制测量方案及误差预计105矿井平面联系测量145.1主副井两井定向测量方案145.2 风井两井定向测量方案185.3 定向测量对贯通影响误差预计196 井下控制测量206.1 方向附

2、和导线的的布设方案206.2 加测陀螺定向边的井下导线的的布设方案247 地面水准测量257.1水准测量方案设计257.2贯通误差预计278 高程联系测量278.1 钢尺导入高程278.2 钢丝导入高程288.3 光电测距仪导入高程298.4 导入高程对贯通误差预计299 井下高程控制测量309.1 井下水准测量309.2 井下三角高程测量319.3井下控制测量对贯通误差预计3210 最佳方案选择3310.1平面控制测量方案3310.2 高程控制测量方案3411.经费预算3512 课程设计总结3512.1 设计结论建议3512.2 设计感想与感谢361课程设计目的与背景矿山测量课程设计是在学完

3、矿山测量学课程和完成矿山测量教学实验之后进行的。是对学生进行测绘高级工程人才基本训练的一个重要环节。其目的在于通过对某矿井的主要矿山测量工作的设计，培养学生独立分析问题和解决问题的能力及其创新能力。通过模拟实践，以更好的理解课本知识，更真实的了解矿山测量工作。矿山测量主要任务是贯通测量，尤其是大型巷道贯通测量是矿山测量工作。贯通工程质量的好坏，直接关系到整个矿井的建设、生产和经济效益。贯通测量涉及到地面控制测量、矿井平面联系测量、井下控制测量、地面水准测量、高程联系测量、井下高程测量。其中，贯通测量是在综合考虑矿井贯通安全、费用等基础上，在所涉及的方案中选择最佳的实际方案。为了加快矿井的建设速

4、度、缩短建井周期、保证正常的生产接替和提高矿井产量，经常采用多井口或多头掘进，这样就会出现两井间或井田的长距离巷道贯通测量，所以两井间贯通测量就成为了矿井生产中必不可少的一项工作。在此，我对9号煤矿区进行两井贯通测量设计。矿井的顺利贯通加快了矿井的建设速度，缩短了建井的周期、保证了正常的生产交替并且提高了矿井的年产量。2矿井基本情况2.1地形地貌及气象条件9号煤矿区位于徐州贾汪区，采区涉及上湖、唐庄和瓦庄等，域内地势平坦，大部皆为平原。徐州贾汪区属暖温带半湿润季风气候，四季分明，夏无酷暑，冬无严寒。年气温14，年日照时数为2284至2495小时，日照率52%至57%，年均无霜期200至220天

5、，年均降水量800至930毫米，雨季降水量占全年的56%。气候资源较为优越，有利于农作物生长。主要气象灾害有旱、涝、风、霜、冻、冰雹等。气候特点是：四季分明，光照充足，雨量适中，雨热同期。四季之中春、秋季短，冬、夏季长，春季天气多变，夏季高温多雨，秋季天高气爽，冬季寒潮频袭。2.2交通条件交通便利，有省道经过。2.3测区已有测绘资料及成果利用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。由于矿图上未找到已知的永久导线点或者可以作为地面控制的导线点，

6、所以选择采用在主副井周边的特殊高程点QY01、QY02和QY04作为已知高程控制测量起算点并使用GPS控制，作为矿区首级平面控制测量的起算点。2.4坐标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，中央子午线经度为L0=117°，横坐标加500Km。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。2.5相关作业依据与要求1.煤矿安全规程2.煤矿测量规程3.全球定位系统(G

7、PS)测量规范(GB/18314-2009)4.DZS3水准仪使用说明书（北京博飞）5.LeicaTC1500用户手册(瑞士徕卡)6.测绘产品检查验收规定，CH1002957.测绘产品质量评定标准，CH1003953贯通测量概述3.1贯通测量采用两个或多个相向或同向的掘进工作面分段掘进巷道，使其按设计要求在预定地点彼此结合，叫做巷道贯通。在煤矿开采过程中,贯通测量是矿井建设发展的重要一环。由于贯通测量工作涉及地面和井下,不但要为矿山生产建设服务,也要为安全生产提供信息,以供管理者做出安全生产决策。贯通测量的任何疏忽都会影响生产,甚至可能导致事故的发生。因此，贯通测量是一项非常重要的测量工作，测

8、量人员所肩负的责任是十分重大的。如果因为贯通测量过程中发生错误而导致巷道未能正确贯通，或贯通后结合处的偏差值超限，都将影响巷道质量，甚至造成巷道报废，人员伤亡等严重后果，在经济和时间上给国家造成重大的损失。因此，要求测量人员一丝不苟，严肃认真对待贯通测量工作。贯通测量工作中一般应当遵循下列原则：（1）要在确定测量方案和测量方法时，保证贯通所必须的精度，既不能因精度过低而使巷道不能正确贯通，也不能因盲目追求过高精度而增加测量工作量和成本。（2）对所完成的每一步测量工作都应当有客观独立的检查校核，尤其要杜绝粗差。（3）贯通测量工作的主要任务包括：根据贯通巷道的种类和允许偏差，选择合理的测量方案和测

9、量方法。重要贯通工程，要进行贯通测量误差预计。根据选定的测量方案和测量方法进行各项测量工作的施测和计算，以求得贯通导线最终点的坐标和高程。各种测量和计算都必须有可靠的检核。对贯通导线施测成果及定向精度进行必要的分析，并与误差估算时所采用的有关参数进行比较。若实测精度低于设计的要求，则应重测。根据求得的有关数据，计算贯通巷道的标定几何要素，并实地标定贯通巷道的中线和腰线。根据掘进工作的需要，及时延长巷道的中线和腰线。定期进行检查测量和填图，并根据测量结果及时调整中线和腰线。巷道贯通后，应立即测量贯通实际偏差值，并将两边的导线连接起来，计算各项闭合差。还应对最后一段巷道的中腰线进行调整。重要贯通工

10、程完成后，应对测量工作进行精度分析，作出技术总结。（4）本次需要贯通的巷道图如下图3-1：图3-1 贯通的巷道位置图3.2井巷贯通允许偏差两井间的巷道贯通，是指在巷道贯通前不能由一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下导线，而只能由两个井口，通过地面联测、联系测量，再布设井下导线到待贯通巷道两端的贯通。贯通巷道接合处的偏差值，可能发生在3个方向上：（1）水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差（2）水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差（3）竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差以上三种偏差中，第一种偏差只对贯通在距离上有影响，对巷道质量没有影响；后两种偏差和对于巷道质量有直接影响，所以又称为贯通重要方向的偏差。

11、井巷贯通的允许偏差值，主要根据工程的需要，按井巷的种类、用途、施工方法及测量工作所能达到的精度确定。本次课程设计要求限差如下：平面、高程生产线差0.2m，即中线间的允许偏差值为0.2m，腰线间的允许偏差值为0.2m。3.3两井间巷道贯通误差预计参数（1）测量误差引起贯通相遇点K在水平重要方向上的误差预计公式：地面控制采用导线测量方案时的误差预计公式测角误差的影响 （3-1）量边误差的影响或 （3-2） （3-3）式中地面导线测角中误差各导线点与K点连线在y轴上的投影长度导线量边误差L导线边长两定向连接点的连线在x轴上的投影长度地面导线量边偶然误差系数地面导线量边系统误差系数各导线x轴之间的夹角

12、地面控制采用GPS测量方案时的误差预计公式(3-4)式中 代表近井点I与II之间的边长SIII的误差，边长误差计算公式 （3-5）式中a固定误差，D级及E级GPS网的a<=20×10-6mmb比例误差系数，D级b<=10×10-6，E级GPS网的b<=20×10-6边与贯通重要方向之间的夹角定向误差引起K点在x轴上的误差预计公式 (3-6)式中定向误差，即井下导线起算边的坐标方位角中误差井下导线起算点与K点连线在y轴上的投影长度井下导线测量误差引起K点在x轴上的误差预计公式测角误差的影响： (3-7)式中井下导线测角中误差井下导线各点与K点连线在

13、y轴上的投影长度若导线独立测量n次，则n次测量平均值的影响为： （3-8）量边误差的影响： （3-9）式中为井下光电测距的两边误差为导线各边与x轴的夹角各项误差引起K点在x轴上的总中误差预计公式 （3-10）如果以上观测都独立进行两次的话那么 （3-11）2）测量误差引起贯通相遇点K在高程上的误差预计公式：地面水准测量误差引起K点在高程上的误差预计公式规程规定，井口水准点的高程测量，应按地面四等水准测量的精度要求施测。四等水准支导线往返测的高程平均值的中误差为 （3-12）式中L水准线路的单程长度，km导入高程误差引起K点在高程上的误差预计公式 （3-13）式中h为两次独立导入高程的互差。规程

14、规定h，h为井筒深度井下水准测误差引起K点在高程上的误差预计公式a. 按单位长度高差中误差估算： （3-14）式中单位长度高差中误差，系按实测资料求得的数值R水准路线的长度，kmb.按下表的精度要求估算：表3-1井下四等水准误差表水准支线往返测量的高差不符值（mm）闭、附和路线的高程允许闭合差（mm）井下水准测量的允许闭合差为 (mm)，所以一次（单程）独立测量的中误差为： (3-15)式中R水准路线的长度，km若进行n次独立测量，则n次测量平均值的中误差为 (3-16)斜巷中高程测量引起的误差，按规程规定的限差推算，一次测量的高程中误差为： (3-17)各项误差引起K点的高程上的总中误差预计

15、公式：(假设每项都独立观测两次) (3-18)4地面控制测量地面控制测量，本来要求是从天地图.徐州网站上下载进行井上井下叠加，但是由于矿井图纸上面表述的很不明确，如图纸上唐庄、瓦庄、上湖具体的地点不确定。另外，天地图上没有通过经纬度确定具体位置的功能。开始尝试在CAD上用坐标转换经纬度的方式再在google earth上标出的办法，但是高斯坐标反算时算出的偏差较大，所以最终没有实现叠加，这也带来了没有考虑地面房屋、河流以及其他建筑物的影响。由于9煤井是有井上下对照图的，所以直接在矿图上选择点进行平面控制测量。另外，在井田范围内没有找到可作为控制的永久导线点，只找若干特设高程点和一般导线点，所以

16、假定用高精度GPS接收机，事先测出来QY01、QY02和QY04三点的平面坐标作为矿区平面控制基点，在完成如下设计工作。4.1 E级GPS控制测量方案及误差预计（1）网型设计GPS测量的特点是对点间的边长没有限制，也不要求两点间通视，而且点位精度均匀。它与常规方法相比，具有很大的优越性和灵活性，适合各种地下工程的地面控制测量，尤其适合山岭地区大型隧道和跨河，跨海隧道的地面控制测量。工程控制网一般属D级或E级，相当于国家三等网和四等网。GPS网布设时，除了联测测区内高级GPS点外，不必按常规测量方式逐级布网，可根据实际需要，采用相应的等级规定一次完成全网的布点和施测。当测区内无高级GPS点时，可

17、与测区内或附近的国家大地控制点连测，以便提供数据处理的基准值和成果测量的外部检核。GPS测量应遵循统一的测量规范、按等级标准设计和作业：表4-1GPS测量等级划分级别固定误差/mm比例误差系数AA30.01A50.1B81C105D1010E1020在AUTOCAD2012中，对9号煤矿区进行GPS网形设计，如下图4-1：为保证GPS网图形精度，应以高级点为基础，保证精度的前提下根据本矿区实际情况，以QY01、QY02和QY04三控制点为基础，采用边连式的图形。共13条独立基线，观测四个时段，每个时段采用四台GPS接收机。（2）具体施测要求矿区地面控制点采用GPS定位技术，利用GPS静态测量获

18、得近井点的地面坐标。可利用LeicaGRX1200系列GPS接收机进行观测。操作时严格按照全球定位系统（GPS）测量规范中的E级精度要求来测设主副井及风井附近的近井点及近井点的坐标，观测时间不得少于4小时。近井点及近井点间应尽量通视，这样在由近井点向主、副井施测连接导线时，便可以近井点为后视点，从而消除了起始边近井点-近井点的坐标方位角中误差对贯通的影响；为了保证GPS观测效果的可靠性，有效的发现观测成果中的粗差必须使GPS网中的独立边构成一定的几何图形。常规测量中对图形设计是一项非常重要的工作。而在GPS网图形设计时因GPS同步观测不要求通视，所以其图形设计具有较大的灵活性。GPS网图形设计

19、主要取决于用户的要求，经费，时间，人力以及所投入接收机的类型、数量和后勤保障条件等。图4-1 GPS网型设计图表4-2GPS测量基本技术要求规定级别卫星截止高度角(°)有效观测卫星数平均重复设站数时段长度(min)数据采样间隔(s)PDOP值E级1541.6401510（3）误差预计计算如下图：地面GPS控制测量对贯通相遇点K在X方向上的误差可由公式（3-4）和（3-5）可得：图4-2 误差预计计算图由设计图可量得，主副井和风井的近井点之间距离及与贯通方向夹角余弦值贯通相遇点K在X方向上的误差4.2导线控制测量方案及误差预计（1）网型设计地面控制测量的目的是为了控制全局，限制测量误差

20、的传递和积累，保障测量工作的相对精度，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，其等级参照表4-3选定。在设计矿区受地形、地物条件的限制而导致近井点与之间无法通视的情况下，布设成一级导线网，边长测量采用光电测距。导线网的布设相关规范如下：表4-3光电测距导线的布设标准等 级附（闭）合导线长度（km）一般边长（km）测距相对中误差测角中误差导线全长相对闭合差三等导线15251/100000±1.81/100000四等导线10121/100000±2.51/40000一级导线50.51/30000±51/20000二级导线3

21、0.251/20000±101/10000在AUTOCAD 2012中，对9号煤矿区进行导线网网形设计,布设时要考虑地面建筑物、道路及其他可以遮挡观测实现物体的分布，所布设如下图：图4-3 导线网网形设计设计图如上，把一级导线布设成闭合导线，共选取9个导线点，其中已知3个，未知点5个，近井点为I1和II。（2）具体施测要求一级导线测量要求：表4-4 光电测距导线的水平角技术要求等级仪器等级测回数左+右-360之差/上下半测回之差/测角中误差/方位角闭合差/一级I级2±10±10±5±12表4-5 光电测距导线的竖直角技术要求等级仪器等级测回数竖

22、直角互差/指标差互差/一级I级2±10±10表4-6 光电测距导线的测距技术要求等级仪器等级导线长度/km测回数测距中误差/mm相对误差导线全长相对闭合差一级I级44±151/300001/14 000本次仪器采用国产NTS-202全站仪，测距精度为5+5ppm。另外，其他方面要求：1)每条边量测测站一端的气象数据。温度取位至0.5，气压取位至100pa或1mmHg（所使用的气象仪器应在检定的使用有效期内）。2)导线边长应进行加常数、乘常数、气象、倾斜改正以及高程归化和投影改化等各项改正计算。3)导线边长通过两点间高差进行倾斜改正，按“城市规范”第2.4.10和2

23、.4.11条执行。按“城市规范”第2.4.12条进行测距边水平距离的高程归化和投影改化。4)导线边距离观测记录要求清晰、整洁，原始观测数据的更改应符合“城市规范”第2.6.3条的规定，记录、计算取位至1mm。 作业方法：1）左角采用前-后-后-前，右角采用后-前-前-后。2)水平角采用测回法，竖直角采用中丝法，三丝法。3)导线施测采用三联脚架全园观测法施测，水平角观测的技术要求按工程测量规范 GB 50026-932.3.12.3.10执行。4)测角：导线转折角有左角和右角之分。在导线前进方向左侧的水平角称为左角，右侧的水平角称为右角。闭合导线一般测其内角，在公路测量中，附和导线一般

24、测右角，注意全线应统一。各等级的导线测角要求，应满足规范。5)测边：光电测距，光电测距导线边采用单向或往返观测，导线边长均观测2测回，每测回4次读数，一测回内读数较差应小于5mm,单程测回间较差应小于10mm。（3）对贯通误差预计由设计图可量测得相关误差预计参数，见表4-7：表4-7各导线点与K点连线在y轴上的投影长度导线号 (m)导线点号 (m)近井点I1331395近井点II29244461415276229QY2129表4-8 导线与X轴之间的夹角以及余弦值导线边号边长（m）测边误差ml与X轴夹角(°)近井点II-23646.82474.652-32096.05394.703-

25、近井I13076.54524.02近井I1-43986.99156.754-52446.22454.405-QY022256.13404.69QY02-12516.26424.651-近井点II2576.29830.77由近井点II-2-3-近井I1段引起的K点在x方向的误差由近井点近井I145-QY021-近井点II段引起的K点在x方向的误差地面导线测量引起贯通相遇点K在X方向上的总误差：5矿井平面联系测量联系测量：通过平硐、斜井以及立井将地面的平面坐标系统及高程系统传递到地下，使地面与地下建立统一的坐标系统，该项工作称为联系测量。联系测量工作的必要性在于：保证地下工程按照设计图纸正确施工，

26、确保巷道的贯通。确定地下工程与地面建筑物、铁路、河湖等之间的相对位置关系，保证采矿工程安全生产，同时及早采取预防措施，使地面建筑物、铁路免遭重大破坏。立井平面测量的任务是确定地下导线起算边的坐标方位角和地下导线起算点的平面坐标。高程联系测量的任务是评定地下高程基点的高程。其中测定地下导线起算边的坐标方位角是很重要的环节，而且它对导线终点位置的影响是很大的。我们通常将立井平面联系测量简称为立井定向。5.1主副井两井定向测量方案（1）两井定向原理为了将地面坐标导入井下，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。两井

27、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。在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。原理如下图：图5-1 两井定向原理图两井定向时，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

28、，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：（5-1）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（5-2）若忽略投向误差，认为井上、下连接误差大致相同，则（5-3）下面分别计算井上、下连接误差和的值。（2）主副井两井定向设计主副井两井定向设计图如下图5-2 主副井两井定向设计图具体做法是，从近井点I1开始,在地面设立连接点1，通过联

29、系测量将地面的平面坐标、方位角及高程传递到井下永久点J1、J2上,作为井下控制测量起始数据。作业限差如表5-1所示。表5-1水平方向观测要求及限差表等级仪器类型观测方法测回数光学测微两次重合读数之差半测回归零差一测回内2C互差同一方向值各测回互差四等J2 方向93 8 13 9 在两个立井个悬挂一根垂球线A和B，由地面控制点布设导线测定两垂球线A、B的坐标，内业计算时，首先由地面测量结果求出两垂球线的坐标，、，并计算出A、B连线的坐标方位角和长度，最后计算出地下各点的坐标。两井定向的工作组织工作环节多，测量精度要求高，缩短占用井筒的时间，需很好的工作组织。准备工作1)选择连接方案，作出技术设计

30、； 定向设备及用具的准备； 检查定向设备及检验仪器； 预先安装某些投点设备和将所需用具设备等送至定向井口和井下； 确定井上下的负责人，统一负责指挥和联络工作。2) 制定地面的工作内容及顺序。3) 制定定向水平上的工作内容及顺序。4) 定向时的安全措施 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； 提升容器应牢固停妥； 井盖必须结实可靠地盖好； 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，只有井下人员撤出井筒后才能开始； 垂球未到井底或地面时，井下人员均不得进入井筒； 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； 应向参加定向工作的全体人

31、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； 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。5) 定向后的技术总结定向工作完成后，应认真总结经验，并写出技术总，同技术设计书一起长期保存。定向后的技术总结，首先应对技术设计书的执行情况作简要说明，指出在执行中遇到的问题、更改的部分及原因。其次编入下列内容： 定向测量的实际时间安排，实际参加定向的人员及分工； 地面连测导线的计算成果及精度； 定向的内业计算及精度评定； 定向测量的综合评述和结论。 (3)两井定向误差预计如下图所示：图5-3 贯通误差预计图误差预计计算：（主井以字

32、母A代替，副井以字母B代替）由上图量测可得：（详细计算过与上同，这里不再给出） 1）测角引起误差（RyA=43m,RyB=5m）（5-4）（5-5） 2）测边引起误差 （5-6） 3）总误差（n=1） （5-7） =5.2 风井两井定向测量方案风井两井定向方法同前，当n=1时，=图5-4井下连接设计图5.3 定向测量对贯通影响误差预计 不论采用几何定向或陀螺定向，定向测量的误差都集中反映在井下导线起始边的坐方位角误差上。所以定向测量误差引起的k点在x方向上的误差为： （5-8）式中定向测量误差，即由定向引起的井下导线起始边坐标方位角的误差； Ry0井下导线起始点与k点连线在y轴上的投影长，如图

33、中所示的Ry01和Ry02。 两个立井的定向测量误差所引起的k点在x方向上的误差Mx01和Mx02应分别求出。图5-5定向测量引起误差图以上求得结果：两井定向误差Ma01=MaAB=,陀螺定向预计误差，采用仪器设计误差Ma02=,由以上设计图可量得Ryo1=380m，Ryo2=310m。所以主副井的两井定向和风井的陀螺定向对于贯通点K的误差可由公式（3-6）计算得：主副井两井定向= 风井两井定向= 6 井下控制测量6.1 方向附和导线的的布设方案地下控制方案我们选择使用方向附和导线，分别从主副井和风井的地下起始边布设到贯通相遇点K。与地面导线测量相比，地下工程中的地下导线测量具有以下特点：1）

34、由于受巷道的限制，其形状通常形成延伸状。地下导线不能一次布设完成，而是随着巷道的开挖而助教向前延伸。2）导线点有时设于巷道顶板，需采用点下对中。3）的开挖，先敷设边长较短、精度较低的施工导线，指示巷道的掘进，而后敷设高等级导线对低等级导线进行检查校正。 4）地下工作环境较差，对导线测量干扰较大。（1）导线布设：分别从主副井和风井的井下起始方向CD、J1J2布设方向附和导线导线至贯通相遇点K，导线等级为7导线。其中主副井从CD-1-2-3-4-5-6-7-8-K；风井从J1J2-14-13-12-11-10-9-K。表6-1基本控制导线的主要技术指标井田一翼度（km）测角中误差（）一般边长（m）

35、导线全长相对闭合差闭（附）合导线复测支导线55±7±1560200401401/80001/60001/60001/4000布设的导线网形如下：图6-1井下控制网设计图（2）具体施测及作业要求限差和作业要求采用仪器和作业要求应符合下表的规定：表6-2 井下基本控制导线精度要求导线使用观测按导线水平边长分类别仪器方法小于15m15m-30m30m以上对中次数测回教对中次数测回数对中次数测回数7"J2测回法332212注 : 1) 由于本贯通导线中不存在 15m 以下的短边 , 故所有点的角度测量都是两个测回 , 两测回的度盘位置分别为 0 °00和90&#

36、176;10。2）多次对中时，每次对中测一个测回。3）有条件时可采用三架法施测，此时不存在多次对中问题，即无论边长长短都是一次对中（或任意设站）两个测回。在倾角小于30°的井巷中观测水平角时，其限差应符合下表规定：表6-3 水平角观测要求仪器级别同一测回中半测回互差两测回间互差两次对中测回间互差DJ220"12"30注 : 在倾角大于30°的井巷中测角时,各项限差为上表中规定的1.5倍。水平角观测时的注意事项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

37、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-后-前-前”的观,测顺序。超限重测1）凡超出以上规定限差的结果,均应进行重测,因对错度盘、测错方向、读记错误、碰动仪器、气泡偏离过大或中途文现外界影响不能进行继续观,测而未测完的,测回都应进行重测。2）所观测的两个测回中,若观测成果(两测回互差)超限应重测两测回。边长测量1）测距仪井下测边的各项限差要求见下表 :表6-4 测距仪井下测边的各项限差

38、要求测距方法往测或返测单测回之间较差一测回内读数同一测回内各往返测回之间程测回数的允许值次数次读数较差较差的允许值每边往、返测-215mm410mm1/6000注 : a. 往返较差必须将斜距化算成同一水平面上的平距方可进行比较。b. 若所测导线段带有三角高程,垂直角应施测两测回,否则一测回即可。2）气象数据的测定要求根据规程要求温度应读至 1°C,气压应读至lOOkpa,气象数据应在观测期间于测站端读记一次。3）测距成果的重测与取舍。 1.凡超出限差的观测成果均须进行重测。 2.当一测回中读数互差超限时可重测一个读数。 3.测回间较差超限时,应重测一测回,若重测后仍超限,则该站成果

39、重测。 4.不同时间段或往返测较差超限时,应重测一个时间段的往或返。4）井下测距边的计算方法与地面测边计算方法相同,不再重复。（3）对贯通误差预计表6-5 各导线点与K点连线在y轴上的投影长度导线点号(m)导线点号(m)1429810624959-66360610-146461411-255558412-363647513-363734614-414表6-6 导线与X轴之间的夹角以及余弦值导线边号边长（m）测边误差（mm）与X轴夹角(°)ml*J2-14485.24691.87784814-13545.27204.9521813-121725.86890.10227112-11108

40、5.54155.35122911-101105.55304.80644110-9815.405254.8985949-k715.355254.853278k-81065.53901.48E-078-72406.2901.66E-077-61475.735394.4569326-51225.61354.5954435-4345.17552.965394-3295.145830.6270183-21185.59235.1456222-1695.345234.9200981-D695.345234.920098测角引起贯通相遇点K在X方向上的误差，利用公式（3-1）计算得：光电测距引起贯通相遇点K在

41、X方向上的误差，利用公式（3-2）计算得：6.2 加测陀螺定向边的井下导线的的布设方案（1）方案设计测陀螺定向边，具体加测方案如下图所示：共加测2条陀螺定向边，分别是6-7,11-12图6-2加测陀螺定向变设计（2）施测方案与作业要求陀螺定向时采用“3-2-3”的作业程序“逆转法”观测,即使用陀螺仪先在地面已知边上3测回测定仪器常数,仪器下井后,在井下定向边上进行对向观测陀螺方位角各一次,待仪器上井后再在地面已知边上3测回测定仪器常数。测量陀螺方位角时的技术要求应严格遵守规程中关于±15" 级陀螺仪的施测要求。具体施测方案及要求已在风井定向方案中详细描述，这里不再赘述。（3

42、）对贯通误差预计由测角引起的贯通点K在X'方向上的误差可由以下公式计算：（参照上面的误差分布计算图，各项计算参数均可由图直接量出，具体方法类同不加陀螺定向边时的计算过程，这里直接给出计算结果） =由测距引起贯通相遇点K在X方向上的误差与不加陀螺定向边时一致：Mxl下= =7 地面水准测量7.1水准测量方案设计主井与副井之间的水准测量，以近井点作为水准基点。为顾及两井口水准基点相对高程中误差引起贯通点K在Z轴方向的偏差中误差的限定值，即±0.03m，所以井口水准基点的高程测量按照国家水准测量规范四等水准测量的精度要求测设。本次地面水准测量作业方案为已知特殊高程点QY01起测，沿

43、水准附合线测设到近井点II。从水准点1开始向主井布设水准支线，传递主井高程。水准测量采用国产北京光学仪器厂DS3自动安平水准仪，使用木质水准尺。每一测站采用两次仪器高法观测两点之间的高差，两次测得结果若在5mm限差之内，则取两次结果平均数作为所测高差结果。由于测区内地理原因，为了防止脚架的升降，应自备尺垫。为减弱水准标尺的零点误差及仪器及脚架沉降所带来的误差对观测结果的影响，从特殊高程点QY01到近井点I1，及由近井点I1至国家二等水准点II之间测段都布设为偶数段测站，并且在观测过程中，相邻测站间标尺要互换。高程控制与平面控制一样，亦自成系统。矿区地面之间通视良好，地势起伏不大，附合水准路线按

44、地面四等水准测量要求施测。水准路线设计借用地上平面控制时的控制点，然后再在每两个一级导线点之间加设几个水准点，具体方案如下图：图7-1地面水准测量设计（2）具体施测要求与作业组织表7-1 四等精度水准要求：等级仪器级别视线长度(m)前后视距差(m)前后视距累差(m)视线离地面低高度(m)基本分划、辅助分划黑红面读数差（mm）基本分划、辅助分划黑红面高差之差（mm）四级DS3100510023050水准点埋设完毕，即可按拟定的水准路线进行观测。先在水准起始点立尺，作为后视尺，再安置仪器于测站1，同时选择转点，放上尺垫，并立另一水准尺于其上，作为前视尺，后视起始点水准尺，得后视读数，前视转点得前视

45、读数，后视值减前视值得起始点与转点的高差，记录计算完毕后，沿水准路线前移，将仪器安置于第二站，第一站的前视尺原处不动，转过尺面作为第二站后视尺，第一站前视尺作为后视尺，同时继续观测、记录及计算。重复此过程，完成高程观测全部工作。7.2贯通误差预计由误差预计公式（3-12）可得：（从设计图中量得L=2.1千米）Mh上=(mm) =14.5mm8 高程联系测量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。一般取导入高程的误差，d为允许误差，约等于井深的1/8000。8.1 钢尺导入高程高程导入是立井高程导入并用长钢尺导入，目前

46、国内外使用的长钢尺有500m、800m、1000m等几种，由于本矿井井深约为300米，故选用500米钢尺。施测方法：（1）下放钢尺在地面及井下安平水，分别在A、B两点所立水准尺上读取读数a、b，然后将水准仪照准钢尺，在井上下同时读取读数准仪m、n，同时测定井上下温度t1、t2 ，温度取井上下的温度平均值，即t=（t1+t2）/2 。（2）根据上述测量数据，求得A、B两点的高差为：h=（m-n）+（b-a）+L 其中L 为钢尺的总改正数。它包括尺长、温度、拉力和钢尺自重等改正数。即L=Lk+Lt+Lp+Lc（3）高程导入的基本公式和图形如下：h=l-a+b=l+(b-a)B点在统一坐标系中的高程

47、 HB=HA-h （4）导入高程需独立进行两次前后两次之差不得超过l/8000。（5）减小误差措施：尽量增大两垂球线间的距离，并选择合理的垂球线位置。例如使两垂球线连线方向尽量与气流方向一致。这样尽管沿气流方向的垂球线倾斜可能较大，但是最危险的方向（即垂直于两垂球线连线方向）上的倾斜却不大，因而可以减少投向误差。适当加大垂球重量，这样可以减小晃动摆动观测时，垂球线摆动的方向应尽量与标尺平行，并适当增大摆幅，但不宜超过100mm8.2 钢丝导入高程采用钢丝法导入标高时，首先应在井筒中部悬挂一钢丝，在井下端悬一重锤，使其处于自由悬挂状态。施测方法：（1）在井上、井下同时用水准仪测得A、B处水准尺上

48、的读数a和b，并用水准仪瞄准钢丝，在钢丝上作上标记；变换仪器高再测一次，若两次测得的井上、井下高程基点与钢丝上相应标志间的高差互差不超过4mm，则可取其平均值作为最终结果。（2）可通过在地面建立的比长台用钢尺往返分段测量出钢丝上两标记间的长度，且往返测量的长度互差不得超过L/8000(L为钢丝上两标志间的长度)。（3）这样，井下水准基点B的高程HB即可通过下式求得：   HL（a-b)8.3 光电测距仪导入高程运用光电测距仪导入标高，不仅精度高，而且缩短了井筒占用时间，因此是一种值得推广的导入标高方法。光电测距仪导入标高的基本方法是：（1）在井口附近的地面上安置光电测距仪，

49、在井口和井底的中部，分别安置反射镜；井上的反射镜与水平面成45°夹角，井下的反射镜处于水平状态；通过光电测距仪分别测量出仪器中心至井上和井下反射镜的距离L、S。从而计算出井上与井下反射镜中心间的铅垂距离H：H=S-L+L式中，L为光电测距仪的总改正数。（2）分别在井上、井下安置水准仪。读取立于E、A及F、B处水准尺的读数e、a和f、b。（3）A、B之间的高差为：h=H-（a-e）+b-f 。（4）B的高程H：  HBHA-h 。（5）运用光电测距仪导入标高也要测量两次，其互差也不应超过H/8000。8.4 导入高程对贯通误差预计导入高程均需独立进行两次，也就是说在第一次进行

50、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，d为允许误差，约等于井深的1/8000。（由设计图可知，本次设计矿井井深约为300米），所以：9 井下高程控制测量9.1 井下水准测量本次任务中，水准路线的设计直接采用井下平面控制测量中的设计点位，根据井下巷道坡度的大小，对D-5号点阶段坡度较大，采用三角高程测量。由于5-J2基本平巷，我们采用水准测量。具体设计图如下：图9-1 井下水准测量设计图水准仪高差传递的具体作法是：当由上平巷向下平巷通过斜巷传递高程时，在斜巷上端整置仪器，后视上平巷中的高程点A，测

51、垂直角量斜边和A点处的觇标高。然后，前视一临时设置的固定照准点，测垂直角量斜边。在斜巷中每两站之间均用临时设置的固定照准点代替测点。在上下两站观测过程中，其中间设置的固定照准点一直保持不动（迁站时应特别注意不要碰动照准点）。中间各站均前后视照准点测垂直角量斜边。当测到斜巷下端时，在最后一站后视固定照准点，测垂直角量斜边，前视下平巷中的高程点B，测垂直角量斜边和B点处的觇标高。 A、B各水准点之间的高差按下式计算：hAB=HB-HA=h1+h2+hn+a-b式中a-上平巷水准点觇标高； b-下平巷水准点觇标高；采用变更仪器高(两次仪器高互差应大于10 cm)的方法进行观测。两次测得的相邻点间的高

52、差互差不大于5 mm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程点在顶板上时，应在读数前加“-”号后，再进行运算。有的设在底板上，高差hi的计算公式都是hiaibi(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。9.2 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的。（1）施测方法如下图所示：图9-2 三角高程示意图安置经纬仪于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2-4可以看出，B对A点的高差可按下式计算：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；   v 觇标高，由测点量至照准目标点的高度；当测点在顶板时，i和v为负值，在底板时为正值。当井下经纬仪导线为光电测距导线时，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