第14章井下测量

1、14.1 14.1 近井点和井口水准基点近井点和井口水准基点14.2 14.2 矿井平面联系测量矿井平面联系测量14.3 14.3 矿井高程联系测量矿井高程联系测量14.4 14.4 井下平面测量井下平面测量14.5 14.5 井下高程测量井下高程测量第第1414章章 井下测量井下测量14.1 14.1 近井点和井口水准基点近井点和井口水准基点 在国家一、二等三角网和水准网的基础上布设矿区三、在国家一、二等三角网和水准网的基础上布设矿区三、四等三角网或高精度测距导线作为矿区平面控制，布设矿区四等三角网或高精度测距导线作为矿区平面控制，布设矿区三、四等水准网作为矿区的高程控制。三、四等水准网作为

2、矿区的高程控制。一、矿区控制测量方法一、矿区控制测量方法二、近井点和井口水准点的概念和作用二、近井点和井口水准点的概念和作用1 1、概念、概念 矿井工业广场井筒附近布设的平面控制点和高程控制点。矿井工业广场井筒附近布设的平面控制点和高程控制点。2 2、作用、作用 建立矿井上下统一坐标系统。建立矿井上下统一坐标系统。1 1、测定方法和精度要求、测定方法和精度要求 近井点可在矿区控制网的基础上，用近井点可在矿区控制网的基础上，用插网、插点和敷设插网、插点和敷设经纬仪导线经纬仪导线等方法测设。其点位中误差不得超过等方法测设。其点位中误差不得超过7cm7cm，后视，后视边方位角中误差不得超过边方位角中

3、误差不得超过 10 10。 井口水准点按四等水准测量的精度要求测设。井口水准点按四等水准测量的精度要求测设。 2 2、布设要求、布设要求(1)(1)、尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点；、尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点；(2)(2)、近井点至井口的连测导线边数不超过、近井点至井口的连测导线边数不超过3 3条；条；(3)(3)、高程水准基点应不少于两个。、高程水准基点应不少于两个。三、近井点和井口水准点的测定方法、精度要求和布设要求三、近井点和井口水准点的测定方法、精度要求和布设要求14.214.2 矿井平面联系测量矿井平面联系测量1 1、矿井联系测量概念、矿井联系测

4、量概念 把井上、井下坐标系统统一起来所进行的测量工作。把井上、井下坐标系统统一起来所进行的测量工作。2 2、矿井联系测量的意义、矿井联系测量的意义 矿井基建、生产乃至矿井报废阶段所进行的各种多项工矿井基建、生产乃至矿井报废阶段所进行的各种多项工作都需要建立在井上、下采用作都需要建立在井上、下采用同一坐标系统同一坐标系统的基础上。的基础上。3 3、矿井联系测量的分类、矿井联系测量的分类一、概述一、概述4 4、矿井平面联系测量的任务、矿井平面联系测量的任务平面联系测量（定向测量）平面联系测量（定向测量）高程联系测量（导入高程）高程联系测量（导入高程） 根据地面已知点的平面坐标和已知边的方位角，根据

5、地面已知点的平面坐标和已知边的方位角，确定井确定井下导线起算点的平面坐标和起算边的方位角。下导线起算点的平面坐标和起算边的方位角。5 5、斜井或平硐的平面联系测量方法、斜井或平硐的平面联系测量方法6 6、定点误差、定向误差、定点误差、定向误差(1)(1)、传递坐标误差（定点误差）影响分析、传递坐标误差（定点误差）影响分析(2)(2)、传递方位角误差（定向误差）影响分析、传递方位角误差（定向误差）影响分析 直接从地面已知点延斜井或平硐敷设导线到井下直接从地面已知点延斜井或平硐敷设导线到井下即可求出井下已知点的坐标和已知边的方位角。即可求出井下已知点的坐标和已知边的方位角。 由图由图(a)(a)可

6、以看出：可以看出：定点的误差对其他各点的影响不定点的误差对其他各点的影响不随导线的延长而增大。随导线的延长而增大。 由图由图(b)(b)可以看出：可以看出：定向的误差（起始边方位角误差）定向的误差（起始边方位角误差）对其他各点的影响随导线的延长而变化。对其他各点的影响随导线的延长而变化。212 如果不考虑井下导线测量的误差，如果不考虑井下导线测量的误差，即井下导线的几何形状不变即井下导线的几何形状不变515 55Se若导线有更多点若导线有更多点iiSeie点点i i至起始点至起始点1 1的距离的距离34383438（1 1弧度的分数）弧度的分数）所以：所以：离起始点越远，由方位角误差所引起的导

7、线各点点位离起始点越远，由方位角误差所引起的导线各点点位误差就越大。误差就越大。 在平面联系测量中，方位角传递的误差是主要的，因在平面联系测量中，方位角传递的误差是主要的，因此把此把平面联系测量简称为矿井定向。平面联系测量简称为矿井定向。 井下导线起始方位角的误差作为衡量矿井定向的标准。井下导线起始方位角的误差作为衡量矿井定向的标准。定向定向 几何定向几何定向 通过斜井或平峒通过斜井或平峒一井定向一井定向两井定向两井定向物理定向物理定向 投向仪定向投向仪定向 陀螺经纬仪定向陀螺经纬仪定向 磁性定向磁性定向 矿井定向概括来说分为两类：矿井定向概括来说分为两类：7 7、矿井平面联系测量方法分类、矿

8、井平面联系测量方法分类二、一井定向二、一井定向 即在一个井筒内悬挂两根钢丝，即在一个井筒内悬挂两根钢丝，将地面点的坐标和边的方位角传递到将地面点的坐标和边的方位角传递到井下的工作。井下的工作。 一井定向工作一井定向工作 投点：投点：在井筒中悬挂铅在井筒中悬挂铅垂线至定向水平垂线至定向水平 连接：连接： 在定向水平通过在定向水平通过测量把垂线与井测量把垂线与井 下永久导线点联下永久导线点联系起来系起来( (一一) ) 投点投点 投点是以井筒中悬挂的两根钢丝投点是以井筒中悬挂的两根钢丝形成的竖直面将井上的点位和方位角形成的竖直面将井上的点位和方位角传递到井下。传递到井下。投点方法有投点方法有稳定投

9、点稳定投点和和摆动投点摆动投点。1 1、投点误差与投向误差、投点误差与投向误差 由地面向定向水平投点时，由于井筒内气流、滴水等影由地面向定向水平投点时，由于井筒内气流、滴水等影响，使得垂球线在地面上的位置投到定向水平后会发生偏离，响，使得垂球线在地面上的位置投到定向水平后会发生偏离，这种偏离称为这种偏离称为投点误差投点误差。 由投点误差引起的垂球线连线的方向误差，称为由投点误差引起的垂球线连线的方向误差，称为投向误差投向误差。 (a)(a)(b)(b)(c)(c)ABABAB图图14-3 14-3 投点误差与投向误差投点误差与投向误差ABBBAAtg图图(b) (b) 中中图图(c)(c)中中

10、ABAABBtg 设设AA=eAA=eA A，BB=eBB=eB B 且由于且由于很小，则很小，则(c)(c)图中图中的的可简化为：可简化为：+ABeeAB 206265 1,3 ,ABeemm ABm 如果设如果设 则投向误差为：则投向误差为： +2 206265=1383000ABeeAB 说明：仅说明：仅1mm1mm的投点误差，引起方位角误差达的投点误差，引起方位角误差达22多。多。 因此要减少投向误差，必须加大两垂球线间的距离因此要减少投向误差，必须加大两垂球线间的距离c c和减少和减少投点误差投点误差e e之值。之值。 定向时最好暂时关闭风机；定向时最好暂时关闭风机；采用直径小、抗拉

11、强度高的钢丝；采用直径小、抗拉强度高的钢丝；适当增加垂球的重量并将之浸入液体中；适当增加垂球的重量并将之浸入液体中；采取防水措施减小滴水的影响；采取防水措施减小滴水的影响；尽可能增大两根钢丝间的距离尽可能增大两根钢丝间的距离c c。减少投点误差的措施：减少投点误差的措施：(1) (1) 信号圈法信号圈法 依次下放依次下放3-53-5个直径为个直径为2-3cm2-3cm的小圈套，看它们是否的小圈套，看它们是否依次到达定向水平来检查。依次到达定向水平来检查。 测定半周期的方法：在定向水平上，记录钢丝连续摆动测定半周期的方法：在定向水平上，记录钢丝连续摆动1010次的时间，然后计算出一次摆动的时间。

12、次的时间，然后计算出一次摆动的时间。2 2、钢丝自由悬挂的检查、钢丝自由悬挂的检查 LtLg(3) (3) 振幅法振幅法 测定钢丝摆动的半周期，看它是否与计算值相等。测定钢丝摆动的半周期，看它是否与计算值相等。 钢丝摆动的半周期计算公式为：钢丝摆动的半周期计算公式为： (2) (2) 比距法比距法 比较井上、井下两钢丝间的距离的方法进行检查。两距离比较井上、井下两钢丝间的距离的方法进行检查。两距离互差不大于互差不大于2mm2mm，便可认为钢丝是自由悬挂。，便可认为钢丝是自由悬挂。 在定向水平通过测量把垂线与井下永久导线点联在定向水平通过测量把垂线与井下永久导线点联系起来，这项工作称为系起来，这

13、项工作称为连接连接。 连接测量分为连接测量分为地面连接测量地面连接测量和和井下连接测量井下连接测量两部分。两部分。 地面连接测量是在地面测定两钢丝的坐标及其连线的方地面连接测量是在地面测定两钢丝的坐标及其连线的方位角；位角； 连接测量的方法很多，这里仅以连接测量的方法很多，这里仅以连接三角形法连接三角形法为例予以介绍。为例予以介绍。 井下连接测量是在定向水平根据两钢丝的坐标及其连线井下连接测量是在定向水平根据两钢丝的坐标及其连线的方位角确定井下导线起始点的坐标与起始边的方位角。的方位角确定井下导线起始点的坐标与起始边的方位角。（二）、连接（二）、连接 为了提高定向的精度，在选择井上、井下连接点

14、为了提高定向的精度，在选择井上、井下连接点C C、CC时，时，应使连接三角形布设成延伸三角形。即尽可能将应使连接三角形布设成延伸三角形。即尽可能将C C、CC设置在设置在ABAB的延长线上，且靠近一根垂球线，使的延长线上，且靠近一根垂球线，使和和小于小于2 2。1 1、连接三角形应满足的条件、连接三角形应满足的条件 连接三角形示意图连接三角形示意图CCDD BABA2 2、连接三角形法的外业、连接三角形法的外业 地面连接测量是在地面连接测量是在C C点安置经纬仪测量出点安置经纬仪测量出和和两个角度，两个角度，并丈量并丈量a a、b b、c c三条边的边长。三条边的边长。 同样，井下连接测量是在

15、同样，井下连接测量是在CC点安置仪器测量出点安置仪器测量出和和三个角度，并丈量三个角度，并丈量c c，bb和和aa三条边的边长。三条边的边长。(1)(1)、运用正弦定理，解算出、运用正弦定理，解算出， (2)(2)、检查测量和计算成果、检查测量和计算成果 首先，连接三角形的三个内角首先，连接三角形的三个内角、以及以及、的和均应为的和均应为180180。若有少量残差可平均分配到。若有少量残差可平均分配到、或或上。上。( (角的检验）角的检验）abcc ，2178 及，( )abcc，(3 3、连接三角形的解算、连接三角形的解算 其次，井上丈量所得的两钢丝间的距离其次，井上丈量所得的两钢丝间的距离

16、c c丈丈与按余弦与按余弦定理计算出的距离定理计算出的距离c c计计相差应不大于相差应不大于2mm2mm； 井下丈量所得的两钢丝间的距离井下丈量所得的两钢丝间的距离c c丈丈与计算出的距离与计算出的距离c c计计相差相差应不大于应不大于4 mm4 mm。 若符合上述要求可在丈量的若符合上述要求可在丈量的a a、b b、c c以及以及aa、bb、cc中中加入改正数加入改正数VaVa，VbVb，VcVc及及VaVa，bbc c (3)(3)、将井上、井下连接图形视为一条导线，、将井上、井下连接图形视为一条导线，E ED DC CA A B BCCDDEE，按照导线的计算方法求出井下起始点，按照导线

17、的计算方法求出井下起始点DD的坐标及井下起始边的坐标及井下起始边D ED E的方位角的方位角 采用一井定向进行平面联系测量应独立进行两次，采用一井定向进行平面联系测量应独立进行两次，两次定向求得的井下起始边的方位角互差应小于两次定向求得的井下起始边的方位角互差应小于22。符合要求取两次定向的平均值作为井下起始边方位角。符合要求取两次定向的平均值作为井下起始边方位角。(4)(4)、连接三角形的解算实例、连接三角形的解算实例 见教材见教材208208页。页。 两井定向是在两个井两井定向是在两个井筒内各用重球悬挂一根钢筒内各用重球悬挂一根钢丝，通过地面和井下导线丝，通过地面和井下导线将它们连接起来，

18、从而把将它们连接起来，从而把地面坐标系统中的平面坐地面坐标系统中的平面坐标和方向传递到井下。标和方向传递到井下。三、两井定向三、两井定向 1 1、概述、概述 当当矿井有两个立井矿井有两个立井，且在，且在定向水平有巷道相通定向水平有巷道相通、并能进行、并能进行测量时，就可采用两井定向。测量时，就可采用两井定向。 由于两井定向时，两垂球线之间距离增加，因而减少了投由于两井定向时，两垂球线之间距离增加，因而减少了投向误差，井下起始边方位角的精度也随之提高，这是两井定向向误差，井下起始边方位角的精度也随之提高，这是两井定向的优点。的优点。 1ABeemm 如果设如果设 ，当两垂线间的距离（，当两垂线间

19、的距离（煤矿安全煤矿安全规程规程规定两井筒间的最小距离不得小于规定两井筒间的最小距离不得小于30m）为）为则投向误差为：则投向误差为： +2 206265=13.830000ABeeAB 3 ,ABm(1)(1)、 投点投点地面连接测量地面连接测量井下连接测量井下连接测量 两井定向的外业测量与一井定向类似，也包括两井定向的外业测量与一井定向类似，也包括投投点、地面和井下连接测量。点、地面和井下连接测量。 2 2、外业、外业 在两个立井中各悬挂一根垂球线在两个立井中各悬挂一根垂球线A A和和B,B,投点设备和方法与投点设备和方法与一井定向时相同。一井定向时相同。(2) (2) 连接测量连接测量(

20、1) (1) 根据地面连接测量的成果，按照导线的计算方法，计根据地面连接测量的成果，按照导线的计算方法，计算出地面两钢丝点算出地面两钢丝点A A、B B的坐标的坐标(x(xA A,y,yA A) )、(x(xB B,y,yB B) )；(2) (2) 计算两钢丝点计算两钢丝点A A、B B的的连线在地面坐标系统中的连线在地面坐标系统中的方位角方位角AB(3) (3) 以并下导线起始边以并下导线起始边AA1 1为为x x轴，轴，AA点为坐标原点点为坐标原点建建立假定坐标系立假定坐标系，计算井下导，计算井下导线各连接点在此假定坐标系线各连接点在此假定坐标系中的平面坐标，设中的平面坐标，设B B点的

21、假点的假定坐标为（定坐标为（x xB,y,yB) )；3 3、两井定向的内业计算两井定向的内业计算tanBAABBAyyxx 1A (6) (6) 根据根据A A点的坐标（点的坐标（x xA A,y,yA A) ) 和计算出的和计算出的A1A1边的方位边的方位角角 ，计算出并下导线，计算出并下导线各点在地面坐标系统中的坐各点在地面坐标系统中的坐标和方位角；标和方位角；tanBABABBAByyyxyx (4) (4) 计算计算AA、BB连线在假定坐标系中的方位角连线在假定坐标系中的方位角 。AB 1A (5) (5) 计算井下起始边在地面坐标系统中的方位角计算井下起始边在地面坐标系统中的方位角

22、1A 1AABAB4 4、两井定向实例、两井定向实例见教材见教材210210页。页。 按按规程规程规定，两井定向必须独立进行两次，规定，两井定向必须独立进行两次，两两次求得的起始边方位角互差不得超过次求得的起始边方位角互差不得超过11取两次独立定取两次独立定向计算结果的平均值作为两井定向井下连接导线的最终向计算结果的平均值作为两井定向井下连接导线的最终值。值。 陀螺定向是运用陀螺经纬仪直接测定井下未知边的方陀螺定向是运用陀螺经纬仪直接测定井下未知边的方位角。位角。1 1、陀螺经纬仪的基本原理、陀螺经纬仪的基本原理 陀螺经纬仪是根据自由陀螺仪陀螺经纬仪是根据自由陀螺仪( (在不受外力作用时，具在

23、不受外力作用时，具有三个自由度的陀螺仪有三个自由度的陀螺仪) )的原理而制成的。自由陀螺仪具有的原理而制成的。自由陀螺仪具有以下两个基本特性：以下两个基本特性：(1)(1)定轴性定轴性 陀螺轴在不受外力作用时，它的方向始终指向陀螺轴在不受外力作用时，它的方向始终指向初始恒定方向；初始恒定方向；(2)(2)进动性进动性 陀螺轴在受到外力作用时，将产生非常重要的陀螺轴在受到外力作用时，将产生非常重要的效应效应“进动进动四、陀螺定向四、陀螺定向 调节悬重的位置使杠杆水平调节悬重的位置使杠杆水平时，陀螺转动后，其轴线的方向时，陀螺转动后，其轴线的方向始终保持不变、即可验证定轴性。始终保持不变、即可验证

24、定轴性。 当将悬重向左移动一小段距当将悬重向左移动一小段距离，即相当于陀螺轴受到一个向离，即相当于陀螺轴受到一个向下的作用力时，陀螺转动后，杠下的作用力时，陀螺转动后，杠杆将保持水平，但将在水平面上杆将保持水平，但将在水平面上作逆时针方向的转动作逆时针方向的转动 同理，将悬重右移一小段距离，即陀螺轴受到一个向上的同理，将悬重右移一小段距离，即陀螺轴受到一个向上的作用力时，陀螺转动后，杠杆仍保持水平但将在水平面上作用力时，陀螺转动后，杠杆仍保持水平但将在水平面上作顺时针方向的转动，这样即可验证自由陀螺仪的进动性。作顺时针方向的转动，这样即可验证自由陀螺仪的进动性。 目前，常用的陀螺仪是采用两个完

25、目前，常用的陀螺仪是采用两个完全自由度和一个不完全自由度的钟摆式全自由度和一个不完全自由度的钟摆式陀螺仪。它是根据上述的陀螺仪的定轴陀螺仪。它是根据上述的陀螺仪的定轴性和进动性两个基本特性，并考虑到陀性和进动性两个基本特性，并考虑到陀螺仪对地球自转的相对运动，使陀螺轴螺仪对地球自转的相对运动，使陀螺轴在测站子午线附近作简谐摆动的原理而在测站子午线附近作简谐摆动的原理而制成的。制成的。ZX2 2、矿用陀螺经纬仪的基本结构、矿用陀螺经纬仪的基本结构 陀螺经纬仪是陀螺经纬仪是陀螺仪陀螺仪和和经纬仪经纬仪组合而成的定向仪器。组合而成的定向仪器。 分为分为上架式陀螺经纬仪上架式陀螺经纬仪和和下架下架式陀

26、螺经纬仪式陀螺经纬仪两大类。两大类。3 3、陀螺经纬仪定向的方法陀螺经纬仪定向的方法（逆转点法）（逆转点法）(1)(1)在地面已知边上采用在地面已知边上采用2 23 3个测回测定仪器常数个测回测定仪器常数 由于仪器加工等多方面的原因，实际中的陀螺轴的由于仪器加工等多方面的原因，实际中的陀螺轴的平衡位置往往与测站真子午线的方向不重合，它们之间平衡位置往往与测站真子午线的方向不重合，它们之间的夹角我们称之为的夹角我们称之为陀螺经纬仪的仪器常数陀螺经纬仪的仪器常数前 要在地面已知边上测定要在地面已知边上测定，关键是要测定已知边的陀螺方位关键是要测定已知边的陀螺方位角角陀ABT第一步，在第一步，在A

27、A点安置陀螺经纬仪，严格整平对中，并以两个镜位点安置陀螺经纬仪，严格整平对中，并以两个镜位观测测线方向观测测线方向ABAB的方向值的方向值测前方向值测前方向值M M1 1。 第二步，将经纬仪的视准轴大致对准北方向第二步，将经纬仪的视准轴大致对准北方向( (对于逆转点法要对于逆转点法要求偏离陀螺子午线方向不大于求偏离陀螺子午线方向不大于6060) )。第三步，测量悬挂带零位值第三步，测量悬挂带零位值测前零位，同时用秒表测定陀测前零位，同时用秒表测定陀螺摆动周期。螺摆动周期。测定零位的方法是：下放陀螺灵敏部，从读测定零位的方法是：下放陀螺灵敏部，从读数目镜中观测灵敏部的摆动，在分划板上连数目镜中观

28、测灵敏部的摆动，在分划板上连续续选三个逆转点选三个逆转点( (即陀螺轴围绕子午线摆动即陀螺轴围绕子午线摆动时偏离子午线的两侧最远位置时偏离子午线的两侧最远位置) )的读数，估的读数，估读至读至0.10.1格，并按下式计算零位：格，并按下式计算零位：陀ABT测定测定 的方法是：的方法是：并按下式计算并按下式计算第四步，用逆转点法精确测定陀螺北方向值第四步，用逆转点法精确测定陀螺北方向值 。启动陀螺马达，缓慢下放灵敏部，使摆幅在启动陀螺马达，缓慢下放灵敏部，使摆幅在1 1一一3 3范围内。调节水平微动螺旋使光标线与分划板零范围内。调节水平微动螺旋使光标线与分划板零刻度线随时保持重合到达逆转点后，记

29、下经纬仪刻度线随时保持重合到达逆转点后，记下经纬仪水平度盘读数。连续记录水平度盘读数。连续记录5 5个逆转点的读数个逆转点的读数第五步，进行测后零位观测，方法同测前零位观测。第五步，进行测后零位观测，方法同测前零位观测。第六步，再以两个镜位测定第六步，再以两个镜位测定ABAB边的方向值边的方向值测后方向测后方向M M2 2。陀ABT第七步，计算第七步，计算12+=2陀TABMMTN=-= 前陀陀ABABAABABTTT(4)(4)计算井下未知边的坐标方位角计算井下未知边的坐标方位角 。ab(2)(2)在井下定向边上采用两测回测定陀螺方位角在井下定向边上采用两测回测定陀螺方位角陀abTara a

30、点的子午线的收敛角。点的子午线的收敛角。(3)(3)返回地面后，及时再在已知边返回地面后，及时再在已知边ABAB上测定仪器常数上测定仪器常数a=+-ABabT陀平2+=前后平例题如表例题如表14-1114-11所示。所示。1 1、矿井高程联系测量又称导入标高，其目的是建立井上、矿井高程联系测量又称导入标高，其目的是建立井上、井下统一的高程系统。井下统一的高程系统。 2 2、采用平硐或斜井开拓的矿井，高程联系测量可采用水准、采用平硐或斜井开拓的矿井，高程联系测量可采用水准测量或三角高程测量，将地面水准点的高程传至井下。测量或三角高程测量，将地面水准点的高程传至井下。3 3、常用的竖井导入标高的方

31、法有钢尺法、钢丝法和光电测、常用的竖井导入标高的方法有钢尺法、钢丝法和光电测距仪法。距仪法。14-3 14-3 矿井高程联系测量矿井高程联系测量 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记间的长度，且往返测量的长度互差不得超过一、钢丝法导入标高一、钢丝法导入标高1 1、悬挂钢丝、悬挂钢丝2 2、在井上、井下同时、在井上、井下同时用水准仪测得用水准仪测得A A、B B处水处水准尺上的读数准尺上的读数a a和和b b，并，并用水准仪瞄准钢丝，在用水准仪瞄准钢丝，在钢丝上作上标记。钢丝上作上标记。

32、3 3、变换仪器高再测一、变换仪器高再测一次，两次测得的井上、次，两次测得的井上、井下高程基点与钢丝上井下高程基点与钢丝上相应标志间的高差互差相应标志间的高差互差不超过不超过4mm4mm，则可取其，则可取其平均值作为最终结果。平均值作为最终结果。1 1、井口附近安置光电测距仪，、井口附近安置光电测距仪，在井口和井底的中部，分别安在井口和井底的中部，分别安置反射镜。置反射镜。二、光电测距仪导入标高二、光电测距仪导入标高3 3、测量出仪器中心至井上和井、测量出仪器中心至井上和井下反射镜的距离下反射镜的距离l l、S S，从而井，从而井上与井下反射镜中心间的铅垂上与井下反射镜中心间的铅垂距离距离H

33、H 2 2、井上的反射镜与水平面成、井上的反射镜与水平面成4545夹角，井下的反射镜处于夹角，井下的反射镜处于水平状态。水平状态。4 4、分别在井上、井下安置水准、分别在井上、井下安置水准仪。测量出井上反射镜中心与地仪。测量出井上反射镜中心与地面水准基点间的高差和井下反射面水准基点间的高差和井下反射镜中心与井下水准基点间的高差，镜中心与井下水准基点间的高差，则可按下式计算出井下水准基点则可按下式计算出井下水准基点B B的高程。的高程。BAAEFBHHhhH AEhaeFBhfb 11-4 11-4 井下平面测量井下平面测量包括包括井下平面控制测量井下平面控制测量和和采区测量采区测量1 1、概述

34、、概述一、井下平面控制测量一、井下平面控制测量(1)(1)、井下平面控制测量的方法、井下平面控制测量的方法(2)(2)、井下导线的分类、井下导线的分类 井下平面控制测量以矿井联系测量测得的井底车场内的已井下平面控制测量以矿井联系测量测得的井底车场内的已知点和已知边作为导线的起始点和起始边，逐步敷设导线来完知点和已知边作为导线的起始点和起始边，逐步敷设导线来完成标定巷道掘进方向和测绘矿图等任务。成标定巷道掘进方向和测绘矿图等任务。分为分为基本控制导线基本控制导线和和采区控制导线。采区控制导线。(3)(3)、井下导线应用范围、井下导线应用范围 基本控制导线精度较高，是井下的首级平面控制。基本控制导

35、线精度较高，是井下的首级平面控制。它主要敷设在斜井、平硐、并底车场、水平它主要敷设在斜井、平硐、并底车场、水平( (阶段阶段) )运输运输巷道、总回风巷、集中上下山和集中运输石门等矿井主巷道、总回风巷、集中上下山和集中运输石门等矿井主要巷道中。要巷道中。采区控制导线的精度较低，是矿井的加密控制，它是以基采区控制导线的精度较低，是矿井的加密控制，它是以基本控制导线点为基础，沿采区上下山、中间巷道或片盘运本控制导线点为基础，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。输巷道以及其他次要巷道敷设。 根据根据煤矿测量规程煤矿测量规程的规定，在布设基本控制导线的规定，在布设基本控制导线时应

36、每隔时应每隔1.51.52.0 km2.0 km加测一条陀螺定向边，且加测一条陀螺定向边，且7 7 级和级和15 15 级基本控制导线的陀螺经纬仪定向精度不得低于级基本控制导线的陀螺经纬仪定向精度不得低于10 10 和和15 15 级。级。井下基本控制导线可分为井下基本控制导线可分为7 7 级和级和15 15 级两种。级两种。采区控制导线也包括采区控制导线也包括15 15 级和级和30 30 级两种。级两种。（4 4）井下导线的精度分级）井下导线的精度分级井下导线点分为永久点和临时点两种。井下导线点分为永久点和临时点两种。 临时点可选设在顶板岩石中或牢固的棚梁上。临时点可选设在顶板岩石中或牢固

37、的棚梁上。2 2、导线点的选设、导线点的选设 永久点应在碹定上或巷道顶（底）板的稳定岩石中，永久点应在碹定上或巷道顶（底）板的稳定岩石中，一般在矿井的主要巷道中至少应每隔一般在矿井的主要巷道中至少应每隔300300500m500m设置一组，设置一组，一组至少应有一组至少应有3 3个相邻点。个相邻点。 导线点要进行统一的编号，并在其附近做明显的标记。导线点要进行统一的编号，并在其附近做明显的标记。3 3、水平角的观测、水平角的观测 由于井下导线点很多都布设在顶板上，经纬仪需标有由于井下导线点很多都布设在顶板上，经纬仪需标有镜上中心，以便于点下对中镜上中心，以便于点下对中。井下测量水平角的方法主要

38、有井下测量水平角的方法主要有测回法测回法和和复测法复测法两种。两种。4 4、边长的丈量、边长的丈量可采用光电测距仪或钢尺丈量。可采用光电测距仪或钢尺丈量。(1) (1) 光电测距仪量边光电测距仪量边 采用光电测距仪测量并下导线的边长时要求至少要进采用光电测距仪测量并下导线的边长时要求至少要进行两个测回的观测每个测回中读数间的互差不得大于行两个测回的观测每个测回中读数间的互差不得大于10 10 mmmm。单程测量时，测回间的互差不得大于。单程测量时，测回间的互差不得大于15mm15mm；往返测量；往返测量时、换算成水平距离时、换算成水平距离( (加气压、气温和倾斜改正加气压、气温和倾斜改正) )

39、后的互差后的互差不得大于其平均边长值的不得大于其平均边长值的1 160006000。（2 2）钢尺量边）钢尺量边 采用钢尺丈量基本控制导线的边长时，必须使用经过采用钢尺丈量基本控制导线的边长时，必须使用经过比长过的钢尺，加以比长时的拉力，悬空丈量并测定温度。比长过的钢尺，加以比长时的拉力，悬空丈量并测定温度。分段丈量时，最小尺段长度不得小于分段丈量时，最小尺段长度不得小于10 m10 m，定线偏差应小，定线偏差应小于于5cm5cm。每尺段应变换起点读数三次读至毫米，长度互差。每尺段应变换起点读数三次读至毫米，长度互差应不大于应不大于3mm3mm，导线边长必须采用往返测量，丈量结果加入，导线边长

40、必须采用往返测量，丈量结果加入各项改正数变为水平边长后，互差不得大于平均边长的各项改正数变为水平边长后，互差不得大于平均边长的1 160006000；在边长小于；在边长小于15m15m或倾角大于或倾角大于1515的巷道中，互差也不的巷道中，互差也不得大于平均边长的得大于平均边长的1 140004000。 丈量采区控制导线的边长时，可凭经验施以拉力，不侧丈量采区控制导线的边长时，可凭经验施以拉力，不侧温度，采用往返测量或铝动钢尺位置温度，采用往返测量或铝动钢尺位置1m1m以上的方法丈量两以上的方法丈量两次，互差不得大于边长平均值的次，互差不得大于边长平均值的1 120000200005 5、导线

41、的延长、导线的延长 随着巷道的不断掘进，井下导线也要及时延长。采随着巷道的不断掘进，井下导线也要及时延长。采区控制导线一般应每隔区控制导线一般应每隔30-100 m30-100 m延长一次，基本控制导延长一次，基本控制导线应每隔线应每隔300-500 m300-500 m延长一次。在延长导线之前，为了延长一次。在延长导线之前，为了避免用错测点和检查测点是否移动，应对上次所测量的避免用错测点和检查测点是否移动，应对上次所测量的最后一个水平角和最后一条边长进行检查测量。检查测最后一个水平角和最后一条边长进行检查测量。检查测量所得水平角与上次测得的水平角满足下表的规定后，量所得水平角与上次测得的水平

42、角满足下表的规定后，方可由此向前延长导线否则，应继续向后检查，直至方可由此向前延长导线否则，应继续向后检查，直至符合要求，才可由此向前延长导线。符合要求，才可由此向前延长导线。6 6、复测支导线的内业计算、复测支导线的内业计算 井下导线的形式有闭合导线、附合导线和复测支导井下导线的形式有闭合导线、附合导线和复测支导线三种，其中闭合导线与附合导线的计算方法与地面相线三种，其中闭合导线与附合导线的计算方法与地面相同，只是限差要求不一样。因此，这里主要介绍复测支同，只是限差要求不一样。因此，这里主要介绍复测支导线的计算方法。在井下观测工作完成后，应及时整理导线的计算方法。在井下观测工作完成后，应及时

43、整理和检查外业手薄，确认各观测成果符合和检查外业手薄，确认各观测成果符合规程规程规定后，规定后，方可进行内业计算。方可进行内业计算。(1)(1)分别按往、返测成果计算导线最末边的方位角分别按往、返测成果计算导线最末边的方位角(4)(4)按分配闭合差后的水平角推算往、返测各边的方位角。按分配闭合差后的水平角推算往、返测各边的方位角。(3)(3)分配角度闭合差，若往测和迟测的中间导线点不完全重合，分配角度闭合差，若往测和迟测的中间导线点不完全重合，则角度闭合差应分别分配，即往测和返测各分配则角度闭合差应分别分配，即往测和返测各分配 ，计算，计算公式如下；公式如下；(2) (2) 计算并检核角度闭合

44、差计算并检核角度闭合差 (5)(5)计算坐标增量和往、返测坐标增量闭合差：计算坐标增量和往、返测坐标增量闭合差：(6(6）计算并检核坐标相对闭合差）计算并检核坐标相对闭合差K K(7)(7)分配坐标闭合差：分配坐标闭合差：(8)(8)分别计算往测和返测各导线点的坐标分别计算往测和返测各导线点的坐标 采区测量主要包括采区联系测量、次要巷道测量采区测量主要包括采区联系测量、次要巷道测量和回采工作面测量。和回采工作面测量。 (1)(1)通过两个竖直巷道进行联系测量通过两个竖直巷道进行联系测量(2)(2)通过一个竖直巷道进行联系测量通过一个竖直巷道进行联系测量(3)(3)通过急倾斜巷道进行联系测量通过

45、急倾斜巷道进行联系测量二、采区测量二、采区测量 采区联系测量是通过竖直或急倾斜巷道向采区内采区联系测量是通过竖直或急倾斜巷道向采区内传递方向、坐标和高程的测量工作传递方向、坐标和高程的测量工作(3)(3)通过急倾斜巷道进行联系测量通过急倾斜巷道进行联系测量 斜线辅助垂球法斜线辅助垂球法 牵制垂球法牵制垂球法 采区内的联系测量必须独立进行两次，两次定向结果的互采区内的联系测量必须独立进行两次，两次定向结果的互差不得超过差不得超过1414。分水平。分水平( (或阶段或阶段) )依次逐级定向时，同一水平依次逐级定向时，同一水平两次定向测量结果之差不得超过两次定向测量结果之差不得超过 (n(n为中间定

46、向水平为中间定向水平个数）个数）2 2、采区次要巷道测量、采区次要巷道测量目的：填结矿图目的：填结矿图 采区碎部导线应尽可能布设成闭采区碎部导线应尽可能布设成闭( (附附) )合导线形式，布设成合导线形式，布设成支导线时必须有可靠的校核措施。支导线时必须有可靠的校核措施。 方法：以采区控制导线为基础而敷设的碎部导线测量。方法：以采区控制导线为基础而敷设的碎部导线测量。使用仪器及施测要求：使用仪器及施测要求： 低精度经纬仪、罗盘仪或简易测角仪等进行。用经纬仪敷低精度经纬仪、罗盘仪或简易测角仪等进行。用经纬仪敷设碎部导线时，水平角采用一次复测观测，边长用钢尺丈量，设碎部导线时，水平角采用一次复测观

47、测，边长用钢尺丈量，竖直角用正倒镜观测。导线和三角高程的相对闭合差应分别不竖直角用正倒镜观测。导线和三角高程的相对闭合差应分别不大于大于1 1500500和和1 110001000。 在没磁性物质影响的地方，可采用悬挂罗盘仪结合在没磁性物质影响的地方，可采用悬挂罗盘仪结合半圆仪和皮尺来测设碎部导线，但必须满足以下要求；半圆仪和皮尺来测设碎部导线，但必须满足以下要求； (1) (1)、导线边长应小于、导线边长应小于20m20m，导线最弱点距起始点不，导线最弱点距起始点不宜超过宜超过200m200m，相对闭合差不得大于，相对闭合差不得大于1 120002000。 (2) (2)、应在导线边的两端各测一次磁方位角，两次、应在导线边的两端各测一次磁方位角，两次之差不得大于之差不得大于2 2； (3) (3)、导线边的竖直角，可用悬挂半圆仪测定，高程相、导线边的竖直角，可用悬挂半圆仪测定，高程相对闭合差不得超过对闭合差不得超过1 1300300；(4)(4)、边长可用检查过的皮尺丈量读至厘米。、边长可用检查过的皮尺丈量读至厘米。 采区次要巷道测量的主要任务是为填绘矿图提供资料。采区次要巷道测量的主要任务是为填绘矿图提供资料。其主要测绘内容包括：测绘大比例尺巷道图，丈量巷道的长其主要测绘内容包括：测绘大比例尺巷道图，丈量巷道的长度和断面大小；测定断层、煤厚变化等地质特征点和瓦斯突度和断面大小