礦山測(cè)量課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　礦山測(cè)量學(xué)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2013年 7 月 18日</p><p>　學(xué)　　號(hào)：</p><p>　姓　　名：</p><p>　班　　級(jí)：</p><p>

2、;　指導(dǎo)教師：</p><p>　學(xué)　　院：</p><p>　　1課程設(shè)計(jì)目的與背景</p><p>　　礦山測(cè)量課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完礦山測(cè)量學(xué)課程和完成礦山測(cè)量教學(xué)實(shí)驗(yàn)之后進(jìn)行的。是對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)繪高級(jí)工程人才基本訓(xùn)練的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其目的在于通過對(duì)某礦井的主要礦山測(cè)量工作的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力及其創(chuàng)新能力。通過模擬實(shí)踐，以更好的理解課本知識(shí)，更

3、真實(shí)的了解礦山測(cè)量工作。</p><p>　　礦山測(cè)量主要任務(wù)是貫通測(cè)量，尤其是大型巷道貫通測(cè)量是礦山測(cè)量工作。貫通工程質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到整個(gè)礦井的建設(shè)、生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。貫通測(cè)量涉及到地面控制測(cè)量、礦井平面聯(lián)系測(cè)量、井下控制測(cè)量、地面水準(zhǔn)測(cè)量、高程聯(lián)系測(cè)量、井下高程測(cè)量。其中，貫通測(cè)量是在綜合考慮礦井貫通安全、費(fèi)用等基礎(chǔ)上，在所涉及的方案中選擇最佳的實(shí)際方案。</p><p>　　為了

4、加快礦井的建設(shè)速度、縮短建井周期、保證正常的生產(chǎn)接替和提高礦井產(chǎn)量，經(jīng)常采用多井口或多頭掘進(jìn)，這樣就會(huì)出現(xiàn)兩井間或井田的長(zhǎng)距離巷道貫通測(cè)量，所以兩井間貫通測(cè)量就成為了礦井生產(chǎn)中必不可少的一項(xiàng)工作。在此，我對(duì)9號(hào)煤礦區(qū)進(jìn)行兩井貫通測(cè)量設(shè)計(jì)。礦井的順利貫通加快了礦井的建設(shè)速度，縮短了建井的周期、保證了正常的生產(chǎn)交替并且提高了礦井的年產(chǎn)量。</p><p><b>　　2礦井基本情況</b><

5、;/p><p>　　2.1地形地貌及氣象條件</p><p>　　9號(hào)煤礦區(qū)位于徐州賈汪區(qū)，采區(qū)涉及上湖、唐莊和瓦莊等，域內(nèi)地勢(shì)平坦，大部皆為平原。徐州賈汪區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒。年氣溫14℃，年日照時(shí)數(shù)為2284至2495小時(shí)，日照率52%至57%，年均無霜期200至220天，年均降水量800至930毫米，雨季降水量占全年的56%。氣候資源較為優(yōu)越，有利于農(nóng)作

6、物生長(zhǎng)。主要?dú)庀鬄?zāi)害有旱、澇、風(fēng)、霜、凍、冰雹等。氣候特點(diǎn)是：四季分明，光照充足，雨量適中，雨熱同期。四季之中春、秋季短，冬、夏季長(zhǎng)，春季天氣多變，夏季高溫多雨，秋季天高氣爽，冬季寒潮頻襲。</p><p><b>　　2.2交通條件</b></p><p>　　交通便利，有省道經(jīng)過。</p><p>　　2.3測(cè)區(qū)已有測(cè)繪資料及成果利用<

7、;/p><p>　　收集礦區(qū)內(nèi)各種已有的測(cè)繪資料，包括地形圖、交通圖、基本礦圖、專門礦圖、日常生產(chǎn)用圖和生產(chǎn)交換圖以及基礎(chǔ)控制成果（成果表、點(diǎn)之記、網(wǎng)圖、技術(shù)總結(jié)）及鑒定結(jié)論等。以級(jí)與甲方溝通后甲方提出的其他要求。</p><p>　　由于礦圖上未找到已知的永久導(dǎo)線點(diǎn)或者可以作為地面控制的導(dǎo)線點(diǎn)，所以選擇采用在主副井周邊的特殊高程點(diǎn)QY01、QY02和QY04作為已知高程控制測(cè)量起算點(diǎn)并使用G

8、PS控制，作為礦區(qū)首級(jí)平面控制測(cè)量的起算點(diǎn)。</p><p><b>　　2.4坐標(biāo)系統(tǒng)</b></p><p>　　一個(gè)礦區(qū)應(yīng)采用統(tǒng)一的坐標(biāo)和高程系統(tǒng)。為了便于成果、成圖的相互利用，采用國家3°帶高斯平面坐標(biāo)系統(tǒng)。在特殊情況下，可采用任意中央子午線或礦區(qū)平均高程面的礦區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)。平面坐標(biāo)系采用1954北京坐標(biāo)系。按3°分帶，中央子午線經(jīng)度為L(zhǎng)0=

9、117°，橫坐標(biāo)加500Km。</p><p>　　礦區(qū)高程盡可能采用1985國家高程基準(zhǔn)，當(dāng)無此條件時(shí)，方可采用假定高程系統(tǒng)。</p><p>　　2.5相關(guān)作業(yè)依據(jù)與要求</p><p>　　1.《煤礦安全規(guī)程》</p><p>　　2.《煤礦測(cè)量規(guī)程》</p><p>　　3.《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)

10、量規(guī)范》(GB/18314-2009)</p><p>　　4.《DZS3水準(zhǔn)儀使用說明書》（北京博飛）</p><p>　　5.《LeicaTC1500用戶手冊(cè)》(瑞士徠卡)</p><p>　　6.《測(cè)繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定》，CH1002－95</p><p>　　7.《測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，CH1003－95</p>&l

11、t;p><b>　　3貫通測(cè)量概述</b></p><p><b>　　3.1貫通測(cè)量</b></p><p>　　采用兩個(gè)或多個(gè)相向或同向的掘進(jìn)工作面分段掘進(jìn)巷道，使其按設(shè)計(jì)要求在預(yù)定地點(diǎn)彼此結(jié)合，叫做巷道貫通。在煤礦開采過程中,貫通測(cè)量是礦井建設(shè)發(fā)展的重要一環(huán)。由于貫通測(cè)量工作涉及地面和井下,不但要為礦山生產(chǎn)建設(shè)服務(wù),也要為安全生產(chǎn)提供

12、信息,以供管理者做出安全生產(chǎn)決策。貫通測(cè)量的任何疏忽都會(huì)影響生產(chǎn),甚至可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，貫通測(cè)量是一項(xiàng)非常重要的測(cè)量工作，測(cè)量人員所肩負(fù)的責(zé)任是十分重大的。如果因?yàn)樨炌y(cè)量過程中發(fā)生錯(cuò)誤而導(dǎo)致巷道未能正確貫通，或貫通后結(jié)合處的偏差值超限，都將影響巷道質(zhì)量，甚至造成巷道報(bào)廢，人員傷亡等嚴(yán)重后果，在經(jīng)濟(jì)和時(shí)間上給國家造成重大的損失。因此，要求測(cè)量人員一絲不茍，嚴(yán)肅認(rèn)真對(duì)待貫通測(cè)量工作。</p><p>　　貫

13、通測(cè)量工作中一般應(yīng)當(dāng)遵循下列原則：</p><p>　?。?）要在確定測(cè)量方案和測(cè)量方法時(shí)，保證貫通所必須的精度，既不能因精度過低而使巷道不能正確貫通，也不能因盲目追求過高精度而增加測(cè)量工作量和成本。</p><p>　?。?）對(duì)所完成的每一步測(cè)量工作都應(yīng)當(dāng)有客觀獨(dú)立的檢查校核，尤其要杜絕粗差。</p><p>　　（3）貫通測(cè)量工作的主要任務(wù)包括：</p&g

14、t;<p>　?、俑鶕?jù)貫通巷道的種類和允許偏差，選擇合理的測(cè)量方案和測(cè)量方法。重要貫通工程，要進(jìn)行貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)。</p><p>　　②根據(jù)選定的測(cè)量方案和測(cè)量方法進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)量工作的施測(cè)和計(jì)算，以求得貫通導(dǎo)線最終點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。各種測(cè)量和計(jì)算都必須有可靠的檢核。</p><p>　　③對(duì)貫通導(dǎo)線施測(cè)成果及定向精度進(jìn)行必要的分析，并與誤差估算時(shí)所采用的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行比較。若實(shí)

15、測(cè)精度低于設(shè)計(jì)的要求，則應(yīng)重測(cè)。</p><p>　?、芨鶕?jù)求得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算貫通巷道的標(biāo)定幾何要素，并實(shí)地標(biāo)定貫通巷道的中線和腰線。</p><p>　?、莞鶕?jù)掘進(jìn)工作的需要，及時(shí)延長(zhǎng)巷道的中線和腰線。定期進(jìn)行檢查測(cè)量和填圖，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果及時(shí)調(diào)整中線和腰線。</p><p>　?、尴锏镭炌ê?，應(yīng)立即測(cè)量貫通實(shí)際偏差值，并將兩邊的導(dǎo)線連接起來，計(jì)算各項(xiàng)閉合差。還

16、應(yīng)對(duì)最后一段巷道的中腰線進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　?、咧匾炌üこ掏瓿珊?，應(yīng)對(duì)測(cè)量工作進(jìn)行精度分析，作出技術(shù)總結(jié)。</p><p>　　（4）本次需要貫通的巷道圖如下圖3-1：</p><p>　　圖3-1 貫通的巷道位置圖</p><p>　　3.2井巷貫通允許偏差</p><p>　　兩井間的巷道貫通，是指在巷

17、道貫通前不能由一條起算邊向貫通巷道的兩端敷設(shè)井下導(dǎo)線，而只能由兩個(gè)井口，通過地面聯(lián)測(cè)、聯(lián)系測(cè)量，再布設(shè)井下導(dǎo)線到待貫通巷道兩端的貫通。</p><p>　　貫通巷道接合處的偏差值，可能發(fā)生在3個(gè)方向上：</p><p>　?。?）水平面內(nèi)沿巷道中線方向上的長(zhǎng)度偏差</p><p>　?。?）水平面內(nèi)垂直于巷道中線的左、右偏差</p><p>

18、　?。?）豎直面內(nèi)垂直于巷道腰線的上、下偏差</p><p>　　以上三種偏差中，第一種偏差只對(duì)貫通在距離上有影響，對(duì)巷道質(zhì)量沒有影響；后兩種偏差和對(duì)于巷道質(zhì)量有直接影響，所以又稱為貫通重要方向的偏差。</p><p>　　井巷貫通的允許偏差值，主要根據(jù)工程的需要，按井巷的種類、用途、施工方法及測(cè)量工作所能達(dá)到的精度確定。本次課程設(shè)計(jì)要求限差如下：</p><p>

19、　　平面、高程生產(chǎn)線差0.2m，即中線間的允許偏差值為0.2m，腰線間的允許偏差值為0.2m。</p><p>　　3.3兩井間巷道貫通誤差預(yù)計(jì)參數(shù)</p><p>　?。?）測(cè)量誤差引起貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向上的誤差預(yù)計(jì)公式：</p><p>　?、俚孛婵刂撇捎脤?dǎo)線測(cè)量方案時(shí)的誤差預(yù)計(jì)公式</p><p>　　測(cè)角誤差的影響

20、 （3-1）</p><p>　　量邊誤差的影響 或 （3-2）</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中——地面導(dǎo)線測(cè)角中誤差</p><p>　　——各導(dǎo)線點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長(zhǎng)度<

21、/p><p><b>　　——導(dǎo)線量邊誤差</b></p><p><b>　　L——導(dǎo)線邊長(zhǎng)</b></p><p>　　——兩定向連接點(diǎn)的連線在x軸上的投影長(zhǎng)度</p><p>　　——地面導(dǎo)線量邊偶然誤差系數(shù)</p><p>　　——地面導(dǎo)線量邊系統(tǒng)誤差系數(shù)</p&g

22、t;<p>　　——各導(dǎo)線x軸之間的夾角</p><p>　　②地面控制采用GPS測(cè)量方案時(shí)的誤差預(yù)計(jì)公式</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　式中 代表近井點(diǎn)I與II之間的邊長(zhǎng)SIII的誤差，邊長(zhǎng)誤差計(jì)算公式</p><p><b>　?。?-5）</b&g

23、t;</p><p>　　式中a——固定誤差，D級(jí)及E級(jí)GPS網(wǎng)的a<=20×10-6mm</p><p>　　b——比例誤差系數(shù)，D級(jí)b<=10×10-6，E級(jí)GPS網(wǎng)的b<=20×10-6</p><p>　　α——邊與貫通重要方向之間的夾角</p><p>　?、鄱ㄏ蛘`差引起K點(diǎn)在x軸上的

24、誤差預(yù)計(jì)公式</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　式中——定向誤差，即井下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角中誤差</p><p>　　——井下導(dǎo)線起算點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長(zhǎng)度</p><p>　?、芫聦?dǎo)線測(cè)量誤差引起K點(diǎn)在x軸上的誤差預(yù)計(jì)公式</p><p>　　測(cè)角

25、誤差的影響： (3-7)</p><p>　　式中——井下導(dǎo)線測(cè)角中誤差</p><p>　　——井下導(dǎo)線各點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長(zhǎng)度</p><p>　　若導(dǎo)線獨(dú)立測(cè)量n次，則n次測(cè)量平均值的影響為：</p><p><b>　　（3-8）</b></p&

26、gt;<p>　　量邊誤差的影響： （3-9）</p><p>　　式中為井下光電測(cè)距的兩邊誤差</p><p>　　為導(dǎo)線各邊與x軸的夾角</p><p>　?、莞黜?xiàng)誤差引起K點(diǎn)在x軸上的總中誤差預(yù)計(jì)公式</p><p><b>　　（3-10）</b&g

27、t;</p><p>　　如果以上觀測(cè)都獨(dú)立進(jìn)行兩次的話那么</p><p><b>　　（3-11）</b></p><p>　　2）測(cè)量誤差引起貫通相遇點(diǎn)K在高程上的誤差預(yù)計(jì)公式：</p><p>　?、俚孛嫠疁?zhǔn)測(cè)量誤差引起K點(diǎn)在高程上的誤差預(yù)計(jì)公式</p><p>　　《規(guī)程》規(guī)定，井口水準(zhǔn)

28、點(diǎn)的高程測(cè)量，應(yīng)按地面四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求施測(cè)。四等水準(zhǔn)支導(dǎo)線往返測(cè)的高程平均值的中誤差為</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　式中L——水準(zhǔn)線路的單程長(zhǎng)度，km</p><p>　?、趯?dǎo)入高程誤差引起K點(diǎn)在高程上的誤差預(yù)計(jì)公式</p><p><b>　?。?-13）<

29、;/b></p><p>　　式中△h為兩次獨(dú)立導(dǎo)入高程的互差。《規(guī)程》規(guī)定△h≤，h為井筒深度</p><p>　?、劬滤疁?zhǔn)測(cè)誤差引起K點(diǎn)在高程上的誤差預(yù)計(jì)公式</p><p>　　按單位長(zhǎng)度高差中誤差估算：</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　式中——

30、單位長(zhǎng)度高差中誤差，系按實(shí)測(cè)資料求得的數(shù)值</p><p>　　R——水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度，km</p><p>　　b.按下表的精度要求估算：</p><p>　　表3-1井下四等水準(zhǔn)誤差表</p><p>　　井下水準(zhǔn)測(cè)量的允許閉合差為 (mm)，所以一次（單程）獨(dú)立測(cè)量的中誤差為：</p><p><b>　

31、　(3-15)</b></p><p>　　式中R——水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度，km</p><p>　　若進(jìn)行n次獨(dú)立測(cè)量，則n次測(cè)量平均值的中誤差為</p><p><b>　　(3-16)</b></p><p>　　④斜巷中高程測(cè)量引起的誤差，按《規(guī)程》規(guī)定的限差推算，一次測(cè)量的高程中誤差為：</p>

32、;<p><b>　　(3-17)</b></p><p>　?、莞黜?xiàng)誤差引起K點(diǎn)的高程上的總中誤差預(yù)計(jì)公式：(假設(shè)每項(xiàng)都獨(dú)立觀測(cè)兩次)</p><p><b>　　(3-18)</b></p><p><b>　　4地面控制測(cè)量</b></p><p>　　地面

33、控制測(cè)量，本來要求是從天地圖.徐州網(wǎng)站上下載進(jìn)行井上井下疊加，但是由于礦井圖紙上面表述的很不明確，如圖紙上唐莊、瓦莊、上湖具體的地點(diǎn)不確定。另外，天地圖上沒有通過經(jīng)緯度確定具體位置的功能。開始嘗試在CAD上用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換經(jīng)緯度的方式再在google earth上標(biāo)出的辦法，但是高斯坐標(biāo)反算時(shí)算出的偏差較大，所以最終沒有實(shí)現(xiàn)疊加，這也帶來了沒有考慮地面房屋、河流以及其他建筑物的影響。由于9煤井是有井上下對(duì)照?qǐng)D的，所以直接在礦圖上選擇點(diǎn)進(jìn)行平面

34、控制測(cè)量。另外，在井田范圍內(nèi)沒有找到可作為控制的永久導(dǎo)線點(diǎn)，只找若干特設(shè)高程點(diǎn)和一般導(dǎo)線點(diǎn)，所以假定用高精度GPS接收機(jī)，事先測(cè)出來QY01、QY02和QY04三點(diǎn)的平面坐標(biāo)作為礦區(qū)平面控制基點(diǎn)，在完成如下設(shè)計(jì)工作。</p><p>　　4.1 E級(jí)GPS控制測(cè)量方案及誤差預(yù)計(jì)</p><p><b>　?。?）網(wǎng)型設(shè)計(jì)</b></p><p>

35、;　　GPS測(cè)量的特點(diǎn)是對(duì)點(diǎn)間的邊長(zhǎng)沒有限制，也不要求兩點(diǎn)間通視，而且點(diǎn)位精度均勻。它與常規(guī)方法相比，具有很大的優(yōu)越性和靈活性，適合各種地下工程的地面控制測(cè)量，尤其適合山嶺地區(qū)大型隧道和跨河，跨海隧道的地面控制測(cè)量。工程控制網(wǎng)一般屬D級(jí)或E級(jí)，相當(dāng)于國家三等網(wǎng)和四等網(wǎng)。GPS網(wǎng)布設(shè)時(shí)，除了聯(lián)測(cè)測(cè)區(qū)內(nèi)高級(jí)GPS點(diǎn)外，不必按常規(guī)測(cè)量方式逐級(jí)布網(wǎng)，可根據(jù)實(shí)際需要，采用相應(yīng)的等級(jí)規(guī)定一次完成全網(wǎng)的布點(diǎn)和施測(cè)。當(dāng)測(cè)區(qū)內(nèi)無高級(jí)GPS點(diǎn)時(shí)，可與測(cè)區(qū)內(nèi)

36、或附近的國家大地控制點(diǎn)連測(cè)，以便提供數(shù)據(jù)處理的基準(zhǔn)值和成果測(cè)量的外部檢核。</p><p>　　GPS測(cè)量應(yīng)遵循統(tǒng)一的測(cè)量規(guī)范、按等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和作業(yè)：</p><p>　　表4-1 GPS測(cè)量等級(jí)劃分</p><p>　　在AUTOCAD2012中，對(duì)9號(hào)煤礦區(qū)進(jìn)行GPS網(wǎng)形設(shè)計(jì)，如下圖4-1：</p><p>　　為保證GPS網(wǎng)圖形精度，應(yīng)

37、以高級(jí)點(diǎn)為基礎(chǔ)，保證精度的前提下根據(jù)本礦區(qū)實(shí)際情況，以QY01、QY02和QY04三控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，采用邊連式的圖形。共13條獨(dú)立基線，觀測(cè)四個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段采用四臺(tái)GPS接收機(jī)。</p><p><b>　　（2）具體施測(cè)要求</b></p><p>　　礦區(qū)地面控制點(diǎn)采用GPS定位技術(shù)，利用GPS靜態(tài)測(cè)量獲得近井點(diǎn)的地面坐標(biāo)?？衫肔eicaGRX1200系列GPS

38、接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。操作時(shí)嚴(yán)格按照《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》中的E級(jí)精度要求來測(cè)設(shè)主副井及風(fēng)井附近的近井點(diǎn)Ⅰ及近井點(diǎn)Ⅱ的坐標(biāo)，觀測(cè)時(shí)間不得少于4小時(shí)。近井點(diǎn)Ⅰ及近井點(diǎn)Ⅱ間應(yīng)盡量通視，這樣在由近井點(diǎn)Ⅰ向主、副井施測(cè)連接導(dǎo)線時(shí)，便可以近井點(diǎn)Ⅱ?yàn)楹笠朁c(diǎn)，從而消除了起始邊近井點(diǎn)Ⅰ--近井點(diǎn)Ⅱ的坐標(biāo)方位角中誤差對(duì)貫通的影響；為了保證GPS觀測(cè)效果的可靠性，有效的發(fā)現(xiàn)觀測(cè)成果中的粗差必須使GPS</p><p>　　網(wǎng)中

39、的獨(dú)立邊構(gòu)成一定的幾何圖形。常規(guī)測(cè)量中對(duì)圖形設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要的工作。而在GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)時(shí)因GPS同步觀測(cè)不要求通視，所以其圖形設(shè)計(jì)具有較大的靈活性。GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)主要取決于用戶的要求，經(jīng)費(fèi)，時(shí)間，人力以及所投入接收機(jī)的類型、數(shù)量和后勤保障條件等。</p><p>　　圖4-1 GPS網(wǎng)型設(shè)計(jì)圖</p><p>　　表4-2 GPS測(cè)量基本技術(shù)要求規(guī)定</p><p

40、><b>　?。?）誤差預(yù)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　如下圖：</b></p><p>　　地面GPS控制測(cè)量對(duì)貫通相遇點(diǎn)K在X方向上的誤差可由公式（3-4）和（3-5）可得：</p><p>　　圖4-2 誤差預(yù)計(jì)計(jì)算圖</p><p>　?、儆稍O(shè)計(jì)圖可量得，主副井和風(fēng)井的近

41、井點(diǎn)之間距離及與貫通方向夾角余弦值</p><p>　?、谪炌ㄏ嘤鳇c(diǎn)K在X方向上的誤差</p><p>　　4.2導(dǎo)線控制測(cè)量方案及誤差預(yù)計(jì)</p><p><b>　　（1）網(wǎng)型設(shè)計(jì)</b></p><p>　　地面控制測(cè)量的目的是為了控制全局，限制測(cè)量誤差的傳遞和積累，保障測(cè)量工作的相對(duì)精度，礦區(qū)首級(jí)平面控制網(wǎng)必須考

42、慮礦區(qū)遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。一般在國家一、二等平面控制網(wǎng)基礎(chǔ)上布設(shè)，其等級(jí)參照表4-3選定。</p><p>　　在設(shè)計(jì)礦區(qū)受地形、地物條件的限制而導(dǎo)致近井點(diǎn)Ⅰ與Ⅱ之間無法通視的情況下，布設(shè)成一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)，邊長(zhǎng)測(cè)量采用光電測(cè)距。</p><p>　　導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)相關(guān)規(guī)范如下：</p><p>　　表4-3光電測(cè)距導(dǎo)線的布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　在

43、AUTOCAD 2012中，對(duì)9號(hào)煤礦區(qū)進(jìn)行導(dǎo)線網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計(jì),布設(shè)時(shí)要考慮地面建筑物、道路及其他可以遮擋觀測(cè)實(shí)現(xiàn)物體的分布，所布設(shè)如下圖：</p><p>　　圖4-3 導(dǎo)線網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)圖如上，把一級(jí)導(dǎo)線布設(shè)成閉合導(dǎo)線，共選取9個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)，其中已知3個(gè)，未知點(diǎn)5個(gè)，近井點(diǎn)為I1和II。</p><p><b>　?。?）具體施測(cè)要求&l

44、t;/b></p><p>　　①一級(jí)導(dǎo)線測(cè)量要求：</p><p>　　表4-4 光電測(cè)距導(dǎo)線的水平角技術(shù)要求</p><p>　　表4-5 光電測(cè)距導(dǎo)線的豎直角技術(shù)要求</p><p>　　表4-6 光電測(cè)距導(dǎo)線的測(cè)距技術(shù)要求</p><p>　　本次儀器采用國產(chǎn)NTS--202全站儀，測(cè)距精度為5+5p

45、pm。另外，其他方面要求：</p><p>　　1)每條邊量測(cè)測(cè)站一端的氣象數(shù)據(jù)。溫度取位至0.5℃，氣壓取位至100pa或1mmHg（所使用的氣象儀器應(yīng)在檢定的使用有效期內(nèi)）。</p><p>　　2)導(dǎo)線邊長(zhǎng)應(yīng)進(jìn)行加常數(shù)、乘常數(shù)、氣象、傾斜改正以及高程歸化和投影改化等各項(xiàng)改正計(jì)算。</p><p>　　3)導(dǎo)線邊長(zhǎng)通過兩點(diǎn)間高差進(jìn)行傾斜改正，按“城市規(guī)范”第2.

46、4.10和2.4.11條執(zhí)行。按“城市規(guī)范”第2.4.12條進(jìn)行測(cè)距邊水平距離的高程歸化和投影改化。</p><p>　　4)導(dǎo)線邊距離觀測(cè)記錄要求清晰、整潔，原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的更改應(yīng)符合“城市規(guī)范”第2.6.3條的規(guī)定，記錄、計(jì)算取位至1mm。 </p><p><b>　?、谧鳂I(yè)方法：</b></p><p>　　1）左角采用前-后-后-前，右

47、角采用后-前-前-后。</p><p>　　2)水平角采用測(cè)回法，豎直角采用中絲法，三絲法。</p><p>　　3)導(dǎo)線施測(cè)采用三聯(lián)腳架全園觀測(cè)法施測(cè)，水平角觀測(cè)的技術(shù)要求按《工程測(cè)量規(guī)范 GB 50026-93》2.3.1~2.3.10執(zhí)行。</p><p><b>　　4)測(cè)角：</b></p><p>

48、　　導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角有左角和右角之分。在導(dǎo)線前進(jìn)方向左側(cè)的水平角稱為左角，右側(cè)的水平角稱為右角。閉合導(dǎo)線一般測(cè)其內(nèi)角，在公路測(cè)量中，附和導(dǎo)線一般測(cè)右角，注意全線應(yīng)統(tǒng)一。各等級(jí)的導(dǎo)線測(cè)角要求，應(yīng)滿足規(guī)范。</p><p><b>　　5)測(cè)邊：</b></p><p>　　光電測(cè)距，光電測(cè)距導(dǎo)線邊采用單向或往返觀測(cè)，導(dǎo)線邊長(zhǎng)均觀測(cè)2測(cè)回，每測(cè)回4次讀數(shù)，一測(cè)回內(nèi)讀數(shù)較差應(yīng)小于

49、5mm,單程測(cè)回間較差應(yīng)小于10mm。</p><p>　?。?）對(duì)貫通誤差預(yù)計(jì)</p><p>　?、儆稍O(shè)計(jì)圖可量測(cè)得相關(guān)誤差預(yù)計(jì)參數(shù)，見表4-7：</p><p>　　表4-7 各導(dǎo)線點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長(zhǎng)度</p><p>　　表4-8 導(dǎo)線與X軸之間的夾角以及余弦值</p><p>　?、谟山c(diǎn)II--

50、2--3--近井I1段引起的K點(diǎn)在x’方向的誤差</p><p>　?、塾山c(diǎn)近井I1—4—5-- QY02—1--近井點(diǎn)II段引起的K點(diǎn)在x’方向的誤差</p><p>　?、艿孛鎸?dǎo)線測(cè)量引起貫通相遇點(diǎn)K在X方向上的總誤差：</p><p><b>　　5礦井平面聯(lián)系測(cè)量</b></p><p>　　聯(lián)系測(cè)量：通過平

51、硐、斜井以及立井將地面的平面坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)傳遞到地下，使地面與地下建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，該項(xiàng)工作稱為聯(lián)系測(cè)量。聯(lián)系測(cè)量工作的必要性在于：</p><p>　　①保證地下工程按照設(shè)計(jì)圖紙正確施工，確保巷道的貫通。</p><p>　?、诖_定地下工程與地面建筑物、鐵路、河湖等之間的相對(duì)位置關(guān)系，保證采礦工程安全生產(chǎn)，同時(shí)及早采取預(yù)防措施，使地面建筑物、鐵路免遭重大破壞。</p>

52、<p>　　立井平面測(cè)量的任務(wù)是確定地下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角和地下導(dǎo)線起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)。高程聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)是評(píng)定地下高程基點(diǎn)的高程。其中測(cè)定地下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角是很重要的環(huán)節(jié)，而且它對(duì)導(dǎo)線終點(diǎn)位置的影響是很大的。我們通常將立井平面聯(lián)系測(cè)量簡(jiǎn)稱為立井定向。</p><p>　　5.1主副井兩井定向測(cè)量方案</p><p><b>　?。?）兩井定向原理</

53、b></p><p>　　為了將地面坐標(biāo)導(dǎo)入井下，由于井筒直徑的限制，一井定向誤差相對(duì)較大。當(dāng)?shù)V區(qū)有兩個(gè)立井，且兩井之間在定向水平上有巷道相通并能進(jìn)行測(cè)量時(shí)，就要采用兩井定向。兩井定向時(shí)，由于兩垂球線間距離大大增加，因而由投點(diǎn)誤差引起的投向誤差也大大減小，這是兩井定向的最大優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　在主副井兩井筒各掛一根垂球線，此兩垂球線在井上、井下的坐標(biāo)方位角保持不變，通過從近井

54、點(diǎn)Ⅰ至主副井的地面測(cè)量確定此兩垂球線的坐標(biāo)，并計(jì)算其連線的坐標(biāo)方位角后，再在井下巷道中，用經(jīng)緯儀導(dǎo)線對(duì)兩垂球線進(jìn)行聯(lián)測(cè)，取一假定坐標(biāo)系來確定井下兩垂球線的假定方位角，然后將其與地面上確定的坐標(biāo)方位角相比較，其差值便是井下假定坐標(biāo)系統(tǒng)和地面坐標(biāo)系統(tǒng)的方位差，這樣便可確定井下導(dǎo)線在地面坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)方位角。原理如下圖：</p><p>　　圖5-1 兩井定向原理圖</p><p>　　兩井定向

55、時(shí)，由于兩垂球線間距離大大增加，因而由投點(diǎn)誤差引起的投向誤差也大大減小，這是兩井定向的最大優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　兩井定向也和一井定向一樣，是由投點(diǎn)、井上連接和井下連接三個(gè)部分組成的。因此，井下連接導(dǎo)線某一邊方位角的總誤差為：</p><p><b>　　（5-1）</b></p><p>　　式中θ為投向誤差。但此時(shí)因兩垂球線間的距離c加

56、大，投向誤差對(duì)定向精度的影響就不像一井定向那樣起主要作用了。</p><p>　　《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定，兩井兩次獨(dú)立定向所算得的井下定向邊的方位角之差，不應(yīng)超過±1′。則一次定向的中誤差為</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　若忽略投向誤差θ，認(rèn)為井上、下連接誤差大致相同，則</p>&l

57、t;p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　下面分別計(jì)算井上、下連接誤差和的值。</p><p>　?。?）主副井兩井定向設(shè)計(jì)</p><p>　?、僦鞲本畠删ㄏ蛟O(shè)計(jì)圖如下</p><p>　　圖5-2 主副井兩井定向設(shè)計(jì)圖</p><p>　　具體做法是，從近井點(diǎn)I1開始

58、,在地面設(shè)立連接點(diǎn)1，通過聯(lián)系測(cè)量將地面的平面坐標(biāo)、方位角及高程傳遞到井下永久點(diǎn)J1、J2上,作為井下控制測(cè)量起始數(shù)據(jù)。作業(yè)限差如表5-1所示。</p><p>　　表5-1　水平方向觀測(cè)要求及限差表</p><p>　　在兩個(gè)立井個(gè)懸掛一根垂球線A和B，由地面控制點(diǎn)布設(shè)導(dǎo)線測(cè)定兩垂球線A、B的坐標(biāo)，內(nèi)業(yè)計(jì)算時(shí)，首先由地面測(cè)量結(jié)果求出兩垂球線的坐標(biāo)，、、、，并計(jì)算出A、B連線的坐標(biāo)方位角和

59、長(zhǎng)度，最后計(jì)算出地下各點(diǎn)的坐標(biāo)。</p><p>　?、趦删ㄏ虻墓ぷ鹘M織 </p><p>　　工作環(huán)節(jié)多，測(cè)量精度要求高，縮短占用井筒的時(shí)間，需很好的工作組織。 </p><p><b>　　準(zhǔn)備工作 </b></p><p>　　1)選擇連接方案，作出技術(shù)設(shè)計(jì)；② 定向設(shè)備及用具的準(zhǔn)備；③ 檢查定向設(shè)備及檢驗(yàn)儀器；

60、④ 預(yù)先安裝某些投點(diǎn)設(shè)備和將所需用具設(shè)備等送至定向井口和井下；⑤ 確定井上下的負(fù)責(zé)人，統(tǒng)一負(fù)責(zé)指揮和聯(lián)絡(luò)工作。</p><p>　　2) 制定地面的工作內(nèi)容及順序。 </p><p>　　3) 制定定向水平上的工作內(nèi)容及順序。</p><p>　　4) 定向時(shí)的安全措施 </p><p>　　① 在定向過程中，應(yīng)勸阻一切非定向工作人員在井筒附

61、近停留；</p><p>　?、?提升容器應(yīng)牢固停妥；</p><p>　　③ 井蓋必須結(jié)實(shí)可靠地蓋好；</p><p>　　④ 對(duì)定向鋼絲必須事先仔細(xì)檢查，放提綱絲時(shí)，應(yīng)事先通知井下，只有井下人員撤出井筒后才能開始；</p><p>　?、?垂球未到井底或地面時(shí)，井下人員均不得進(jìn)入井筒；</p><p>　?、?下放

62、鋼絲時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守均勻慢放等規(guī)定，切忌時(shí)快時(shí)慢和猛停，因?yàn)檫@樣最易使鋼絲折斷；</p><p>　?、?應(yīng)向參加定向工作的全體人員反復(fù)進(jìn)行安全教育，以提高警惕。在地面工作的人員不得將任何東西掉入井內(nèi)，在井蓋工作的人員均應(yīng)配帶安全帶；</p><p>　　⑧ 定向時(shí)，地面井口自始至終不能離人，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)井上下聯(lián)系。</p><p>　　5) 定向后的技術(shù)總結(jié) <

63、/p><p>　　定向工作完成后，應(yīng)認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并寫出技術(shù)總，同技術(shù)設(shè)計(jì)書一起長(zhǎng)期保存。</p><p>　　定向后的技術(shù)總結(jié)，首先應(yīng)對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)書的執(zhí)行情況作簡(jiǎn)要說明，指出在執(zhí)行中遇到的問題、更改的部分及原因。其次編入下列內(nèi)容：</p><p>　?、?定向測(cè)量的實(shí)際時(shí)間安排，實(shí)際參加定向的人員及分工；</p><p>　　② 地面連測(cè)導(dǎo)線的計(jì)

64、算成果及精度；</p><p>　　③ 定向的內(nèi)業(yè)計(jì)算及精度評(píng)定；</p><p>　　④ 定向測(cè)量的綜合評(píng)述和結(jié)論。 </p><p>　　(3)兩井定向誤差預(yù)計(jì)</p><p><b>　　如下圖所示：</b></p><p>　　圖5-3 貫通誤差預(yù)計(jì)圖</p><p&g

65、t;　　誤差預(yù)計(jì)計(jì)算：（主井以字母A代替，副井以字母B代替）</p><p>　　由上圖量測(cè)可得：（詳細(xì)計(jì)算過與上同，這里不再給出） </p><p>　　1）測(cè)角引起誤差（RyA=43m,RyB=5m） </p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　（5-5）</b

66、></p><p><b>　　2）測(cè)邊引起誤差 </b></p><p><b>　　（5-6）</b></p><p>　　3）總誤差 （n=1） </p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b&g

67、t;　　=</b></p><p>　　5.2 風(fēng)井兩井定向測(cè)量方案</p><p>　　風(fēng)井兩井定向方法同前，當(dāng)n=1時(shí)，</p><p><b>　　=</b></p><p>　　圖5-4井下連接設(shè)計(jì)圖</p><p>　　5.3 定向測(cè)量對(duì)貫通影響誤差預(yù)計(jì)</p>

68、<p>　　不論采用幾何定向或陀螺定向，定向測(cè)量的誤差都集中反映在井下導(dǎo)線起始邊的坐方位角誤差上。所以定向測(cè)量誤差引起的k點(diǎn)在x′方向上的誤差為： </p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中——定向測(cè)量誤差，即由定向引起的井下導(dǎo)線起始邊坐標(biāo)方位角的誤差；</p><p>　　Ry0——井下導(dǎo)線起始點(diǎn)與

69、k點(diǎn)連線在y軸上的投影長(zhǎng)，如圖中所示的Ry01和Ry02。</p><p>　　兩個(gè)立井的定向測(cè)量誤差所引起的k點(diǎn)在x′方向上的誤差Mx′01和Mx′02應(yīng)分別求出。</p><p>　　圖5-5定向測(cè)量引起誤差圖</p><p>　　以上求得結(jié)果：兩井定向誤差Ma01=MaAB= ,陀螺定向預(yù)計(jì)誤差，采用儀器設(shè)計(jì)誤差Ma02=,由以上設(shè)計(jì)圖可量得Ryo1=380m

70、，Ryo2=310m。所以主副井的兩井定向和風(fēng)井的陀螺定向?qū)τ谪炌c(diǎn)K的誤差可由公式（3-6）計(jì)算得：</p><p>　　①主副井兩井定向 </p><p><b>　　= </b></p><p><b>　?、陲L(fēng)井兩井定向</b></p><p><b>　　= </b&

71、gt;</p><p><b>　　6 井下控制測(cè)量</b></p><p>　　6.1 方向附和導(dǎo)線的的布設(shè)方案</p><p>　　地下控制方案我們選擇使用方向附和導(dǎo)線，分別從主副井和風(fēng)井的地下起始邊布設(shè)到貫通相遇點(diǎn)K。</p><p>　　與地面導(dǎo)線測(cè)量相比，地下工程中的地下導(dǎo)線測(cè)量具有以下特點(diǎn)：</p>

72、;<p>　　1）由于受巷道的限制，其形狀通常形成延伸狀。地下導(dǎo)線不能一次布設(shè)完成，而是隨著巷道的開挖而助教向前延伸。</p><p>　　2）導(dǎo)線點(diǎn)有時(shí)設(shè)于巷道頂板，需采用點(diǎn)下對(duì)中。</p><p>　　3）的開挖，先敷設(shè)邊長(zhǎng)較短、精度較低的施工導(dǎo)線，指示巷道的掘進(jìn)，而后敷設(shè)高等級(jí)導(dǎo)線對(duì)低等級(jí)導(dǎo)線進(jìn)行檢查校正。</p><p>　　4）地下工作環(huán)境較

73、差，對(duì)導(dǎo)線測(cè)量干擾較大。</p><p><b>　?。?）導(dǎo)線布設(shè)：</b></p><p>　　分別從主副井和風(fēng)井的井下起始方向CD、J1J2布設(shè)方向附和導(dǎo)線導(dǎo)線至貫通相遇點(diǎn)K，導(dǎo)線等級(jí)為7″導(dǎo)線。</p><p>　　其中主副井從CD-1-2-3-4-5-6-7-8-K；</p><p>　　風(fēng)井從J1J2-1

74、4-13-12-11-10-9-K。</p><p>　　表6-1 基本控制導(dǎo)線的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　布設(shè)的導(dǎo)線網(wǎng)形如下：</p><p>　　圖6-1井下控制網(wǎng)設(shè)計(jì)圖</p><p>　?。?）具體施測(cè)及作業(yè)要求</p><p><b>　　①限差和作業(yè)要求</b><

75、/p><p>　　采用儀器和作業(yè)要求應(yīng)符合下表的規(guī)定：</p><p>　　表6-2 井下基本控制導(dǎo)線精度要求</p><p>　　注 : 1) 由于本貫通導(dǎo)線中不存在 15m 以下的短邊 , 故所有 點(diǎn)的角度測(cè)量都是兩個(gè)測(cè)回 , 兩測(cè)回的度盤位置分別為 0 °00′和90°10′。</p><p>　　2）多次對(duì)中時(shí)，每次

76、對(duì)中測(cè)一個(gè)測(cè)回。</p><p>　　3）有條件時(shí)可采用三架法施測(cè)，此時(shí)不存在多次對(duì)中問題，即無論邊長(zhǎng)長(zhǎng)短都是一次對(duì)中（或任意設(shè)站）兩個(gè)測(cè)回。</p><p>　　在傾角小于30°的井巷中觀測(cè)水平角時(shí)，其限差應(yīng)符合下表規(guī)定：</p><p>　　表6-3 水平角觀測(cè)要求</p><p>　　注 : 在傾角大于30°的井巷

77、中測(cè)角時(shí),各項(xiàng)限差為上表中規(guī)定的1.5倍。</p><p>　?、谒浇怯^測(cè)時(shí)的注意事項(xiàng)</p><p>　　1）整直儀器確保腳架穩(wěn)固,認(rèn)真調(diào)焦消除視差后方可進(jìn)行觀測(cè)。</p><p>　　2）在觀測(cè)過程中氣泡偏離不得超過 1格,否則應(yīng)在一測(cè)回結(jié)束后重新整置儀器。</p><p>　　3）采用三架法測(cè)角時(shí)應(yīng)特別注意不要碰動(dòng)儀器,以免大返工。&

78、lt;/p><p>　　4）不采用三架法測(cè)角時(shí),前后視宜懸掛重心較好的垂錘 ,減弱風(fēng)流的影響。</p><p>　　5）若風(fēng)流較大,對(duì)中時(shí)應(yīng)采取擋風(fēng)措施。</p><p>　　6）平斜巷交接處測(cè)水平角時(shí)應(yīng)注意嚴(yán)格整平儀器,以免超限垂測(cè)。</p><p>　　7）在長(zhǎng)短邊交接的測(cè)站上測(cè)角時(shí),宜采用“后-后-前-前”的觀,測(cè)順序。</p>

79、<p><b>　?、鄢拗販y(cè)</b></p><p>　　1）凡超出以上規(guī)定限差的結(jié)果,均應(yīng)進(jìn)行重測(cè),因?qū)﹀e(cuò)度盤、測(cè)錯(cuò)方向、讀記錯(cuò)誤、碰動(dòng)儀器、氣泡偏離過大或中途文現(xiàn)外界影響不能進(jìn)行繼續(xù)觀,測(cè)而未測(cè)完的,測(cè)回都應(yīng)進(jìn)行重測(cè)。</p><p>　　2）所觀測(cè)的兩個(gè)測(cè)回中,若觀測(cè)成果(兩測(cè)回互差)超限應(yīng)重測(cè)兩測(cè)回。</p><p>&

80、lt;b>　?、苓呴L(zhǎng)測(cè)量</b></p><p>　　1）測(cè)距儀井下測(cè)邊的各項(xiàng)限差要求見下表 :</p><p>　　表6-4 測(cè)距儀井下測(cè)邊的各項(xiàng)限差要求</p><p>　　注 : a. 往返較差必須將斜距化算成同一水平面上的平距方可進(jìn)行比較。b. 若所測(cè)導(dǎo)線段帶有三角高程,垂直角應(yīng)施測(cè)兩測(cè)回,否則一測(cè)回即可。</p><

81、p>　　2）氣象數(shù)據(jù)的測(cè)定要求</p><p>　　根據(jù)《規(guī)程》要求溫度應(yīng)讀至 1°C,氣壓應(yīng)讀至lOOkpa,氣象數(shù)據(jù)應(yīng)在觀測(cè)期間于測(cè)站端讀記一次。</p><p>　　3）測(cè)距成果的重測(cè)與取舍。</p><p>　　1.凡超出限差的觀測(cè)成果均須進(jìn)行重測(cè)。</p><p>　　2.當(dāng)一測(cè)回中讀數(shù)互差超限時(shí)可重測(cè)一個(gè)讀數(shù)。&l

82、t;/p><p>　　3.測(cè)回間較差超限時(shí),應(yīng)重測(cè)一測(cè)回,若重測(cè)后仍超限,則該站成果重測(cè)。</p><p>　　4.不同時(shí)間段或往返測(cè)較差超限時(shí),應(yīng)重測(cè)一個(gè)時(shí)間段的往或返。</p><p>　　4）井下測(cè)距邊的計(jì)算方法與地面測(cè)邊計(jì)算方法相同,不再重復(fù)。</p><p>　?。?）對(duì)貫通誤差預(yù)計(jì)</p><p>　　表6-5

83、 各導(dǎo)線點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長(zhǎng)度</p><p>　　表6-6 導(dǎo)線與X軸之間的夾角以及余弦值</p><p>　?、跍y(cè)角引起貫通相遇點(diǎn)K在X方向上的誤差，利用公式（3-1）計(jì)算得：</p><p>　?、酃怆姕y(cè)距引起貫通相遇點(diǎn)K在X方向上的誤差，利用公式（3-2）計(jì)算得：</p><p>　　6.2 加測(cè)陀螺定向邊的井下導(dǎo)線的的布設(shè)方

84、案</p><p><b>　?。?）方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　測(cè)陀螺定向邊，具體加測(cè)方案如下圖所示：</p><p>　　共加測(cè)2條陀螺定向邊，分別是6-7,11-12</p><p>　　圖6-2加測(cè)陀螺定向變?cè)O(shè)計(jì)</p><p>　?。?）施測(cè)方案與作業(yè)要求</p>

85、<p>　　陀螺定向時(shí)采用 “3-2-3”的作業(yè)程序 “逆轉(zhuǎn)法”觀測(cè),即使用陀螺儀先在地面已知邊上3測(cè)回測(cè)定儀器常數(shù),儀器下井后,在井下定向邊上進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)陀螺方位角各一次,待儀器上井后再在地面已知邊上3測(cè)回測(cè)定儀器常數(shù)。</p><p>　　測(cè)量陀螺方位角時(shí)的技術(shù)要求應(yīng)嚴(yán)格遵守《規(guī)程》中關(guān)于±15" 級(jí)陀螺儀的施測(cè)要求 。</p><p>　　具體施測(cè)方案

86、及要求已在風(fēng)井定向方案中詳細(xì)描述，這里不再贅述。</p><p>　　（3）對(duì)貫通誤差預(yù)計(jì)</p><p>　?、儆蓽y(cè)角引起的貫通點(diǎn)K在X'方向上的誤差可由以下公式計(jì)算：（參照上面的誤差分布計(jì)算圖，各項(xiàng)計(jì)算參數(shù)均可由圖直接量出，具體方法類同不加陀螺定向邊時(shí)的計(jì)算過程，這里直接給出計(jì)算結(jié)果）</p><p><b>　　=</b><

87、/p><p>　?、谟蓽y(cè)距引起貫通相遇點(diǎn)K在X方向上的誤差與不加陀螺定向邊時(shí)一致：</p><p><b>　　Mxl下=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　7 地面水準(zhǔn)測(cè)量 </p><p>　　7.1水準(zhǔn)測(cè)量方案設(shè)計(jì)</p>

88、<p>　　主井與副井之間的水準(zhǔn)測(cè)量，以近井點(diǎn)Ⅰ作為水準(zhǔn)基點(diǎn)。為顧及兩井口水準(zhǔn)基點(diǎn)相對(duì)高程中誤差引起貫通點(diǎn)K在Z軸方向的偏差中誤差的限定值，即±0.03m，所以井口水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程測(cè)量按照《國家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求測(cè)設(shè)。本次地面水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)方案為已知特殊高程點(diǎn)QY01起測(cè)，沿水準(zhǔn)附合線測(cè)設(shè)到近井點(diǎn)II。從水準(zhǔn)點(diǎn)Ⅰ1開始向主井布設(shè)水準(zhǔn)支線，傳遞主井高程。 </p><p>　　水準(zhǔn)

89、測(cè)量采用國產(chǎn)北京光學(xué)儀器廠DS3自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，使用木質(zhì)水準(zhǔn)尺。每一測(cè)站采用兩次儀器高法觀測(cè)兩點(diǎn)之間的高差，兩次測(cè)得結(jié)果若在5mm限差之內(nèi)，則取兩次結(jié)果平均數(shù)作為所測(cè)高差結(jié)果。由于測(cè)區(qū)內(nèi)地理原因，為了防止腳架的升降，應(yīng)自備尺墊。為減弱水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點(diǎn)誤差及儀器及腳架沉降所帶來的誤差對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響，從特殊高程點(diǎn)QY01到近井點(diǎn)I1，及由近井點(diǎn)I1至國家二等水準(zhǔn)點(diǎn)II之間測(cè)段都布設(shè)為偶數(shù)段測(cè)站，并且在觀測(cè)過程中，相鄰測(cè)站間標(biāo)尺要互換。高程控

90、制與平面控制一樣，亦自成系統(tǒng)。礦區(qū)地面之間通視良好，地勢(shì)起伏不大，附合水準(zhǔn)路線按地面四等水準(zhǔn)測(cè)量要求施測(cè)。 </p><p>　　水準(zhǔn)路線設(shè)計(jì)借用地上平面控制時(shí)的控制點(diǎn)，然后再在每?jī)蓚€(gè)一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)之間加設(shè)幾個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，具體方案如下圖：</p><p>　　圖7-1地面水準(zhǔn)測(cè)量設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）具體施測(cè)要求與作業(yè)組織</p><p>

91、　　表7-1 四等精度水準(zhǔn)要求：</p><p>　　水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)完畢，即可按擬定的水準(zhǔn)路線進(jìn)行觀測(cè)。先在水準(zhǔn)起始點(diǎn)立尺，作為后視尺，再安置儀器于測(cè)站1，同時(shí)選擇轉(zhuǎn)點(diǎn)，放上尺墊，并立另一水準(zhǔn)尺于其上，作為前視尺，后視起始點(diǎn)水準(zhǔn)尺，得后視讀數(shù)，前視轉(zhuǎn)點(diǎn)得前視讀數(shù)，后視值減前視值得起始點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)的高差，記錄計(jì)算完畢后，沿水準(zhǔn)路線前移，將儀器安置于第二站，第一站的前視尺原處不動(dòng)，轉(zhuǎn)過尺面作為第二站后視尺，第一站前視尺作為后

92、視尺，同時(shí)繼續(xù)觀測(cè)、記錄及計(jì)算。重復(fù)此過程，完成高程觀測(cè)全部工作。</p><p><b>　　7.2貫通誤差預(yù)計(jì)</b></p><p>　　由誤差預(yù)計(jì)公式（3-12）可得：（從設(shè)計(jì)圖中量得L=2.1千米）</p><p>　　Mh上=(mm) </p><p><b&

93、gt;　　=14.5mm</b></p><p><b>　　8 高程聯(lián)系測(cè)量</b></p><p>　　高程聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)，就在于把地面的高程系統(tǒng)，經(jīng)過平硐、斜井或立井傳遞到井下高程測(cè)量的起始點(diǎn)上。所以我們稱之為導(dǎo)入高程。一般取導(dǎo)入高程的誤差，d為允許誤差，約等于井深的1/8000。</p><p>　　8.1 鋼尺導(dǎo)入高程&l

94、t;/p><p>　　高程導(dǎo)入是立井高程導(dǎo)入并用長(zhǎng)鋼尺導(dǎo)入，目前國內(nèi)外使用的長(zhǎng)鋼尺有500m、800m、1000m等幾種，由于本礦井井深約為300米，故選用500米鋼尺。</p><p><b>　　施測(cè)方法：</b></p><p>　?。?）下放鋼尺在地面及井下安平水，分別在A、B兩點(diǎn)所立水準(zhǔn)尺上讀取讀數(shù)a、b，然后將水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)鋼尺，在井上下同

95、時(shí)讀取讀數(shù)準(zhǔn)儀m、n，同時(shí)測(cè)定井上下溫度t1、t2 ，溫度取井上下的溫度平均值，即t=（t1+t2）/2 。</p><p>　?。?）根據(jù)上述測(cè)量數(shù)據(jù)，求得A、B兩點(diǎn)的高差為： h=（m-n）+（b-a）+ΣΔL </p><p>　　其中ΣΔL 為鋼尺的總改正數(shù)。它包括尺長(zhǎng)、溫度、拉力和鋼尺自重等改正數(shù)。即ΣΔL=ΔLk+ΔLt+ΔLp+ΔLc </p><p>

96、;　?。?）高程導(dǎo)入的基本公式和圖形如下：</p><p>　　h=l-a+b=l+(b-a) </p><p>　　B點(diǎn)在統(tǒng)一坐標(biāo)系中的高程 HB=HA-h </p><p>　?。?）導(dǎo)入高程需獨(dú)立進(jìn)行兩次 前后兩次之差不得超過l/8000。</p><p>　?。?）減小誤差措施：</p><p>　　①盡量增大

97、兩垂球線間的距離，并選擇合理的垂球線位置。例如使兩垂球線連線方向盡量與氣流方向一致。這樣盡管沿氣流方向的垂球線傾斜可能較大，但是最危險(xiǎn)的方向（即垂直于兩垂球線連線方向）上的傾斜卻不大，因而可以減少投向誤差。</p><p>　?、谶m當(dāng)加大垂球重量，這樣可以減小晃動(dòng)</p><p>　?、蹟[動(dòng)觀測(cè)時(shí)，垂球線擺動(dòng)的方向應(yīng)盡量與標(biāo)尺平行，并適當(dāng)增大擺幅，但不宜超過100mm</p>

98、<p>　　8.2 鋼絲導(dǎo)入高程</p><p>　　采用鋼絲法導(dǎo)入標(biāo)高時(shí)，首先應(yīng)在井筒中部懸掛一鋼絲，在井下端懸一重錘，使其處于自由懸掛狀態(tài)。</p><p><b>　　施測(cè)方法：</b></p><p>　?。?）在井上、井下同時(shí)用水準(zhǔn)儀測(cè)得A、B處水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)a和b，并用水準(zhǔn)儀瞄準(zhǔn)鋼絲，在鋼絲上作上標(biāo)記；變換儀器高再測(cè)一次

99、，若兩次測(cè)得的井上、井下高程基點(diǎn)與鋼絲上相應(yīng)標(biāo)志間的高差互差不超過4mm，則可取其平均值作為最終結(jié)果。</p><p>　　（2）可通過在地面建立的比長(zhǎng)臺(tái)用鋼尺往返分段測(cè)量出鋼絲上兩標(biāo)記間的長(zhǎng)度，且往返測(cè)量的長(zhǎng)度互差不得超過L/8000(L為鋼絲上兩標(biāo)志間的長(zhǎng)度)。</p><p>　?。?）這樣，井下水準(zhǔn)基點(diǎn)B的高程HB即可通過下式求得：   

100、 HＢ＝ＨＡ－L＋（a-b)</p><p>　　8.3 光電測(cè)距儀導(dǎo)入高程</p><p>　　運(yùn)用光電測(cè)距儀導(dǎo)入標(biāo)高，不僅精度高，而且縮短了井筒占用時(shí)間，因此是一種值得推廣的導(dǎo)入標(biāo)高方法。</p><p>　　光電測(cè)距儀導(dǎo)入標(biāo)高的基本方法是：</p><p>　?。?）在井口附近的地面上安置光電測(cè)距儀，在井口和井底的中部，分

101、別安置反射鏡；井上的反射鏡與水平面成45°夾角，井下的反射鏡處于水平狀態(tài)；通過光電測(cè)距儀分別測(cè)量出儀器中心至井上和井下反射鏡的距離L、S。從而計(jì)算出井上與井下反射鏡中心間的鉛垂距離H：H=S-L+ΔL式中，ΔL為光電測(cè)距儀的總改正數(shù)。 </p><p>　?。?）分別在井上、井下安置水準(zhǔn)儀。讀取立于E、A及F、B處水準(zhǔn)尺的讀數(shù)e、a和f、b。</p><p>　?。?）A、B之間

102、的高差為： h=H-（a-e）+b-f 。</p><p>　　（4）B的高程HＢ：  HB＝HA-h 。</p><p>　?。?）運(yùn)用光電測(cè)距儀導(dǎo)入標(biāo)高也要測(cè)量?jī)纱?，其互差也不?yīng)超過H/8000。</p><p>　　8.4 導(dǎo)入高程對(duì)貫通誤差預(yù)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)入高程均需獨(dú)立進(jìn)行兩次，也就是說在第一次進(jìn)行完畢后，改變其

103、井上下水準(zhǔn)儀的高度并移動(dòng)鋼尺，用同樣的方法再作一次。加入各種改正數(shù)后，前后兩次之差，按《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定一般取導(dǎo)入高程的誤差，d為允許誤差，約等于井深的1/8000。（由設(shè)計(jì)圖可知，本次設(shè)計(jì)礦井井深約為300米），所以：</p><p>　　9 井下高程控制測(cè)量</p><p>　　9.1 井下水準(zhǔn)測(cè)量</p><p>　　本次任務(wù)中，水準(zhǔn)路線的設(shè)計(jì)直接采用井下平

104、面控制測(cè)量中的設(shè)計(jì)點(diǎn)位，根據(jù)井下巷道坡度的大小，對(duì)D-5號(hào)點(diǎn)階段坡度較大，采用三角高程測(cè)量。由于5-J2基本平巷，我們采用水準(zhǔn)測(cè)量。</p><p><b>　　具體設(shè)計(jì)圖如下：</b></p><p>　　圖9-1 井下水準(zhǔn)測(cè)量設(shè)計(jì)圖</p><p>　　水準(zhǔn)儀高差傳遞的具體作法是：當(dāng)由上平巷向下平巷通過斜巷傳遞高程時(shí)，在斜巷上端整置儀器，后

105、視上平巷中的高程點(diǎn)A，測(cè)垂直角量斜邊和A點(diǎn)處的覘標(biāo)高。然后，前視一臨時(shí)設(shè)置的固定照準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)垂直角量斜邊。在斜巷中每?jī)烧局g均用臨時(shí)設(shè)置的固定照準(zhǔn)點(diǎn)代替測(cè)點(diǎn)。在上下兩站觀測(cè)過程中，其中間設(shè)置的固定照準(zhǔn)點(diǎn)一直保持不動(dòng)（遷站時(shí)應(yīng)特別注意不要碰動(dòng)照準(zhǔn)點(diǎn)）。中間各站均前后視照準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)垂直角量斜邊。當(dāng)測(cè)到斜巷下端時(shí)，在最后一站后視固定照準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)垂直角量斜邊，前視下平巷中的高程點(diǎn)B，測(cè)垂直角量斜邊和B點(diǎn)處的覘標(biāo)高。</p><p&g

106、t;　　A、B各水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差按下式計(jì)算：</p><p>　　hAB=HB-HA=h1+h2+……h(huán)n+a-b</p><p>　　式中a---上平巷水準(zhǔn)點(diǎn)覘標(biāo)高； b---下平巷水準(zhǔn)點(diǎn)覘標(biāo)高；</p><p>　　采用變更儀器高(兩次儀器高互差應(yīng)大于10 cm)的方法進(jìn)行觀測(cè)。兩次測(cè)得的相鄰點(diǎn)間的高差互差不大于5 mm時(shí)，取其平均值作為觀測(cè)成果。由于井下高程點(diǎn)

107、有的設(shè)在頂板上程點(diǎn)在頂板上時(shí)，應(yīng)在讀數(shù)前加“-”號(hào)后，再進(jìn)行運(yùn)算。有的設(shè)在底板上，高差hi的計(jì)算公式都是hi＝ai－bi(即后視讀數(shù)-前視讀數(shù))。只是當(dāng)高程點(diǎn)在頂板上時(shí)，應(yīng)在讀數(shù)前加“-”號(hào)后，再進(jìn)行運(yùn)算。</p><p>　　9.2 井下三角高程測(cè)量</p><p>　　井下三角高程測(cè)量是與經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量同時(shí)進(jìn)行的。</p><p>　?。?）施測(cè)方法如下圖所示：

108、</p><p>　　圖9-2 三角高程示意圖 </p><p>　　安置經(jīng)緯儀于A點(diǎn)，對(duì)中整平。在B點(diǎn)懸掛垂球。用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)垂球線上的標(biāo)志b點(diǎn)，測(cè)出傾角δ，用鋼尺丈量?jī)x器中心到b點(diǎn)的距離L′，量取儀器高i及覘標(biāo)高v。由圖2-4可以看出，B對(duì)A點(diǎn)的高差可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中：L′——實(shí)測(cè)斜長(zhǎng)，基本控制導(dǎo)線應(yīng)是經(jīng)三項(xiàng)改正后的斜長(zhǎng)；</p>

109、;<p>　　δ —— 垂直角，仰角為正，俯角為負(fù)；</p><p>　　i —— 儀器高，由測(cè)點(diǎn)量至儀器中心的高度；  </p><p>　　v ——覘標(biāo)高，由測(cè)點(diǎn)量至照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)的高度；</p><p>　　當(dāng)測(cè)點(diǎn)在頂板時(shí)，i和v為負(fù)值，在底板時(shí)為正值。當(dāng)井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線為光電測(cè)距導(dǎo)線時(shí)，在A點(diǎn)安置儀器，在B點(diǎn)安置反射棱鏡，并對(duì)中整平。用測(cè)距

110、儀測(cè)出儀器至反射棱鏡中心斜距L0′，經(jīng)氣象、加常數(shù)等項(xiàng)改正后，得改正后斜距L′。A、B兩點(diǎn)間的高差可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中： k——折光系數(shù)； R——測(cè)線處地球曲率半徑。 </p><p>　　三角高程測(cè)量的傾角觀測(cè)一般可采用一個(gè)測(cè)回，其精度要求見表9-1。儀器高和覘標(biāo)高在開始前和結(jié)束后各量一次(以減小垂球線荷重后的漸變影響)，兩次丈量的互差不得大于4mm，取其平均值作為測(cè)

111、量結(jié)果。丈量?jī)x器高時(shí)，可使望遠(yuǎn)鏡豎直，量出測(cè)點(diǎn)至鏡上中心間的距離。</p><p>　?。?）三角高程測(cè)量三角高程測(cè)量</p><p>　　表9-1 三角高程測(cè)量時(shí)的垂直角觀測(cè)三角高程測(cè)量</p><p>　?、賰x器高和站標(biāo)高應(yīng)在觀測(cè)開始前和結(jié)束后用金尺各量一次,兩次丈量的互差不得大于4mm,取其平均值作為丈量結(jié)果。</p><p>　　②相

112、鄰兩點(diǎn)往返測(cè)高差的互差不應(yīng)大于 10m+O.3L (L 為導(dǎo)線水平邊長(zhǎng),以 m為單位)。</p><p>　?、廴歉叱虒?dǎo)線的高程閉合差應(yīng)不大于 100 (L 以 km 為單位)。</p><p>　　當(dāng)高差的互差符合要求后，應(yīng)取往返測(cè)高差的平均值作為一次測(cè)量結(jié)果。閉合和附合高程路線的閉合差，可按邊長(zhǎng)成正比分配。復(fù)測(cè)支線終點(diǎn)的高程，應(yīng)取兩次測(cè)量的平均值。高差經(jīng)改正后，可根據(jù)起始點(diǎn)的高程推算

113、各導(dǎo)線點(diǎn)的高程。</p><p>　　本次任務(wù)由16點(diǎn)到22點(diǎn)貫通的斜巷（中央主下山）部分采用三角高程測(cè)量，每條導(dǎo)線邊兩端點(diǎn)往返測(cè)高差的互差不大于10mm+0.3mm×L（L為水平邊長(zhǎng)，以m為單位），每段三角高程導(dǎo)線的高差往返測(cè)互差不應(yīng)大于±100mm.(L為導(dǎo)線長(zhǎng)度，以km為單位。 </p><p>　　9.3井下控制測(cè)量對(duì)貫通誤差預(yù)計(jì)

114、 </p><p>　　（1）井下水準(zhǔn)測(cè)量的誤差</p><p>　　在實(shí)際工作中，常以單位長(zhǎng)度的高差中誤差的大小，衡量水準(zhǔn)測(cè)量的精度。利用貫通誤差預(yù)計(jì)參數(shù)公式（3-15）, mh0為千米長(zhǎng)度的水準(zhǔn)線路的高差中誤差，稱為單位長(zhǎng)度的高差中誤差《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定井下水準(zhǔn)往返測(cè)量的高程閉合差=2 =±50mm，也即容許的單位長(zhǎng)度的高差中誤差==17.7mm，約為18mm。本次

115、井下水準(zhǔn)路線為5-D階段，總長(zhǎng)度約為1.8千米，水準(zhǔn)支線需獨(dú)立往返施測(cè)兩次所以：</p><p>　　= </p><p>　?。?）井下三角高程測(cè)量的誤差 </p><p>　　實(shí)際工作中根據(jù)多個(gè)三角高程導(dǎo)線的閉合差或往返測(cè)之差來求算單位長(zhǎng)度的高差中誤差mH經(jīng)

116、，一次往(返)測(cè)三角高程導(dǎo)線終點(diǎn)高程中誤差可由貫通預(yù)計(jì)參數(shù)公式（3-17）計(jì)算：</p><p><b>　　=30.8mm</b></p><p>　　式中 mh0—單位長(zhǎng)度(1km)三角高程測(cè)量的高差中誤差； </p><p>　　L—三角高程線路長(zhǎng)度，以km為單位。</p><p>　　《煤礦測(cè)量規(guī)程》要求

117、基本控制導(dǎo)線的高程容許閉合差fh容=2=100mm。即規(guī)程要求每千米長(zhǎng)度容許的高程中誤差為：100/2=50mm。 本次設(shè)計(jì)三角高程線路長(zhǎng)度為D-5號(hào)點(diǎn)之間，總長(zhǎng)約為38米,即L=0.38Km。</p><p>　?。?）井下控制測(cè)量的總誤差預(yù)計(jì)</p><p>　　可由貫通預(yù)計(jì)參數(shù)公式（3-18）計(jì)算得：</p><p><b>　　所以，預(yù)計(jì)誤差<

118、;/b></p><p>　　由以上誤差計(jì)算可知，預(yù)計(jì)誤差遠(yuǎn)小于生產(chǎn)限差，說明貫通的高程控制測(cè)量誤差要求是比較容易達(dá)到的。</p><p><b>　　10 最佳方案選擇</b></p><p>　　根據(jù)以上貫通測(cè)量中每個(gè)環(huán)節(jié)中的設(shè)計(jì)方案及誤差預(yù)計(jì)，可以組成一下三個(gè)可行的整體貫通測(cè)量方案。</p><p>　　10

119、.1平面控制測(cè)量方案</p><p>　　（1）可選方案一 ：（詳細(xì)設(shè)計(jì)見上面各個(gè)環(huán)節(jié)，下同）</p><p>　?、俚孛婵刂茰y(cè)量方法：E級(jí)GPS控制測(cè)量；</p><p>　　②礦井聯(lián)系測(cè)量方法：主副井采用兩井定向，風(fēng)井采用15秒陀螺定向；</p><p>　?、劬驴刂茰y(cè)量方法：7秒級(jí)導(dǎo)線控制測(cè)量。</p><p>

120、;　?、茇炌ㄕ`差預(yù)計(jì)：（假設(shè)以下各項(xiàng)都獨(dú)立測(cè)量?jī)纱危?lt;/p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=<0.2限差</b></p><p>　?。?）可選方案二 ：（假設(shè)以下各項(xiàng)都獨(dú)立測(cè)量?jī)纱危?lt;/p><p>　?、俚孛婵刂茰y(cè)量方法：一級(jí)導(dǎo)線控制測(cè)量；</p>