地下工程测量学课程设计

地下工程测量学课程设计1目 录第一章、工程概况 2第二章、设计规范、坐标系统的选择以及起始数据的分析 5第一节、设计依据的规范 5第二节、投影面和投影带的选择 6第三节、起始数据的选择 8第三章、地面控制测量方案设计 10第一节、GPS 控制方案的设计 10第二节、近井点点位误差 15第四章、联系测量方案设计 16第一节、两井定向测量方案设计 16第二节、陀螺定向测量方案设计 23第三节、长钢尺导入高程方案设计 26第五章、地下控制测量方案设计 28第一节、地下平面控制测量设计 28第二节、加测陀螺边 37第三节、地下高程控制测量设计 38第六章、设计方案总结 42地下工程测量学课程设计2第一章 工程概况一、矿井概况北徐楼煤矿位于于山东省滕州市的西北方，滕州市滨湖镇境内，隶属于枣庄市峄城区，其地理坐标为：东经：11650461165639，北纬： 350408 350747。矿井东部以第 27 勘探线为界，与东大煤矿为邻；西部以 45-13 断层为界；北部与朝阳煤矿为邻；南部以大刘庄断层为界，与锦丘、滨湖、东大煤矿相邻见。井田南北宽约 2.52.6 km，东西长约 9.9 km，面积 21.8816 km2，其中陆地部分约 17.1 km2、湖区部分约 4.8 km2。开采标高-180-1040m 。二、交通位置矿井距市区约 23 km。东临京沪铁路；区内公路四通八达，济(宁) 微(山)公路从工业广场东大门外经过，向北可直达邹城市、济宁市；向南可直达微山县城、枣庄市。西部濒临独山湖，矿区附近设有岗头港和辛安港航运码头，南距独山湖留庄港航运码头约 4km，可全年通航百吨船只，经京杭运河向北可达济宁、嘉祥及河北省南部一些县市，向南可达苏、浙、沪一带，交通十分便利。三、自然地理1、地形与地貌井田内地势平坦，地势由东北向西南逐渐降低，地面标高34.237.1m。一般在36m 左右，相对高差小，属山前冲积、洪积及湖积平原区。总的趋势为西高东低。地下工程测量学课程设计32、河流与湖泊井田内地表水系发育，大小河流与沟深纵横交错。北沙河系季节性河流，发源于邹城市东群山，由东向西南流经井田东南侧，汇入独山湖，每年枯水期有 46 个月，洪水多发生在 7 月。3、气象本区属大陆性季风型气候，具有年温高、热量丰富、夏雨集中、春风大、回暖早、四季分明的气候特点。历年平均气温 13.5。1 月份气温最低，历年最低气温-21.8（1957 年 1 月中旬） 。7 月份气温最高，历年最高气温40.4（1966 年 7 月中旬） 。年平均降水量 768.3mm，历年最大年降水量1245.8mm，最小年降水量 388.9mm，降水多集中在 7、8 月份。五十年一遇最高洪水位+37m 左右(1957 年)，历年平均蒸发量 1903.5mm，日最大蒸发量29.2mm，蒸发量为降水量的 2.48 倍。地处季风带，四季风向变化较大，全年以东南风为主，其次是南东南风，南风和东风。春季、夏季和秋季均以东南风为主，冬季北风、西北风、北西北风较多，其次是东风、东东北风和东北风，以 4 月份大风最多，最大风速 29 米/秒(1969 年 7 月 22 日)，夏季雷雨、大风亦较多。冰冻期为 12 月至翌年 3 月，最大冻土深度为 0.29m。4、地震本区属地震烈度 7 度区，根据 GB18306-2001中国地震动参数区划图 ，本区所属地震动峰值加速度分区为 0.100.15g。5、社会经济概况矿区所在的滕州市工业经济经过多年发展，逐步形成了煤炭、电力、纺织、建材、化工、建筑、机械、轻工等门类齐全，布局合理的生产体系。区地下工程测量学课程设计4内矿产资源丰富，煤炭工矿业尤为发达。农业主要粮食作物有：小麦、玉米、地瓜等，经济作物有：棉花、花生、大麻等。农副产品丰富，人民安居乐业。四、 地质采矿技术条件北徐楼煤矿位于滕北煤田西部，区域地层区划属华北地层区，鲁西地层分区，济宁地层小区。1、区域地层本区域除东北部有太古界、寒武系、奥陶系和侏罗系地层出露之外，其余均被第四系所覆盖。据钻孔揭露资料，第四系之下发育有：石炭系、二迭系、侏罗系和第三系，缺失元古界、志留系、泥盆系、三迭系和白垩系。2、井田地层含煤地层为华北型石炭二叠系海陆交互相沉积，煤系基底为中奥陶统石灰岩，煤系上覆盖层为上侏罗统及第四系松散沉积物。矿井地层系统自下而上分别为奥陶系、石炭系、二叠系、侏罗系和第四系。3 、煤系地层北徐楼煤矿的主要含煤地层为山西组和太原组、本溪组不含煤。地下工程测量学课程设计5第二章 设计规范、坐标系统的选择、起始数据的分析第一节 设计依据的规范根据该项测量工程的具体情况，在工作中的各项技术指标及精度要求主要按如下规范执行：1）中华人民共和国国家标准工程测量规范GB50026-93；2） CJJ 73-97全球定位系统城市测量技术规程 （以下简称GPS 规程 ） ；3）GB 128981991国家三、四等水准测量规范 ；4）原国家煤炭部发布的煤矿测量规程 ；5）国家测绘总局、国家地质总局制定的1:1000，1:2000 ，1:5000 比例尺地形地质工程测量规范1979 年版；6）中华人民共和国国家标准三、四等导线测量规范（CH/T2007-2001） 。地下工程测量学课程设计6第二节 投影面和投影带的选择一、投影带的选择应从满足矿山工程测量的需要入手，选择最合理的坐标系统、投影面和投影带，分析和解决这一问题的原则是：a、应与周围各煤矿或单位采用同一坐标系统；b、应与国家坐标系统取得一致或可靠联系；c、投影变形应尽可能最小。目前我国工测部门的控制网，较常用的坐标系统有下列几种高斯正形投影 3带坐标系统；独立坐标系统（任意带坐标系统，计算表面为平均高程面，中央子午线选在测区中央；计算表面选择抵偿高程面，中央子午线与 3分带中央子午线一致；计算表面仍为参考椭球面，中央子午线选在抵偿投影变形的任意位置） 。二、坐标系统的选择坐标系统是描述空间矢量数据最基础的地理信息要素，是确定地理目标平面位置和高程的平面坐标系和高程系的统称，也是描述整个空间矢量数据的核心内容。本次测量工程所采用的坐标系统为：1、平面坐标系统选择本次测量采用 1980 西安坐标系，参考椭球基本几何参数为：长半轴 a6378140m短半轴 b6356755.2882m地下工程测量学课程设计7扁率 1/298.257第一偏心率平方 e20.00669438499959第二偏心率平方 e20.00673950181947北徐楼井田南北宽约 2.52.6 km，东西长约 9.9 km，面积 21.8816 km2， ，西部边界位于东经 1165046，东部边界为东经 1165639。测区位于 3带的第 39 带，中央子午线为 117。测区平均横坐标 ym=-9.594km，地面平均标高为 42m。其投影长度变形值为： kmcSHY /5.01)7.50123.( 5远小于城市测量规范规定的投影长度变形不得大于 2.5cm/km 的原则。因此本次测量采用国家统一 3高斯正形投影平面直角坐标系统，中央子午线取用 117，水平投影面采用 1985 年黄海平均海水面。2、高程系统选择高程系统采用 1985 国家高程基准。地下工程测量学课程设计8第三节 起始数据的选择投影面和投影带确定之后，应收集并分析测区内的高级控制点情况，确定可以利用的起始数据。该煤矿在进行地质勘探时，在地面井口附近布设有两个 D 级 GPS 控制点可资利用。一、平面控制资料1、已有控制资料的收集和利用由山东省国土信息资料中心收集到测区附近有 1980 西安坐标系 C 级GPS 点平面控制点 3 个（镇政府、马庄小学 、张庄） ，85 基准高程控制点 1个（Z59 ） 。经实地踏勘表明，镇政府、马庄小学、张庄点位保存完好，但张庄点完全被树木遮挡无法使用。因此采用镇政府、马庄小学两个控制点作为 E 级 GPS 控制网的起算点。已知控制点成果见下表： 表2-1 已知控制点成果点 名 X（米） Y（米） H（米） 等 级镇政府 3889614.450 490776.637 37.712 C级GPS点马庄小学 3882593.528 492414.103 35.726 C级GPS点Z59 35.128 二 等2、图件资料北徐楼煤矿提供的充水性图、采掘工程平面图、地形地质图、地形图、工广平面图、井上下对照图、塌陷地图纸、综合水文地质图，上述图纸全面反映了该矿的生产情况，现势性较好。地下工程测量学课程设计9二、高 程 控 制 资 料测区内已有山东科技大学测绘学院实测的四等水准点，该网以二等水准点 Z59 点为高程起算点。精度满足规程要求，可以使用。地下工程测量学课程设计10第三章 地面控制测量方案设计第一节 GPS 控制方案的设计根据测区的范围和已知点的分布情况，采用 E 级 GPS 网作为本次地籍测量的首级平面控制网。E 级 GPS 网共布设点位 8 个（包括 2 个已知点）。一、GPS 点位布设与网形设计1、选点与埋点（1）选点在现场选点时，特别注意了以下问题： a、GPS 点尽量选在交通较方便、地势较高、天空开阔之处，以利于长期保存和 GPS 观测的实施；b、GPS 点位均选在远离水体，如测区内的水库、较大的池塘