第2章井下高程测量

第2章井下高程测量,2-1概述,2-2井下水准测量,2-3井下三角高程测量,2-1概述,一、井下高程测量的目的和种类,1、井下高程测量的目的,在井下建立一个与地面统一的高程系统，确定各种采掘巷道、硐室在竖直方向上的位置及相互关系，以解决各种采掘工程在竖直方向上的几何问题。,2、井下高程测量的任务,（1）确定主要巷道内各水准点与永久导线点的高程，以建立井下高程基本控制；,（2）给定巷道在竖直面内的方向；,（3）检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输巷道纵剖面图。,3、井下高程测量的种类,我国国家水准测量依精度不同分为一、二、三、四等。一、二等水准测量是国家高程控制的全面基础，三、四等水准测量直接为地形测图和各种工程建设提供所必须的高程控制。,矿区高程控制测量：是指在国家一、二等水准网的基础上，在矿区建立的三、四等水准网。,井下高程点的选设,井下高程点应布设在巷道顶、底板或两帮的稳定岩石中，碹体上或井下永久固定设备的基础上，也可选用井下永久导线点作为高程点。,图2-1井下高程测量的类型,现以下图的矿井为例说明井下高程测量的种类,综上可见，井下高程测量分为三种类型，即,（1）通过立井导入高程,（2）水准测量,（3）三角高程测量,矿井高程联系测量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。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递到井下。采用竖井开拓的矿井则需采用专门的方法来传递高程，,一、钢丝法导入标高采用钢丝法导入标高时，首先应在井筒中部悬挂一钢丝，在井下端悬以重锤，使其处于自由悬挂状态；然后，在井上、井下同时用水准仪测得A、B处水准尺上的读数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。最后，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)。,二、光电测距仪导入标高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。,基本方法：在井口附近的地面上安置光电测距仪，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高差：H=S-l+l式中，l为光电测距仪的总改正数。,然后，分别在井上、井下安置水准仪。测量出井上反射镜中心与地面水准基点间的高差hAE和井下反射镜中心与井下水准基点间的高差hFB，则可按下式计算出井下水准基点B的高程H：BAhAEhFBhAEa-ehFBf-b式中，a、b、e、f分别为井上、井下水准基点和井上、井下反光镜处水准尺的读数。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。,二、井下高程测量的基本要求,1、井下高程控制网，可采用水准测量方法或三角高程的方法敷设。,80时用三角高程测量,2、从井底车场的高程起算点开始，每隔300500米设置一组高程点，每组高程点至少应由三个点组成。,3、水准点可设在巷道的顶板、底板或两帮上，也可在井下固定设备的基础上。,2-2井下水准测量,一、井下水准测量的外业,1、井下水准测量的观测方法,变换仪器高法,注意：当水准点设在巷道顶板上时，要倒立水准尺，尺底（零刻度）端顶住水准点。,2、井下水准测量的限差要求,两水准点之间往返测高差较差不大于50Rmm,闭合、附合水准路线单程测量，闭合差不大于50Lmm,变换仪器高法,每站高差观测两次，以检核读数的正确性称测站检核。测站检核分两种:1)变换仪器高法两次不同仪器高度的水平视线(改变仪器高度应在10cm以上)测定相邻两点间的高差，图根水准测量两次高差之差应小于6mm，否则应重测。,2)双面尺法读取每一把水准尺的黑面和红面分划的中丝读数，前、后视尺的黑面读数计算出一个高差，h黑=a黑-b黑前后视尺的红面读数计算出另一个高差，h红=a红-b红四等水准:ABS(h黑-h红100)5mm，否则应重测。读数步骤:瞄准后视点水准尺黑面分划精平读数；瞄准后视点水准尺红面分划精平读数；瞄准前视点水准尺黑面分划精平读数；瞄准前视点水准尺红面分划精平读数。上述观测顺序简称为“后后前前”。,井下水准测量应选用精度不低于DS10的水准仪和普通水准尺，采用变更仪器高(两次仪器高互差应大于10cm)的方法进行观测。两次测得的相邻点间的高差互差不大于5mm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，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。,二、水准测量的内业,1、水准测量的内业的目的计算各测点之间的高差，经平差后，求出各测点的高程。,2、水准测量的内业计算,由于井下的高程点有的设在顶板上，有的设在底板上，可能出现四种情况。,三、巷道剖面图的测绘,1、目的：为了检查平巷的铺轨质量或者为平巷改造提供依据,2、具体做法：先用皮尺沿底板每隔10米或20米标记一个临时点，并且将此点标记在巷道两帮上，以便调整坡度放腰线时使用,3、巷道剖面图绘制要求,（1）水平比例尺一般为1：2000、1：1000、1：500，对应的竖直比例尺一般为1：200、1：100、1：50；,（2）按水平比例尺画出表格，表中填写测点编号、测点间距、测点的实测高程和设计高程、轨道面的实际坡度；,（3）在表格的上方，绘出巷道的纵剖面图,3、巷道剖面图绘制要求(续),绘图时，先按竖直比例尺绘出水平线，注明高程，绘出测点的水平投影位置，按照测点的实际高程和选定的竖直比例尺绘出竖直面上的位置，然后用直线将这些位置点连接起来，便可以得到巷道的实测纵剖面线。,（4）在表格的下方绘出该巷道的平面图，并且在图上绘出高程基点和永久导线点的位置。,2-3井下三角高程测量,一、施测方法,图2-2井下三角高程测量,井下三角高程测量一般是与经纬仪导线测量同时进行的。施测方法如图2-所示,三角高程测量三角高程测量是利用经纬仪观测出两点间的竖直角，用钢尺丈量出两点间的倾斜长度l，从而由下式计算出两点间高差hABlsini-v,思考题:上式中的符号代表什么?,井下三角高程测量,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2-2可以看出，B对A点的高差可按下式计算：,h=lsin+i-v,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，测点在底版时为正值，顶板时为负值。v觇标高。由测点量至照准目标点的高度，测点在底版时为正值，在顶板时为负值。,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射棱镜中心斜距l0，经气象、加常数等项改正后，得改正后斜距l0A、B两点间的高差可按下式计算：,hAB=lsin+l/2R.cos(cosk)+i-v,式中k折光系数；R侧线处地球曲率半径。,仪器高和觇标高应在观测开始前和结束后各量一次，两次丈量的互差不得大于4，取其平均值作为丈量结果。丈量仪器高时，可使望远镜竖直，量出测点至镜上中心的距离。,三角高程测量要往返进行。相邻两点往返测量的高差互差不应大于（10+0.3l）（l为导线水平边长，m）；三角高程导线的高程闭合差不应大于100L（L为导线长度，km）当高差的互差符合要求