中国矿业大学矿山测量学课程设计

1、矿山测量课程设计报告姓名 班级： 学号： 指导老师：2012年 6月 20目录一、课程设计概述 1.1 设计目的 1.2 设计内容 1.3 编制依据 1.4 坐标系统 二、矿井平面联系测量 2.1 两井定向方案 技术规范及限差要求 . 测量方案 投点、连接 工作组织与安全措施 . 陀螺经纬仪定向步骤 . 组织工作与注意事项 . 陀螺经纬仪定向误差分析2.1.12.1.22.1.32.1.42.2.22.2.32.2.32.3 两种方案的比较 2.3.1 两井定向精度估计 2.3.2 陀螺定向精度估计 三、井下平面控制测量 3.1 井下导线的等级与布设 3.2 导线布设系统 3.3 精度估算 3

2、.3.1 基本控制精度估算 3.3.2 采区控制精度估算 高程联系测量 4.1 高程导入方法 4.1.1 钢尺导入高程 4.1.2 钢丝导入高程 4.1.3 光电测距仪导入高程 .4.2 精度估算 井下高程控制测量 地面水准测量 5.1.1 地面水准布设方案 5.1.2 地面水准精度估算 5.2 井下水准控制网设计 5.2.1 井下水准布设方案 5.3 井下三角高程设计 5.3.1 布设方案 5.3.2 精度估算 六、经验与收获 四、五、5.1.8.8.91111121313141515151617171818181921.21.23232324、课程设计概述1.1 设计目的矿山测量课程设计是

3、在学完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。 为了通过模拟实践更好 的理解课本知识， 更真实的了解矿山测量工作， 环境与测绘学院在 2012年5月组织 09届学生 进行为期一周的矿山测量课程设计，让学生将学过的知识有效的复习并形成体系。1.2 设计内容(1) 矿井平面联系测量(2) 井下平面控制测量(3) 高程联系测量(4) 井下高程控制测量1.3 编制依据(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)煤矿安全规程煤矿测量规程全球

4、定位系统(GPS)测量规范(GB/18314-2009) DZS3水准仪使用说明书(北京博飞);Leica TC1500 用户手册 (瑞士徕卡)； 测绘产品检查验收规定 ，CH 100295。 测绘产品质量评定标准 ，CH 100395。1.4 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， 应尽可能采用国家30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2区坐标系统。矿区面积小于 50km 且无发展可能时，可采用独立坐标系统。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。、矿井平面联系测量将地面平面

5、坐标系统传递到井下的测量称平面联系测量，简称定向。矿井联系测量的目的是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。其必要性在于：(1) 需要确定地面建筑物、铁路和河湖等与井下采矿巷道之间的相对位置关系。 需要确定相邻矿井的各巷道间及巷道与老塘 (采空区)间的相互关系，正确地划定两相邻矿 井间的隔离矿柱。为解决很多重大工程问题，如井筒的贯通或相邻矿井间各种巷道的贯通，以及由地面向井 下指定地点开凿小井或打钻孔等等。联系测量的任务在于确定：(1)井下经纬仪导线起算边的坐标方位角；井下经纬仪导线起算点的平面坐标 x和y；井下水准基点的高程Ho本设计采用两井定向方案与陀螺经纬仪定向两种方案，并对其进行了精

6、度评定和比较。2.1两井定向方案就要采用两井因而由投点误差引起的投向误差也大大减J1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, 定向。两井定向时，由于两垂球线间距离大大增加， 小，这是两井定向的最大优点。n-一 一-_x1 234两井定向示意图图两井定向示意图2.1.1技术规范及限差要求表近井光电测距导线的布设与精度要求等级附（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± 1.81/00000四等导线10121/100000± 2.51/40000一级导线50.51/30000&

7、#177; 51/20000二级导线30.251/20000± 101/10000不应超过煤矿测量规程规定，两井两次独立定向所算得的井下定向边的方位角之差, ± 1。则一次定向的中误差为M 060 AT?21.2若忽略投向误差0,认为井上、下连接误差大致相同，则15m上 m下 = 21.2/72 =2.1.2测量方案M、N敷设导线，求得近井点的本设计中，井上测设采用二级导线，从两个给定已知点 坐标及方位角，设计图见图1-1 （绿色部分为井上导线）。/图1-1近井点测量设计图本设计中，在井下定向水平，测设经纬仪导线A-1-2-3-4-5-6-7-B，导线采用15"基

8、本控制导线。导线布设图见图1-2 （蓝色部分为井下导线）。Q-ArA图1-2井下导线布设图4h 2.1.3投点、连接投点：在两个立井中各悬挂一根垂球线 A和B。投点的方法与一井定向相同，只是每个 井筒悬挂一根钢丝，投点工作比一井定向简单，而且占用井筒时间短。指用锤线或激光束将地 面点的位置通过立井传递至定向水平的测量工序。 包括单重稳定投点、单重摆动投点和激光投 点。本矿井筒400左右，不算太深，滴水不大，井筒气流比较缓和，因此决定采用单重稳定投 点方式。所需设备及要求：垂球：50-100kg；钢丝：0.5-2mm的高强度优质碳素弹簧钢丝；单闸手摇绞车；导向滑轮： 直径不小于150m m；定点

9、板；加盖大水桶；小锤球。如图,因为 但在定向之,在巷道形 在选定了井地面连接：地面连接的任务在于测定两垂球的坐标，再由坐标算出两垂球的方位角来。关 于地面连接的方式，根据两井筒相距的远近而有所不同。当两井相距较近时，则可插入一个近井 点，然后用导线连接，当两井相距较远时，则可在两井筒附近各插入一个近井点来连接。 1所示。当敷设导线时，应该使导线具有最短的长度并尽可能沿两垂球连线的方向延伸 此时量边误差对联线的方向不产生影响。一般可按照设立近井点的要求进行测量， 前，应根据一次定向测量中误差不超过±20的要求。井下连接：在定向水平上，一般可用井下7 经纬仪导线将两垂球线连接起来 状可能

10、的情况下，和地面连接导线一样尽可能沿两垂球方向敷设，并使其长度最短。上下连接方案后，应进行精度预计。如果井下经纬仪导线起始边的方位角中误差 M0不超过20 , 方案才能被采用。2.1.4工作组织与安全措施工作组织的主要流程有：(1) 准备工作选择连接方案，做出技术设计；定向设备及用具准备；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；确定井上下负责人，同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和顺序(4) 定向时的安全措施：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

11、地改好；对定向钢丝必须事先仔细检查， 放提钢丝时应事先通 知井下，只有当井下人员撤离时才能开始；垂球未到井底，人员不得进入井筒；钢丝要均匀慢 放。(5) 定向后的技术总结：包括定向测量的实际时间安排，实际参与定向的人员和分工；地面 连测导线的计算成果及精度；定向的内业计算和精度评定；定向测量的综合评述和总结。2.1.4内业数据处理由于每个井筒内只投一个点，不能直接推算井下导线边的方位角。 因此，首先采用假定坐 标系统，然后经过换算求得与地面坐标系统一致的方位角。(1)根据地面导线计算A、B点坐标，通过坐标反算原理求出两锤球线连线在地面坐标系统 中的方位角、边长；tan ab亘d丄Xb Xa X

12、abSabYb y Xb Xa sin ab cos AB/ Xab)2( yAB)2(2) 建立井下假定坐标系统，计算在定向水平上两锤球线连线的假定方位角、边长。通常为 了计算方便，假定A-1边为x '轴方向，与A-1垂直方向为y轴，A点为坐标原点，即A1 0 00 00直至锤线B的假定坐标X B和 y B。再通过反算公计算井下连接导线各点假定坐标, 式计算AB的假定方位角及其边长：ta ny B y AAB'x B x As'ABsin ABcos AB(xAB)2( yAB)2 理论上讲,Sab 和s'AB应相等。(3) 按地面坐标系统计算井下连接导线各边

13、的方位角及各个点的坐标。A1ABAB式中 若 AB < AB时,A1AB 360AB然后根据 A1之值，以锤线A的地面坐标重新计算井下连接导线各边的方位角及各点的 坐标，最终求得锤线B的坐标。井下连接导线按地面坐标系统算出 B点坐标值应和地面连接导 线所算得的B点坐标值相等。为了检核，两井定向也应独立进行两次，两次算得的井下起始边 的方位角互差不得超过1。2.2陀螺定向方案 设计应包括选用仪器、选定地面和井下测定边、观测方法和限差、精度估计、坐标传递、工作组织等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。它克服了运用几何定向方法进行联系测量时占用井筒时间长、 工作组织复杂等缺点，

14、目前，已广泛应用于矿井联系测量和控 制井下导线方向误差的积累。本次陀螺定向所用陀螺经纬仪为 2.2.1陀螺经纬仪定向基本原理JT15NO79563陀螺经纬仪。上图中T为陀螺方位角,为仪器常数，r为子午线收敛角,0为坐标方位角， A为地理方位角。各个参数的关系如下:=A 0AAo在地面已知边上测定仪器常数 求得仪器常数： =Ao- T在井下定向边上测定陀螺方位角在井下进行陀螺定向，则定向边的地理方位角测量要求：测定定向边陀螺方位角应独立进行两次，其互差应小于40。A 为：A= T +。 仪器上井后重新测定仪器常数仪器上井后，应在已知边上重新测定仪器常数 23次。前后两次测定的 仪器常数，其中任意

15、 两个仪器常数的互差应小于40，然后求出仪器常数的最或是值。用白塞尔公式mJvv】/(n 1评定一次测定中误差。 求算子午线收敛角地理方位角和坐标方位角的关系为：A0= 0+ 0子午线Y0勺符号由安置经纬仪的位置确定，在中央子午线以东为正，以西为负。 求算井下定向边的坐标方位角 由上述公式可得出： = Ao- 因此井下定向边的坐标方位角为0 +0- T=A- = T +222陀螺经纬仪定向步骤本次测量运用逆转点法第一步：在A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AB的方向值测前方向值M 1。第二步：将经纬仪的视准轴大致对准北方向(对于逆转点法要求偏离陀螺子午线方向不大于 60

16、。第三步：测量悬挂带零位值一一测前零位，同时用秒表测定陀螺摆动周期。第四步：用逆转点法精确测定陀螺北方向值 Nt。启动陀螺马达，缓慢下放灵敏部，使摆幅在 1° 3°范围内。调节水平微动螺旋使光标像与分 划板零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5个逆转点 U4、U5，并按下式计算N T：1、 U2、 U3、11 F一Ih的读数U第五步:第六步:边的方向值测后方向值M2。第七步:计算Tab陀螺方位角:(T)Tab陀 =M12M2Nt进行测后零位观测，方法同测前零位观测。 再以两个镜位测定AB于是可得井下定向边坐标方位角。223组织工作与注意事项

17、必须在熟悉陀螺仪性能的基础上，由具有一定操作经验的人员来使用仪器。 在启动陀螺马达达到额定之前和制动陀螺马达的过程中，陀螺灵敏部必须处于紧锁状态，防止悬挂带和导流丝受损伤。 在陀螺灵敏部处于紧锁状态、马达又在处于高速旋转时，严禁搬动和水平旋转仪器。 在使用陀螺电源逆变器时，要注意接线的正确；使用外接电源时应注意电压、极性是否正确。 在没有负载时，不得使用逆变器。 陀螺仪存放时，要装入仪器箱内，放入干燥剂，仪器要正确存放，不要倒置或躺卧。 仪器应放在干燥，清洁，通风良好处，切忌放到热源附近。 仪器用车辆运载时，要使用专用防震包装箱。 在野外观测时，仪器要避免太阳光直接照射。 目镜或其他光学零件受

18、污时，先用软毛刷轻轻拭去灰尘，然后用镜头纸或软绒布揩拭，一面 伤光洁度和表面涂层。223陀螺经纬仪定向误差分析经纬仪测定方向的误差；上架式陀螺仪与经纬仪的连接误差；悬挂带零位变动误差；灵敏部摆动平衡位置的变动误差；外界条件，如风流、气温及震动等因素的影响。按跟踪逆转点法进行陀螺定向时，主要误差来源有: 2.3两种方案的比较2.3.1两井定向精度估计1、地面连接误差AB为y轴，垂直于AB的方向线为x轴。则2 2 2 / 2 2mxA mxB c nm地面连接误差包括由近井点T到结点n和由结点n到两垂球线 A B所设两部分导线的误差。 为了研究方便起见，假定一坐标系统：2 2c两垂球线间的距离；m

19、XA 由结点到垂球线A间所测设的支导线误差所引起的 mXB 由结点到垂球线B间所测设的支导线误差所引起的 n 由近井点到结点间的导线测角数；m 由近井点到结点间导线的测角误差。2 / 2mxAmA点在x轴方向上的位置误差; B点在x轴方向上的位置误差;RyA、mxAl2 . 2ml sin2mxBRyB、xBl2 . 2m sin经计算，得m上 =12.78<21.2,符合精度要求2、井下连接误差井下导线测角误差所引起的不同边的连接误差计算公式:m2 /c2 RARA2Ra2M22M23m2i2/2 m cm2 /c2由井下导线量边误差所引起的连接误差计算公式：2 2/2a /cRb2R

20、b2Rb2I -2li sin im± =m AB(i-1)到垂球线A的距离在AB连线上的投影; B的距离在AB连接上的投影。3、上式中R'A(见图9-11)为由导线点1、2、而R'B则为由导线点i、i+1、(n-1)到垂球线经计算，最大方位角误差为14，小于限差15，符合精度要求。 则 M 0、m； m下=13+142 =19.1 2.3.2陀螺定向精度估计陀螺经纬仪的测量精度，以陀螺方位角一次测定中误差表示， 跟踪逆转点法定向时的误差 分析。以德国威斯特发伦采矿联合公司的 GYROMAT20型陀螺经纬仪为例来进行探讨。按跟踪逆 转点法进行陀螺定向时，主要误差来源有

21、： 经纬仪测定方向的误差； 上架式陀螺仪与经 纬仪的连接误差； 悬挂带零位变动误差； 灵敏部摆动平衡位置的变动误差； 外界条 件，如风流、气温及震动等因素的影响。(1) 经纬仪测定方向的误差一条测线一次观测的程序为：仪器在测站对中整平；测前以一测回测定测线方向值；以 5 个连续跟踪逆转点在度盘上的读数确定陀螺北方向值；测后以一测回测定测线方向值。这样，此项误差包括：对中误差一般陀螺定向边都较长，当测线边长 d=60m时，取eT=ec=0.8mm则觇标对中误差和仪器 对中误差为：丄7 丁 血a 口2X1沪扇乔=错误味找到引用源。测线一测回的测量方法中误差mi 6"测前测后两测回的平均值

22、中误差6"mi平124".2由5个逆转点观测确定陀螺北方向的误差逆转点观测误差包括跟踪瞄准误差m。和读数误差mo。30'34"V 7.5mo 0.05t0.05t 603'故逆转点观测误差为:mc亦 mO42 325"由5个逆转点读数计算平均值的公式为:1No 一(Ui 3u2 4u3 3u412U5)则相应的误差为:1 9 16 9 1 m N0 |77； mc1442".5故经纬仪测定方向的误差为:mH；2 2 2 2mecmeTmi平mN 0U1.892 1.8924.2422.525".6(2) 上架式陀螺仪与

23、经纬仪的连接误差陀螺仪与经纬仪靠固定在照准部上的过渡支架来连接。每次定向都要把陀螺仪安置在经纬2"。WILDT3经纬仪对三台仪器仪支架上，这样由于每次拆装连接而造成的方向误差，根据用 多次的实际测试，求得其连接中误差 Ee 2"，取mE（3）悬挂带零位变动误差悬挂带对陀螺摆动系统的指向起阻碍作用， 在实际观测时采用跟踪的方法可以消除悬挂带扭力的大部分影响。悬挂带材料的力学性质的优劣、陀螺运转造成的温升、外界气候的变化以 及摆动系统的机械锁紧和释放等因素的影响，均会引起零位变位。根据对三台陀螺经纬仪的167次测试结果，求得悬挂带零位变动中误差 m 4"。 a（4）灵

24、敏部摆动平衡位置的变动误差6"。影响摆动平衡位置变动的主要因素是： 电源电压频率的变化引起角动量的变化， 灵敏部内 部温度的变化引起重心位移以及由于温升造成悬挂带和导流丝的形变等因素， 都会造成平衡位 置的变动。由此而造成的误差多呈系统性，按JT15陀螺经纬仪灵敏部结构形式进行的 98次试 验，摆动平衡位置的最大离散度为12"16"，中误差mb（5）外界条件，如风流、气温及震动等影响m 外 5"。这些条件的影响程度较为复杂，无法精确地一一测试，可取所以，测线陀螺方位角一次测定中误差为：myjmH_mm_mb_J5.62_云 42 62 5210"

25、;.6误差分析的结果说明德国威斯特发伦采矿联合公司的 GYROMAT20型陀螺经纬仪的设计精度是 合理可行的。、井下平面控制测量在井下施工过程中，平面控制测量按照与地面控制测量统一的坐标系统，建立地下的控制 系统。根据地下导线的坐标，就可以放样出巷道中线及其腰线的位置，指出巷道开挖的方向， 保重贯通施工时时的精度要求。矿区控制一般布设成三角网，边角网或导线网。在布设控制网 时，每个井口附近至少有一个控制点。 而在井下巷道中测量时，只能敷设成支导线或者导线网 的形式，随着巷道的开挖向前延伸。3.1井下导线的等级与布设井下导线的布置，按照“高级控制低级”的原则进行。根据我国 1989年能源部颁发煤

26、 矿测量规范规定，井下平面控制测量分为基本控制和采区控制两类。 这两类又都应该敷设成 闭（附）合导线或者复测支导线。技术指标见表 1-1、表1-2。表1-1基本控制导线的主要技术指标井田一翼长度/km测角中误差/一般边长/m导线全长相 闭（附）合导线对闭合差复测支导线>5±760 2001/80001/6000< 5± 1540 1401/60001/4000表1-2采区控制导线的主要技术指标井田一翼长度/km测角中误差/一般边长/m导线全长相对闭合差 闭（附）合导线 复测支导线>1± 1530 901/40001/3000< 1±

27、; 301/30001/2000基本控制导线按照测角精度分为±7和± 15两级，一般从井底车场起始边开始，沿主）敷设，通常每隔1.52.0km应加测陀螺定向 以提供检核和方位平差条件。采区控制导线按测角精度分为± 15和± 30两级，沿采区 下山、中间巷道或片盘运输巷道以及其他次要巷道敷设。3.2导线布设系统要巷道（井底车场，水平大巷，集中上、下山等 边， 上、3.2.1基本控制设计由于本矿井两翼长度在4km和3km左右，因此基本导线测角中误差要求 15，附和导线 导线全长相对闭合差要求1/6000 0根据技术规范，基本控制布置为四等导线就可满足要求，采

28、用J6经纬仪进行。基本控制网设计见图 3-1 0图3-1基本导线布设3.2.2采区控制设计由于本设计小于1km因此测角中误差小于± 30即可，采用J6经纬仪进行。采区控制设计见图3-2。0'1> X图3-2采区导线布设3.3精度估算3.3.1基本控制精度估算精度评定点名B121110-9a?&654321A精度评定方位第中误差差(inn)边辰对相邻点位0.650- 437 W万0. 450-060.461/答万tk 70l.OL0-421/'840310.461.090,471/ 32 万0, 93LIO鼻431.'&3913山401.0

29、50. 431/ 万0.490”4tk 421/&87730. 440.760-47I,- 33万0. 730. 640_ 481/ 37 万0, 73(k 670. 431;619740. 430. 67'0_461/ 25 万Ck 630.730- 441/ U万0,510, 73Lf 13 万0* 480.610-431/ 13 万0.46坐标谓筆误墓iS圆参数A (me)F喙0.26m 3,70.450. 43m 14122. 230.640. 560.S50.64Ol 5616?a90.760. 66L CO0. 7e0, 66173, S2L40a 73L'

30、611.420; 7412,521.330. 751.5?1. 39Ol 745. 6L1.230. ?81.451.230, "S5.3SL 19乩77L411. 190; 7?0.340. 9'30. 771. 200. 93Ol 76170. L90.73仇73LOS0. 80m 70ISOuftS0, 72?LLOl0, 750; 6713S, 520.470. £20. 7S止6S0. 4111?. S50.310. boCL 630., ,570; 29104.550.293G0. 460. 43O' 17127.47导入咼程需独立进行两次前后两

31、次之差不得超过1/8000。(1)点位总误差 M k2=M ok2+ M DK2+ M S2 由定向引起的点位误差MokM0k1= R1 *ma0/ 尸0.04376m错误!未找到引用源。=43.76mm 由井下导线测角两边引起的点位误差M DKM DK=Mc=40.35mm 由起始点坐标误差引起的点位误差 MsMs=9.87mm由于两井定向独立进行两次 M 0k=错误!未找到引用源。点位总误差错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=57.64mm(2)点位总预计误差Mk预=2MkMk预=2MK=115.28mmv生产限差（200mm）3.3.2采区控制精度估算如图1所示,设导线起点为第1

32、点，终点为第(n+1)点，共需推算n个点的坐标，在推 算中,设各点角度观测值为 i,各边观测值为si,各边方位角为 i ,各点坐标为Xi、yi ,则导线末端点坐标为：IE IX U+ I = X 】+Vn-k I = yi +ILI h(2)<lxn- I =丄 ¥$11+ y i) (iPi<n111dyn I = SsinQiilsi- Xtn i - xU (Pi式中，(y n+ 1+ y i) 、( x n + 1 + x i )分别为第i点至末端点在y和X方向的坐标增量。经计算，D5点的点位误差为(3.08mm 4mri)符合精度要求。四、高程联系测量矿井高程联

33、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。4.1咼程导入方法4.1.1钢尺导入高程高程导入是立井高程导入并用长钢尺导入，目前国内外使用的长钢尺有1000m等几种。施测方法： 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。 根据上述测量数据，求得 A、B两点的高差为： 其中2A L为钢尺的总改正数。它包括

34、尺长、h= (m-n) + (b-a) +2A L500m、800m、温度、拉力和钢尺自重等改正数。即艺 A L= A Lk+ A Lt+ A Lp+ A Lc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 HB=HA-hOI:-Jf 11引4.1.2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： 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,

35、则可取其平均值作为最终结果。 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）。 这样，井下水准基点 B的高程Hb即可通过下式求得：Hb = Ha-L +(a-b)4.1.3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。扣test光电测距仪导入标高的基本方法: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

36、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=S-L+AL式中，为光电测距仪的总改正数。 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。 A、B之间的高差为：h=H- (a-e) +b-f 。H/8000。 B的高程HB：Hb = HA-h。 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4.2精度估算导入高程均需独立进行两次，也就是说在第一次进行完毕后，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Mh0斗，d为允许误差，约等于井深的1/8000

37、 02(2M h0d 1350L L15.47mm2迈 2逅8000五、井下高程控制测量5.1地面水准测量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5mn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，从国家二等水准点SZ1到近井点I,及由近井点I至国家二等水准点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

38、好，地势 起伏不大，附合水准路线按地面四等水准测量要求施测，见表1-1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， 完成咼程观测全部工作。表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

39、线离地 面低高度(m)基本分划、辅助 分划黑红面读数(mm基本分划、辅助 分划黑红面咼差(mm四级DS31005100. 23. 05. 05.1.1地面水准布设方案主井与副井之间的水准测量，以近井点I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自已知国家二等水准点SZ1起测，沿水准附合线测设到国家二等水准点SZ2从水准点I开0£X图地面水准布设方案rV始向主井布设水准支线，传递主井高程。A5.1.2地面水准精

40、度估算在MATLAB编程进行求解，以下为代码:B=zeros(8,7);JK=1,99;1,2;2,3;3,4;4,5;5,6;6,7;7, 99;i=1;while 1if i=9break;endj=JK(i,1);k=JK(i,2);B(i,j)=1;if k=99;a=1;elseB(i,k)=-1;endi=i+1;endQ=blkdiag(2.6628,1.4047,4.2235,1.7795,1.611,1.3075,3.2838,1.2187);P=inv(Q);BTPB=B'*P*B;Qhh=inv(BTPB);水准方 向边长 (m)以200m 为单协因数点号点位误差

41、位权SZ1->175.1092.6627972.257413.0049291->2142.381.4046923.121623.533612->347.3544.2235084.361134.1766493->4112.3881.7795494.272544.1340054->5124.1491.6109673.880153.9395945->6152.9611.3075233.343563.6570486->760.9053.2838031.133872.1296017->SZ2164.1031.218注：每千米高差中误差 10mm表 点位精度

42、估算权值5.2井下水准控制网设计石门处为平巷部分，采用与地面上同样的北光DS3自动安平水准仪进行往返观测，往返测 高差的较差不大于± 50mm/R.（R为水准点间路线长度，以km为单位）。本次任务中水准路线 部分路程较短，采用地下二级水准测量的技术规格。本次平巷部分采用水准高程测量。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