矿山测量技术和测量方法

1、矿山测量技术和测量方法一、矿山测量常用仪器二、井下控制测量三、矿井联系测量四、贯通测量五、巷道测量六、井下碎部测量矿山测量技术矿山测量常用仪器矿山测量技术矿山测量常用仪器一、全站仪 全站仪由于兼具有经纬仪和测距仪的优点，且以数字形式提供测量成果，其操作简便、性能稳定、数据可通过电子手簿与计算机进行通讯等优点使其在矿山测量中得到了广泛的应用。矿山测量技术矿山测量常用仪器二、电子经纬仪 电子经纬仪相对于传统的光学经纬仪而言，在读数方面以数字形式提供测量成果，其操作简便、性能稳定，避免了人为操作的误差，大大提高了读数精度。矿山测量技术矿山测量常用仪器三、手持式测距仪 手持式激光测距仪在矿山的应用主要

2、利用它和国产经纬仪相结合，组合成一台无棱镜式的半站仪，应用在井下采场测量点位、断面高度、采场体积等。井下测量中手持式激光测距仪可以见红色激光点。在井下测量中也可以单独使用手持式激光测距仪，相当方便，还可以存贮大量的测量数据，无需井下测量记录等。 矿山测量技术矿山测量常用仪器四、光学经纬仪 传统的测角仪器，由于其外业、内业工作量大，观测时间长，观测精度较低，正逐步被电子经纬仪、全站仪所代替。矿山测量技术矿山测量常用仪器 在矿山中主要解决长距离中线腰线的指向，在矿井由于受地质变化形成压力大无保证中腰线的稳定性和工作面遇到机械设备对中腰线受阻时显示出它的优越性。 五、激光指向仪 激光指向仪是利用激光

3、器产生的光源进行指向的仪器。矿山测量技术矿山测量常用仪器六、矿山挂罗盘在黄金矿山应用十分广泛。仪器主要用于采区次要巷道和回采工作面磁方位角的测量。井下罗盘仪一般制成悬挂式，故称为挂罗盘仪。它的构造及用途与手罗盘相仿，如图所示，罗盘盒利用螺丝与圆环相连，当挂钩挂在测绳上时，不论测绳的倾角如何，罗盘盒由于自重作用，保持其水平。 罗盘盒的度盘刻划按逆时针方向由0360 ，最小分划值为30。在0 和180 的位置，注有北（N）和南（S）字样。罗盘盒的背面有一制动磁针的螺丝，不用时将其旋紧，使用时须旋松。罗盘盒内的磁针静止时，绕有铜丝端指向南，另一端指向北。 矿山测量技术矿山测量常用仪器矿山测量技术矿山

4、测量常用仪器矿山测量技术七、坡度规（半圆仪） 同样属于矿山辅助测量仪器，在黄金矿山主要用来进行次要巷道的腰线放样。半圆仪常用铝质等轻金属制成，形状和刻划方法如图所示，其刻划由半圆环中点0 起，向两端刻至90 ，最小刻划为20或30，半圆仪两端有挂钩，通过半圆环的圆心小孔，用细线挂一小垂球，当两挂钩挂水平时，锤球线正好对准0 刻划线。而当线绳倾斜时，挂于线绳上的半圆仪90 90 的连线平行于线绳，此时，半圆仪的小锤球沿铅垂方向下垂，垂球线切着半圆上的刻划值，就是该直线的倾斜角，一般用表示。 矿山测量常用仪器矿山测量技术矿山测量常用仪器矿山测量技术 另外如GPS静态、动态测量，陀螺经纬仪定向测量、

5、SUPAC三维作图系统等也已经在矿山应用，随着黄金矿山的逐步发展，现代矿山测量技术也将越来越广泛应用于黄金矿山的各个领域。 矿山测量常用仪器矿山测量技术 经纬仪安置方法与地面测量相同，由于导线点设在顶板上，仪器安置在导线点之下，故要求仪器有镜上中心，以便进行点下对中。对中时，望远镜必须处于水平位置，风流较大时，要采取挡风措施;如果边长较短（例如小于30m），为了提高测角精度，应按规程要求增加对中次数和测回数。我国上海第三光学仪器厂生产的一种垂球，其垂球长度可以伸缩，点下对中十分方便。杭洲光学仪器厂生产的一种光学对中器可以装置在脚架上或望远镜的镜筒上方，用于点下对中，不仅对中精度高，而且能提高工

6、作效率。井下经纬仪（全站仪）安置方法矿山测量技术井下经纬仪（全站仪）安置方法矿山测量技术 观测水平角时，在前、后视点上悬挂垂球，以垂球线作为觇标，如果需要测量倾角，还要在垂球线上作临时标志（如插小铁钉）。矿灯在垂线后面照明，以便观测。测角方法可采用测回法或复测法，观测导线的左转角，当方向数超过两个以上时，采用方向观测法测角。在测量水平角时，为了将导线边的倾斜距离换算成水平距离，还应同时观测导线边的倾角。当各项限差符合表中的规定时，方可迁往下一个测站。井下经纬仪（全站仪）安置方法矿山测量技术矿山测量人员应具备知识第一，必须全方面掌掘测量方面的知识，这是最基本的。这方面的知识有地形图测绘、矿区控制

7、测量及GPs卫星定位技术、测量误差及平差、矿山测量及矿图绘制等。第二，地质方面的知识。必须掌握地质基本理论及矿井地质、矿体几何等知识，以便研究矿体的形状、性质及赋存规律和计算储量、损失贫化及确定合理的回采率等。第三，采矿知识。主要是通过学习采矿方法来了解采矿的全过程，以便更好地参加采矿计划的编制，并进行监督检查和研究岩层与地表移动等问题。井下控制测量矿山测量技术井下平面测量包括: 井下平面控制测量和采区测量。一、概述1、目的：建立井下平面测量的控制，作为测绘和标定井下巷道、硐室、回采工作面等的平面位置的基础，也能满足一般贯通测量的要求。2、特点：井下平面控制测量只能以矿井联系测量测得的井底车场

8、内的已知点和已知边作为导线的起始点和起始边，逐步敷设导线来完成标定巷道掘进方向和测绘矿图等任务。矿山测量技术第一节 井下平面控制测量3、等级：井下导线分为基本控制导线和采区控制导线。基本控制导线精度较高，是井下的首级平面控制。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。井下基本控制导线可分为7级和15级两种。采区控制导线也包括15级和30级两种。矿山测量技术第一节 井下平面控制测量二、井下经纬仪导线的外业1、导线点的选设 井下导线点分为永久点和临时点两种。永久点应设在碹顶上或巷道顶(底)板的稳定岩石中。临时点可选设在顶板岩石中或牢固的棚梁上。2、水平角的观测 经纬仪需

9、标有镜上中心，以便于点下对中。 常用的方法主要有测回法和复测法两种。3、边长的丈量 井下导线边长的丈量可采用光电测距仪或钢尺丈量。4、导线的延长及检查 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30-100m延长一次，基本控制导线应每隔300-500m延长一次。矿山测量技术第一节 井下平面控制测量矿山测量技术第一节 井下平面控制测量三、井下测角与地面测角的不同点： 由于井下的特殊环境条件，而使井下测角与地面测角具有以下不同点： (1) 井下测点多设于巷道顶板上，因此经纬仪要在测点下对中，经纬仪望远镜筒上应当刻有仪器中心，即镜上中心。经纬仪在测点下对中时，要整平仪器，并令望

10、远镜水平，由测点上悬挂下垂球，移动经纬仪使镜上中心对准垂球尖。对中用的垂球尖最好是可伸缩的，以利于微调。如果井下巷道中风大，可将作觇标用的垂球加重，放入水桶中稳定，或加挡风布。为利于在顶板测点下对中，最好在望远镜筒上安装点下对中器，或利用专门的点下光学对中器，由于井下导线边较短，风流较大，所以要十分注意经纬仪及觇标对中，以减少其对测角精度的不良影响。 矿山测量技术第一节 井下平面控制测量 (2)在倾角很大的急倾斜巷道中测角时望远镜视线有可能被水平度盘挡住，因此，要求望远镜筒要短，最好有目镜棱镜、弯管目镜或偏心望远镜。另外，仪器竖轴倾斜对水平角测量精度的影响随仪器视线倾角的增大而增大，所以在倾角

11、较大的巷道中测角时，要注意严格整平经纬仪。 (3)井下黑暗潮湿并有粉尘因此要求仪器有较好的密封性，经纬仪及觇标均需照明。如果用垂球线作为觇标时，可将矿灯置于垂球线的后侧面，并在矿灯上蒙一层白纸或毛面薄膜，使垂球线清晰地呈现在柔和的光亮背景上。矿山测量技术第一节 井下平面控制测量四、井下仪器的维护： 针对井下特殊的环境条件，在安置仪器和进行观测时，应当注意以下几点： (1)在井下安置仪器之前，应对巷道两帮及顶板进行仔细检查，即“敲帮问顶”，确认无浮石、无冒顶和片帮危险后，再安置仪器。 (2)井下黑暗，巷道中过往矿车及行人很多，因此，在安置好仪器之后，必须有专人看护，不得离人。 矿山测量技术第一节

12、 井下平面控制测量 (3)由于井下潮湿，有的巷道有淋水，上井后必须擦干仪器，或将仪器置于通风处晾干后再装入仪器箱内。 (4)仪器在下井、上井搬运时，要防止剧烈震动，必要时可把仪器抱在怀中，切忌坐着仪器箱乘坐罐笼或人车。 (5)冬季地面与井下温度相差较大时，在由地面到达井下观测地点之后，要稍等片刻，待仪器温度与周围巷道内温度接近后再开箱。如有水珠凝结在仪器表面上，切忌用手或毛巾擦拭物镜和目镜，面应当用专门的擦镜头纸轻轻擦去水珠和水雾。矿山测量技术第一节 井下平面控制测量五、井下测角方法： 井下测角一般用测回法，测量角度ACB时，在c点安置经纬仪，整平对中，在后视点A和前视点B悬挂垂球钱作为觇标，

13、并用矿灯照明垂球线。瞄准时，应先用望远镜筒外的准星大致照准觇标处的灯光，再调焦对光，并用矿灯照明十字丝和读数窗，才能精确瞄准和读数。 用测回法同时测量水平角和竖直角的步骤如下： (1)正镜瞄准后视点A，使水平度盘读数大致对于0，读取水平度盘读数a1，并使十字丝的水平中丝照准垂球线上的标志(通常是用大头针或小钉插入垂球线的适当位置或用线绳系个线疙瘩作为测量竖直角及丈量觇标高的标志)，使竖盘指标水准器的气泡居中后（带补偿装置的无需此步），读取竖盘读数LA ； 矿山测量技术第一节 井下平面控制测量 (2)正镜顺时针方向旋转照准都，照准前视点B，读取水平度盘读数b1。和竖盘读数LB； (3)倒镜后逆时

14、针旋转照准部，照准前视点B，读取水平度盘读数b2和竖盘读数RB； (4)倒镜逆时针旋转照准部，照准后视点A，读取水平度盘读数a2和竖盘读数RA； (5)最后计算一测回所测水平角为：矿山测量技术第一节 井下平面控制测量六、钢尺量边方法： 井下多采用悬空丈量边长的方法。具体做法是在前、后视所挂垂球线上用大头针或小钉作出标志，作为测量倾角时经纬仪望远镜十字丝水平中丝瞄准的目标和钢尺量边时的端点。丈量边长时，钢尺一端刻划对准经纬仪的镜上中心或横轴中心，另一端对准垂球线上的大头针处在钢尺上读数，要估读到毫米。每尺段以不同起点读数三次，三次所测得长度互差不得大于3 mm。导线边长必须往、返丈量，丈量结果加

15、入各种改正数之后的水平边长互差不得大于边长的16000。 矿山测量技术第一节 井下平面控制测量 当边长超过尺长时须分段丈量。这时要用经纬仪定线，使中间加点1、2位于望远镜视线上，并在1、2点的垂线绳与十字丝水平中丝交点处插上大头针，然后分段丈量距离。 量边时，耍注意不使钢尺碰到架空电线上，以免发生触电事故，同时耍注意不使钢尺打卷或打折而易于被拉断，并时刻小心保护钢尺不被过往行人踩坏或被矿车压断。矿山测量技术第一节 井下平面控制测量 井下经纬仪导线测量的外业，与地面导线基本相同，但由于井下环境的特殊性，也使井下导线测量外业具有一些特点，如导线不是一次全面布设，而是随巷道掘进面不断延长，每次延长之

16、前都要对上次测设的最后一个导线角度进行检查；井下导线点多设于顶板仪器要在点下中；井下黑暗，仪器及觇标均需照明；井下巷道狭窄，运输繁忙，观测条件不利等。 矿山测量技术第一节 井下平面控制测量一、选点和埋点 选择导线点的位置时，应当全面综合考虑以下几个方面： (1)相邻导线点之间通视良好，并应尽可能使点间距离大些，在巷道的连接处和交叉口处，应当埋设导线点。 (2)为了避免运输干扰，应尽量将点设在远离运输轨道的一侧。 (3)导线点应当选在巷道稳定、安全、便于安置仪器进行观测的地方避开淋水、片帮落石和其他不安全因素。 选点工作通常由3人完成，在保证相邻点通视的条件下，同时选出后视、中间测站和前视3个点

17、，并将后视点及中间点固定，而前视点需待3人继续往前选点时再最后确定。三、井下经纬仪导线（复测支导线）的内业计算 井下观测工作完成后，应及时整理和检查外业手簿，确认各观测成果符合规程的规定后，方可进行内业计算。 分别按往、返测成果计算导线最末边的方位角和。计算并检核角度闭合差f。 f=分配角度闭合差，若往测和返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f2矿山测量技术第一节 井下平面控制测量4.按分配闭合差后的水平角推算往、返测各边的方位角。5.计算坐标增量和往、返测坐标增量闭合差：6. 计算并检核坐标相对闭合差K：7. 分配坐标闭合差：8. 分别计算往测和返测各导线点

18、的坐标：矿山测量技术第一节 井下平面控制测量 方法主要有水准测量和三角高程测量两种。一、概述1、任务 (1)在井下主要巷道内精确测定高程点和永久导线点的高程，建立井下高程控制； (2)给定巷道在竖直面内的方向； (3)确定巷道底板的高程； (4)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。矿山测量技术第二节 井下高程控制测量2、井下高程点的选设 从井底车场的高程起算点开始，沿井底车场和主要巷道逐段向前敷设，每隔300500 m设置一组高程点，每组高程点至少应由三个点组成，其间距以3080 m为宜，永久导线点也可作为高程点使用。 井下高程点应布设在巷道顶、底板或两帮的稳定岩石中，碹

19、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。矿山测量技术第二节 井下高程控制测量二、 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10 cm)的方法进行观测。两次测得的相邻点间的高差互差不大于5 mm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。矿山测量技术第二节 井下高程控制测量三、 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

20、，从而由下式计算出两点间高差hAB ： hLsini-v矿山测量技术第二节 井下高程控制测量矿山测量技术第二节 井下高程控制测量 井下三角高程测量一般是与经纬仪导线测量同时进行的。施测方法如上图所示： 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。二、 采区测量1、采区联系测量 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。 (1) 通过两个竖直巷道进行联系测量 (2) 通过一个竖直巷道进行联系测量 (3) 通过急倾斜巷道进行联系测量矿山测量技术第二节 井下高程控制测量2、采区次要

21、巷道测量 采区次要巷道测量是为了填绘矿图，以采区控制导线为基础而敷设的碎部导线测量。 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；丈量巷道的长度和断面大小等。矿山测量技术第二节 井下高程控制测量3、回采工作面测量 回采工作面测量是按旬或按局、矿规定的日期进行的验收填图测量。回采工作面每月测量的次数，应以能满足生产和回采率计算的要求为目的，但至少须测出工作面的月末位置。 回采工作面测量应以导线点为基础，采用低精度经纬仪、测角仪、皮尺等进行测量。测量的内容主要有：回采工作面的长度、进度；充填区的位置和尺寸、采高等。矿山测量技术第二节 井下高程控制测量矿山

22、测量技术矿井联系测量矿山测量技术第一节 矿井联系测量的目的与任务 定义： 将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下的测量，称为联系测量。 将地面平面坐标系统传递到井下的测量称平面联系测量，简称定向。 将地面高程系统传递到井下的测量称高程联系测量，简称导入高程。 矿井联系测量的目的就是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。矿山测量技术第一节 矿井联系测量的目的与任务矿井联系测量的必要性： 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，正确地划定网相邻矿井间的隔离矿柱。 为解决很多重大工程问题，例如井筒的贯通或

23、相邻矿井问各种巷道的贯通，以及由地而向井下指定的地点开凿小井或打钻孔等等都需要井上下采用同一坐标系统。矿山测量技术第一节 矿井联系测量的目的与任务 联系测量的任务在于：1、确定井下经纬仪导线起算边的坐标方位角。2、确定井下经纬仪导线起算点的平面坐标。3、确定井下水准基点的高程。矿山测量技术第二节 矿井联系测量的种类与要求 矿井定向概括说来可分为两大类：1、从几何原理出发的几何定向。2、以物理特性为基础的物理定向。 几何定向分为：1、通过平硐或斜井的几何定向；2、通过一个立井的几何定向(一井定向)3、通过两个立井的几何定向(两井定向)矿山测量技术第二节 矿井联系测量的种类与要求矿山测量技术第二节

24、 矿井联系测量的种类与要求 物理定向可分为：1、用精密磁性仪器定向；2、用投向仪定向；3、用陀螺经纬仪定向。 其中目前多采用陀螺经纬仪定向。矿山测量技术第二节 矿井联系测量的种类与要求联系测量的主要限差：矿山测量技术第三节 地面近井点、井口水准基点及井下定向基点测设 近井点和井口水准基点 在全国范围内都布设了国家一、二等三角网和水准网，在矿区范围内也有国家一、二等三角点和水准点。但是，这些点的密度很小，远远不能满足矿区测量的需要。通常进行的矿区控制测量就是在国家一、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的光电测距导线作为矿区的平面控制，布设矿区三、四等水准网作为矿区的高程控制

25、。 矿山测量技术第三节 地面近井点、井口水准基点及井下定向基点测设 为了满足矿井建设和生产的需要，建立矿井上、下统一坐标系统，还需在矿井工业广场井筒附近布设平面控制点和高程控制点，即我们通常所说的近井点和井口水准基点。矿山测量技术第三节 地面近井点、井口水准基点及井下定向基点测设 近井点和井口水准基点基本要求：1、尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点。当近井点必须设置于井口附近工业厂房顶上时，应保证观测时不受机械震动的影响和便于向井口敷设导线；2、每个井口附近应设置一个近井点和两个水准基点；3、近井点至井口的连测导线边效应不超过三个；4、多井口矿井的近井点应统一合理布置，尽可能使相邻

26、井口的近井点构成三角网中的一个边，或力求间隔的边数最少； 矿山测量技术第三节 地面近井点、井口水准基点及井下定向基点测设 5、近井点和井口水准基点标石的埋设深度，在无冻土地区应不小于，在冻土地区盘石顶面与冻结线之间的高度应不小于。标石的式样及埋设见图31所示。图(a)为建筑物顶面上的测点；因(b)和因(c)为在非冻土地区的浇注式测点和预制混凝土测点；图(d)、(e)和(f)为在冻土地区的钢管混凝土测点、预制混凝土测点和钻孔浇注式测点； 矿山测量技术第三节 地面近井点、井口水准基点及井下定向基点测设矿山测量技术第三节 地面近井点、井口水准基点及井下定向基点测设 6、为使近井点和井口水准基点免受损

27、坏，在点的周围宜设置保护桩和栅栏或刺网。在标石上方宜堆放高度不小于的碎石； 7、在近井点及与近井点直接构成三角两边的点上，宜用角钢或废钻杆等材料建造永久觇标。矿山测量技术第四节 立井几何定向 一、概述 在立井中悬挂钢丝垂线由地面向井下传递平面坐标和方向的测量工作称为立井几何定向。几何定向分一井定向和两井定向。 矿山测量技术第四节 立井几何定向 立井几何定向概要地说，就是在井筒内悬挂钢丝垂线，钢丝的一端固定在地面，另一端系有定向专用的垂球自由悬挂于定向水平，一般称作垂球线。再按地面坐标系统求出垂球线的平面坐标及其连线的方位角，在定向水平上把垂球线与井下永久导线点连接起来，这样便能将地面的方向和坐

28、标传递到井下，而达到定向的目的。因此，可把立井几何定向工作分为两个部分： 由地面向定向水平投点(简称投点)；在地面和定向水平上与垂球线连接(简称连接)。矿山测量技术第四节 立井几何定向 一井定向（三角法） (一)投点 采用连接三角形进行一井定向时要在井筒内挂两根垂球线。投点时，一般都采用垂球线单重投点法，即在投点过程中，垂球的重量不变。单重投点可分为两类：单重稳定投点和单重摆动投点。前一种方法是将垂球放在水桶内，使其基本上处于静止状态；在定向水平上测角量边时均与静止的垂球线进行连接。后一种方法则恰恰相反，面是让垂球自由摆动，用专门的设备观测垂球线的摆动，而求出它的静止位置井加以固定；在定向水平

29、上连接时，则按固定的垂球线位置进行。矿山测量技术第四节 立井几何定向矿山测量技术第四节 立井几何定向 投向误差 地面向定向水平上投点时，由于井筒内气流、滴水等影响，致使垂球线在地而上的位置投到定向水平后会发生偏离，一般称这种线量偏差为投点误差。由这种误差而引起的垂球线连线的方向误差，叫做“投向误差”。矿山测量技术第四节 立井几何定向 减少投点误差的主要措施为： 1、尽量增加两垂球线间的距离，井选择合理的垂球线位置。例如使两垂球线连线方向尽量与气流方向一致。 2、尽量减少马头门处气流对垂球线的影响。定向时最好停止风机运转或增设风门，以减少风速。 3、采用小直径、高强度的钢丝，适当加大垂球重量，井

30、将垂球浸入稳定液中。 4、减少滴水对垂球线及垂球的影响，在淋水大的井筒，必须采取舀水措施，并在大水捅上加挡水盖。矿山测量技术第四节 立井几何定向 1、单重稳定投点 单重稳定投点是假定垂球线在井筒内处于铅垂位置而静止不动。当井筒不深、滴水不大、井筒内气流缓慢、垂球线摆动很小、其摆幅一般不超过时被采用。 进行单重稳定投点所需的设备和安装系统如下图所示。矿山测量技术第四节 立井几何定向 缠绕钢丝的手摇绞车固定在出车平台上，钢丝通过安装在井架横梁上的导向滑轮2、自定点板3的缺口挂下，定点板固定在一专用的木架4上，用以稳住垂线悬挂点的平面位置，使其不受井架震动的影响。在钢丝下端挂上垂球5，并将它放在盛有

31、稳定液的水桶6中。矿山测量技术第四节 立井几何定向2、钢丝自由悬挂的检查(1) 信号圈法；(2) 比距法；(3) 振幅法 3、单重摆动投点 单重摆动投点就是观测垂球线的摆动，找出其静止位置并固定起来，然后进行连接。目前我国常采用标尺法和定中盘法。其所需设备及安装方法基本上和前述稳定投点一样，只不过在定向水平增设一对观测垂球线摆动的标尺和具有标尺的定点盘而已。标尺法所用的标尺与带毫米刻划的普通标尺一样。矿山测量技术第四节 立井几何定向矿山测量技术第四节 立井几何定向矿山测量技术第四节 立井几何定向连接三角形法的示意图如图所示：矿山测量技术第四节 立井几何定向连接三角形应满足的条件点C与D及点C与

32、D要彼此通视，且CD与CD的边长要大于20 m； 三角形的锐角和要小于2； a/c与a/c的值要尽量小一些，点C与C应适当地靠近垂球线，一般应小于1.5 m。矿山测量技术第四节 立井几何定向2、连接三角形法的外业 地面连接测量是在C点安置经纬仪测量出、和三个角度，并丈量a、b、c三条边的边长。同样，井下连接测量是在C点安置仪器测量出、和三个角度，并丈量a，b和c三条边的边长。矿山测量技术第四节 立井几何定向三、 两井定向 两井定向是在两个井筒内各用重球悬挂一根钢丝，通过地面和井下导线将它们连接起来，从而把地面坐标系统中的平面坐标和方向传递到井下。两井定向的外业测量包括投点、地面和井下连接测量。

33、在连接测量时必须测出井上、井下导线各边的边长及其连接水平角；同时在内业计算时必须采用假定坐标系。矿山测量技术第四节 立井几何定向 (一)两井定向的外业 1、投点 在两个立井中各悬挂一根垂球线A和B。投点方法一般采用单稳定投点。 2、地面连接测量 从近井点K分别向两垂球线A、B测设连接导线K-A及K-B，以确定A、B的坐标和AB的坐标方位角。连接导线敷设时，应使其具有最短的长度并尽可能沿两垂球线连线的方向延伸，因为此时量边误差对连线的方向不产生影响。导线可采用一级或二级导线。矿山测量技术第四节 立井几何定向矿山测量技术第四节 立井几何定向2、两井定向的内业计算(1)按导线计算方法，计算出地面两钢

34、丝点A、B的坐标(x，y）、（x，y）；(2) 计算两钢丝点A、B的连线在地面坐标系统中的方位角；矿山测量技术第四节 立井几何定向(3) 以井下导线起始边A1为x轴，A点为坐标原点建立假定坐标系，计算井下导线各连接点在此假定坐标系中的平面坐标，设B点的假定坐标为(x，y）；(4) 计算A、B连线在假定坐标系中的方位角(5) 计算井下起始边在地面坐标系统中的方位角 (6) 根据A点的坐标(x，y）和计算出的A1边的方位角，计算出井下导线各点在地面坐标系统中的坐标和方位角。矿山测量技术第四节 立井几何定向四、 陀螺定向1 陀螺经纬仪的基本原理自由陀螺仪具有以下两个基本特性：(1) 定轴性:陀螺轴在

35、不受外力作用时，它的方向始终指向初始恒定方向；(2) 进动性:陀螺轴在受到外力作用时，将产生非常重要的效应 “进动”。 矿山测量技术 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制成的。第五节 陀螺经纬仪定向矿山测量技术厂家：西安测绘研究所研制，西安1001工厂生产一次定向中误差： 7一次定向测量时间： 20min仪器主机重量： 17kg使用环境温度： -10+45第五节 陀螺经纬仪定向矿山测量技术2、矿用陀螺经纬仪的基本结构陀螺经纬仪是陀螺仪和

36、经纬仪组合而成的定向仪器。根据其连接形式不同主要可分为上架式陀螺经纬仪和下架式陀螺经纬仪两大类。上架式陀螺经纬仪即陀螺仪安放在经纬仪之上，下架式陀螺经纬仪即陀螺仪安放在经纬仪之下。3、陀螺经纬仪定向的方法运用陀螺经纬仪进行矿井定向的常用方法主要有逆转点法和中天法。它们间的主要差别是在测定陀螺北方向时，逆转点法的仪器照准部处于跟踪状态，而中天法的仪器照准部是固定不动的。第五节 陀螺经纬仪定向矿山测量技术徐州光学仪器厂生产的JT15型陀螺经纬仪1、陀螺仪 JT15型陀螺经纬仪是将陀螺仪安放在6级经纬仪之上而构成的，其中陀螺仪部分的基本结构如右图。 JT15型陀螺经纬仪第五节 陀螺经纬仪定向矿山测量

37、技术2、经纬仪及三脚架 采用J6-2型经纬仪及通用的三脚架3、陀螺电源箱 陀螺仪电源面板箱第五节 陀螺经纬仪定向矿山测量技术 运用陀螺经纬仪进行矿井定向的常用方法主要有逆转点法和中天法。它们间的主要差别是在测定陀螺北方向时，逆转点法的仪器照准部处于跟踪状态，而中天法的仪器照准部是固定不动的。第五节 陀螺经纬仪定向矿山测量技术第六节 导入高程导入高程的实质 高程联系测量的任务，就在于把地面的高程系统，经过平硐、斜井或立井传递到井下高程测量的起始点上。所以我们称之为导入高程。 导入高程的方法随开拓的方法不同而分为： （1）通过平硐导入高程， （2）通过斜井导入高程； （3）通过立井导入高程。矿山测

38、量技术第六节 导入高程一、 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4 mm，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)。矿山测量技术第六节 导入高程矿山测量技术第六节 导入高程二、 光电测距仪导入标高 光电测距仪导入标高

39、不仅精度高，而且缩短了井筒占用时间。 BAhAE hFB hAEa-e hFBf-b矿山测量技术第六节 导入高程矿山测量技术第六节 导入高程 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。 矿山测量技术第六节 导入高程 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

40、计算出井下水准基点B的高程H： BAhAE hFB hAEa-e hFBf-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。贯通测量矿山测量技术一、 贯通和贯通测量 采用两个或多个相同或同向掘进的工作面掘进同一井巷时，为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作，称为贯通测量。1、概念 一个巷道按设计要求掘进到指定的地点与另一个巷道相通，叫做巷道贯通，简称贯通。第一节 概述矿山测量技术巷道贯通的三种情况 2、贯通的三种情况 井巷贯通可能出现下述三种情况：(a) 相向贯通(b) 同向贯通

41、(c)单向贯通矿山测量技术第一节 概述3、遵循原则 井巷贯通时，矿山测量人员的任务就是要保证各掘进工作面均沿着设计位置与方向掘进，使贯通后结合处的偏差不超过规定限度，对采矿生产不造成严重影响。工作中应当遵循下列原则：矿山测量技术第一节 概述 （1）要在确定测量方案和测量方法时，保证贯通所必须的精度，即不因精度过低而使井巷不能正确贯通，也不盲目追求过高精度而增加测量工作量和成本。 （2）对所完成的每一步每一项测量工作都应当有客观独立的检查校核，尤其要杜绝粗差。贯通测量的基本方法是测出待贯通巷道两端导线点的平面坐标和高程。矿山测量技术第一节 概述（1）一井内巷道贯通，见下图二 、贯通测量的种类和容

42、许偏差1、贯通的种类一井内的平巷和斜巷贯通矿山测量技术第一节 概述（2）两井之间的巷道贯通，见下图两井间的巷道贯通 矿山测量技术第一节 概述（3）立井贯通，见下图 两井间的巷道贯通 矿山测量技术第一节 概述2、贯通巷道的误差种类（1）水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差，这种偏差只对贯通在距离上有影响，而对巷道质量没有影响； 巷道贯通接合处的偏差值，可能发生在三个方向上：矿山测量技术第一节 概述（2）水平面内垂直于巷道中线的左，右偏差，（见下图）：图5-3 皮带机巷道的容许x矿山测量技术第一节 概述（3）竖直面内垂直于巷道腰线的上，下偏差图5-4贯通的腰线容许偏差h后两种偏差h和 x对于巷道质量

43、有直接影响，所以又称为贯通重要方向的偏差。矿山测量技术第一节 概述 对于立井贯通来说，影响贯通质量的是平面位置偏差，即在水平面内上，下两段待贯通的井筒中心线之间的偏差（见图）立井贯通偏差 矿山测量技术第一节 概述三 、贯通测量工作的步骤及贯通测量设计书的编制（一）贯通测量的工作步骤 （1）调查了解待贯通巷道的实际情况，根据贯通的容许偏差，选择合理的测量方案与测量方法。对重要的贯通工程，要编制贯通测量设计书，进行贯通测量误差预计，以验证所选择的测量方案，测量仪器和方法的合理性。 （2）依据选定的测量方案和方法，进行施测和计算，每一施测和计算环节，均须有独立可靠的检核，并要将施测得实际测量精度与原

44、设计书中要求的精度进行比较。 矿山测量技术第一节 概述 （3）根据有关数据计算贯通巷道的标定几何要素，并实地标定巷道的中线和腰线。 （4）根据掘进巷道的需要，及时延长巷道的中线和腰线，定期进行检查测量和填图，并按照测量结果及时调整中线和腰线。贯通测量导线的最后几个（不少于3个）测站点必须牢固埋设。最后一次标定贯通方向时，两个相向工作面之间的距离不小于50米。矿山测量技术第一节 概述（5）巷道贯通之后，应立即测量出实际的贯通偏差值，并将两端的导线连接起来，计算各项闭合差。此外，还应对最后一段的中腰线进行调整。（6）重大贯通工程完成后，应对测量工作进行精度分析与评定，写出总结。矿山测量技术第一节

45、概述（二）贯通测量设计书的编制重要的贯通工程开始之前，应编辑测量设计书，其主要任务是选择合理的测量方案和测量方法。（1）井巷贯通工程概况包括井巷贯通工程的目的，任务和要求，贯通容许偏差值的确定，并附比例尺不小于1：2000的井巷贯通工程图。（2）贯通测量方案的选定包括地面控制测量，矿井联系测量及井下控制测量的方案，并要说明所采用的测量起始数据的情况。矿山测量技术第一节 概述（3）贯通测量方法包括所采用的仪器，测量方法及其限差规定。（4）贯通测量误差预计绘制比例尺不小于1：2000的贯通测量设计平面图，在图上绘出与工程有关的巷道和地面及井下测量控制点，确定测量误差参数，并进行误差预计。（5）贯通

46、测量中应注意的问题和应采取的相应措施。 矿山测量技术第一节 概述 由井下一条起算边开始，能够敷设井下导线到达贯通巷道两端的，称为一井内的巷道贯通。1、定义 贯通测量几何要素：贯通巷道中心线的坐标方位角，腰线的倾角（坡度）和贯通距离等。2、贯通测量几何要素一、概述第二节 一井内巷道贯通测量矿山测量技术 采区内次要巷道贯通距离短，要求精度较低，可用图解法求其贯通测量几何要素，如图所示。二、采区内次要巷道的贯通测量图解法求巷道中线坐标方位角矿山测量技术第二节 一井内巷道贯通测量 巷道贯通方向，在设计图上用贯通巷道的中心线来表示，在大比例尺设计图上把巷道的设计中心线AB用三角板平行移动到附近的纵，横坐

47、标网格线上，然后用量角器直接量取纵坐标（x）线与巷道设计中心线之间的夹角，即可求得贯通巷道中心线的坐标方位角（上图中所示为30）矿山测量技术第二节 一井内巷道贯通测量图解法求巷道坡度与斜长 贯通巷道的坡度（倾角）与斜长，可用三棱尺和量角器在剖面图上直接量取，如图5所示，贯通巷道斜长，倾角=1120。矿山测量技术第二节 一井内巷道贯通测量三、 在两个已知点之间贯通平巷或斜巷 设要在主巷的A点与副巷的B点之间贯通二石门，即图中用虚线所表示的巷道。在主巷与副巷之间贯通二石门矿山测量技术第二节 一井内巷道贯通测量（1）根据设计，从井下某一条导线边开始，测设经纬仪导线到待贯通巷道的两端，并进行井下高程测

48、量，然后计算出CA，DB两条导线边的坐标方位角CA和DB以及A、B两点的坐标及高程。（2）计算标定数据：贯通巷道中心线AB的坐标方位角其测量和计算工作如下：计算AB边的水平长度lAB矿山测量技术第二节 一井内巷道贯通测量计算指向角A、 B计算贯通巷道的坡度iHA、HB分别为A点和B点处巷道底板或轨面的高程计算贯通巷道的斜长矿山测量技术第二节 一井内巷道贯通测量四、贯通巷道开切位置的确定 如下图所示，在主巷与副巷之间贯通二石门，该石门在副巷中的开切地点B以及二号下山中心线的坐标方位角AB均已给出。要求在主巷中确定开切点A的位置；以便在A点标定出二石门的中腰线，向下掘进，进行贯通。矿山测量技术第二

49、节 一井内巷道贯通测量巷道贯通开切位置的确定AB2矿山测量技术第二节 一井内巷道贯通测量(1) 从设计图上量取A点至已知中线点C、F的距离L、，量取巷道的转向角A； (2) 在C点安置经纬仪，瞄准点F，并沿此方向，由点C量取L，即可得到A点的位置，将之标定于顶板上，然后再量取A至点F的距离作检核； (3) 在A点安置经纬仪，后视点C，用正镜位置给出A角，此时，望远镜所指方向即为新开掘 巷道的中线方向，在此方向上标出点2，倒转望远镜，标出点1，则点1、A、2即组成一组中线点。标定的方法如下： 矿山测量技术第二节 一井内巷道贯通测量第三节 两井间的巷道贯通测量工作 两井间的巷道贯通，是指在巷道贯通

50、前不能由井下的一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下导线的贯通。下图为某矿中央回风上山贯通的立体示意图。两井间中央回风上山贯通示意图矿山测量技术 该矿用立井开拓，主副井在-425m水平开掘井底车场和水平大巷。风井在-70m,水平开掘总回风巷。中央回风上山位于矿井的中部，采用相同向掘进，由-425水平井底车场12号岔绕道起，按一定的倾角向上掘进，并同时由-125水平的2000石门处向下掘进。矿山测量技术第三节 两井间的巷道贯通测量工作 主副井向-425m,水平进行联系测量。测得井下01-02，边的坐标方位角及01点坐标和高程，由此敷设导线及高程测量到中央回风上山的下端。由风井向-70m水平进行一井定

51、向和导入高程测量，并向-70m水平车场的井下起始边0-1向2000石门敷设导线及高程测量到中央回风上山的上端。在地面上，主辐井与风井之间进行联测。 矿山测量技术第三节 两井间的巷道贯通测量工作 一、主副井与风井之间的地面连测 两井间的地面联测可以采用导线、独立三角锁或在原有矿区三角网中插点等方式，也可以采用GPS（全球定位系统）定位。该矿由于地面比较平坦，采用了导线连测。先在主副井附近建立进井点12号点，在风井附近建立近井点05号点，再在12号点与05号点之间测设导线，并附合到附近的三角点上，作为检核。在两井之间还要进行四等水准测量，求出近井点的高程。 矿山测量技术第三节 两井间的巷道贯通测量

52、工作 二、主副井与风井分别进行矿井联系测量 主副井采用陀螺定向或两井定向方法，求出井下起始边01-02的坐标方位角和井下定向基点01的坐标。风井采用陀螺定向或一井定向法，求出井下起始边0-1的坐标方位角和井下定向基点1的坐标。同时，通过风井和副井进行导入高程测量，求出井下水准基点的高程。矿山测量技术第三节 两井间的巷道贯通测量工作 三、井下导线和高程测量从-425m水平井底车场的井下起始边01- -02敷设导线到中央回风下山的下口；再从风井井底的井下起始边敷设导线到中央回风上山的上口。敷设导线要选择路线短、条件好的巷道。如果条件允许，导线应尽可能不设成闭合环形作为检核，支导线则必须独立施测两次

53、。 矿山测量技术第三节 两井间的巷道贯通测量工作 四、求算贯通巷道的方向和坡度，进行实地标定根据中央回风上山的上口及下口处的导线点（导线点位于巷道的中线上）坐标及腰线点高程，反算出上山的方向和坡度，并与原设计值对比，当差值在容许范围之内时，则进行实地中线及腰线的标定。在中央回风上山的倔进过程中，应经常检查和调整掘进的方向和坡度，直至正确贯通。矿山测量技术第三节 两井间的巷道贯通测量工作 两井之间的巷道贯通，由于涉及联系测量、地面和井下测量，积累的误差较大，尤其是两井间距离较大时更为明显。为保证贯通误差不超过容许值，对于大型重要贯通，要根据实际情况选择施测方案和测量方法，并进行贯通误差预计。矿山

54、测量技术第三节 两井间的巷道贯通测量工作 立井贯通最常见的有两种情况，一种是从地面及井下相向开凿的立井贯通；另一种是延深立井时的贯通。一、从地面和井下相向开凿的立井贯通如图所示，在距离主副井较远处的井田边界附近要新开凿三号立井，并决定采用相向开凿方式贯通。第四节 立井贯通测量矿山测量技术第四节 立井贯通测量从地面和井下相向贯通三号立井 矿山测量技术测量工作内容简述如下：（1）进行地面连测，建立主副井和三号井的近井点。地面连测方案可视两井间的距离和地形情况以及矿上现有仪器设备条件而定。（2）以三号井的近井点为依据，实际标出井筒中心（井中）的坐标，指示井筒由地面向下开凿。（3）通过主副井进行联系测

55、量，确定井下导线起始边的坐标方位角及起始点的坐标。（4）在井下沿运输大巷测设导线，直到三点井井底车场出口P点。（5）根据三号井的井底车场设计的巷道布置图，编制井底车场设计导线。矿山测量技术第四节 立井贯通测量 立井贯通中，高程测量的误差对贯通的影响甚小，一般可以采用原有高程测量的成果并进行必要的补测。最后可根据井底的高程推算接井的深度，当上、下两端井筒掘进工作面接近到1015m时，要提前通知建井施工单位，停止一端的掘进工作，采取相应的安全技术措施。 矿山测量技术第四节 立井贯通测量二、延深立井时的贯通立井延深贯通测量 如图所示，一号井原来已掘进到一水平，现在要延深到二水平。矿山测量技术第四节

56、立井贯通测量 其主要测量工作包括： (1) 在一水平测出一号井井筒底部在该水平的实际中心点O1的坐标，而不能采用地面井中的坐标，更不能采用原来的设计井中坐标作为贯通的依据。（2）从一水平井底车场中的起始导线边开始。沿大巷和大下山测设导线到二水平，直到一号井井筒的下方，并在二水平标定出井筒中心O3点，指示井筒由下向上开凿。 矿山测量技术第四节 立井贯通测量（3）从一水平井底车场中的起始导线边开始，沿大巷和辅助下山测设导线到达一号井岩柱下方，标定出井筒中心O2点，指示井筒由上向下掘进。（4）一号井筒延深部分的上、下两端相向掘进到只剩下1015m时，要书面通知有关单位，停止一端掘进作业，采取相应安全

57、指施。上、下两端贯通后，再去掉岩柱。最终使一号井由一水平延深到二水平。 矿山测量技术第四节 立井贯通测量第五节 贯通后实际偏差的测定及中腰线的调整 巷道贯通后，实际偏差的测定是一项重要的工作，它具有以下意义。（1）对巷道贯通的结果作出最后的评定；（2）用实际数据检查测量工作的成果，从而验证贯通测量误差预计的正确程度，以丰富贯通测量的理论和经验；（3）通过贯通后的连测，可使两端原来没有闭合或符合条件的井下测量控制网有了可靠的检核和进行评查和精度评定；（4）作为巷道中腰线最后调整的依据。 井巷贯通后，应在贯通点出测量贯通实际偏差值，并将两端导线、高程连接起来，计算各项闭合差。一、贯通后实际偏差测定

58、的意义矿山测量技术 （1）用经纬仪把两端巷道的中心线都延长到巷道贯通结合面上，量出两中心线之间的距离d，其大小就是贯通巷道在水平面的实际偏差，如图所示。二、贯通后实际偏差的测定（一）平斜巷贯通时水平面内偏差的测定平斜巷贯通时水平面内偏差的测定矿山测量技术第五节 贯通后实际偏差的测定及中腰线的调整（2）将巷道两端的导线进行连测，求出闭合边的坐标方位角的查值和坐标闭合差，这些差值实际上也反映了贯通平面测量的精度。 （二）平斜巷贯通时竖直面内偏差的测定（1）用水准仪测出或用小钢尺直接量出两端腰线在贯通接合面出的高差，其大小就是贯通在竖直面内的实际偏差。矿山测量技术第五节 贯通后实际偏差的测定及中腰线

59、的调整（2）用水准测量或经纬仪三角高程测量连测两端巷道中的已知高程控制点（水准点或经纬仪导线点），求出高程闭合差，它也实际上反映了贯通高程测量的精度。将巷道两端的导线进行连测，求出闭合边的坐标方位角的查值和坐标闭合差，这些差值实际上也反映了贯通平面测量的精度。 矿山测量技术第五节 贯通后实际偏差的测定及中腰线的调整（二）平斜巷贯通时竖直面内偏差的测定（1）用水准仪测出或用小钢尺直接量出两端腰线在贯通接合面出的高差，其大小就是贯通在竖直面内的实际偏差。（2）用水准测量或经纬仪三角高程测量连测两端巷道中的已知高程控制点（水准点或经纬仪导线点），求出高程闭合差，它也实际上反映了贯通高程测量的精度。矿

60、山测量技术第五节 贯通后实际偏差的测定及中腰线的调整 （三）立井贯通后井实际偏差的测定 立井贯通后，可由地面上或由上水平的井中处挂下中心垂球线到下水平，直接丈量出井筒中心之间的偏差值，即为立井贯通的实际偏差值。有时也可测绘出贯通接合处上、下两段井筒的横断面图，从图上量出两中心之间的距离，就是立井贯通的实际偏差。矿山测量技术第五节 贯通后实际偏差的测定及中腰线的调整三、贯通后巷道中腰线的调整 测定巷道贯通后的实际偏差后，还需对中腰线进行调整。（一）中线的调整巷道贯通后，如实际偏差在容许的范围之内，对次要巷道只需将最后几架棚子加以修整即可。对于运输巷道或砌石旋巷道，可将距相遇点一定距离处的两端中心