现代测量学课件 第12章 地质勘探工程测量

第12章地质勘探工程测量01勘探工程测量02地质剖面测量地质填图测量03一、勘探线、勘探网的测设勘探线、勘探网的布设勘探线、勘探网布设的密度和大小可根据矿床的类型与储量而定。通常把勘探线布设成一组间距相等且与矿体走向基本垂直的平行线，间距一般在20～1000米之间取10米的整倍数，工程点间距也是按矿体储量和矿体倾角的变化而定；勘探网是由两组相交的勘探线组成，有正方形、菱形和矩形等三种形式。为了控制测设精度，亦须遵循由整体到局部的测量工作程序。首先沿矿体走向布设一条“基线”，然后在此基础上布设其它勘探线。勘探工程测量01一、勘探线、勘探网的测设勘探基线的选择可由矿区已有测绘资料来定，当有矿区地形图时，地质人员可在图上确定勘探线的位置和方向，并拟定勘探工程的位置，测绘人员以此设计要求就可在实地测设勘探网。对于新建矿区，地质人员可在实地选择某一工程点或矿体露头点作为勘探网的基点，并给出勘探线的方位和间距，此时测绘人员可以以选定的基点为基础，沿指定的基线方向测量勘探基线，该基线就是布设勘探网的基础。勘探网的编号通常以分数形式表示，分母代表线号，分子代表点号。以通过基点P的零号勘探线为界，左边的勘探线用奇数号表示，右边的则用偶数号表示；以基线为界，以北的点用偶数号，以南的点用奇数号表示。如在基线上P点两侧按设计的勘探线距定出点有：勘探工程测量01勘探线、勘探网的测设勘探基线的测设如上图所示，A、B、C、D为已知控制点。首先根据图上设计的M、N、P点和已知控制点坐标，可利用全站仪或GPSRTK将欲定点M、N、P测设于实地。当基线两端点M、N和基点P初步确定后，应检查三点是否在一条直线上，一般是将全站仪安置在其中任一点上进行检查（或利用GNSSRTK放样模式检查或重新采集数据）。如果误差在允许范围内，则在基线两端点M、N埋设标石。然后重新测定其坐标，求出它们与设计坐标的差值，若误差在允许范围内，可取平均值作为最终坐标。否则应进行检查，必要时应重新施测。此时M或N点的实测坐标值便可作为勘探网坐标计算的起算数据，从而算出勘探网中各交叉点的设计坐标，然后就可向四周布设勘探线。勘探工程测量01一、勘探线、勘探网的测设勘探线、勘探网的测设勘探线、勘探网的测设勘探基线测定以后，就可进行勘探网（线）的测设，而勘探线、勘探网的测设就是将基线与勘探线上的工程点测设于实地。常规的测设方法主要有：交会法、直角坐标法（测线法）以及极坐标法等或直接采用GNSSRTK的放样模式。但不论采用那种方法，在测设过程中应随时与测量控制点进行联测，以便检核。勘探工程测量01一、勘探线、勘探网的测设勘探线、勘探网的测设高程测量基线端点和基点的高程，一般应在点位测设于实地后，用三角高程的与平面位置同时测定。实际高程与设计高程如在规定限差之内，取其平均值即可，否则应查找原因。勘探线、勘探网高程的测定，也可采用水准测量的方法进行，并布置成闭合或附合路线，以便于检核。利用全站仪、GNSSRTK技术，勘探网的测设也可以根据勘探区域情况不再布设控制基线，只在勘探区已有控制点的基础上，直接均匀布设一些加密控制点，用全站仪或GNSSRTK直接将勘探工程点测设到实地,这样不仅提高了测设精度、测设速度，而且可大大减少劳动强度。勘探工程测量01一、勘探线、勘探网的测设物（化）探工程也是进行矿产资源勘查的一种重要的方法，其目的是用物（化）探手段(磁法、电法、重力和地震等)探测地球本身的某些物理(化学)特性，研究地质现象，为工程或探矿提供资料。物（化）探工程测量就是将设计好的物探网施测到实地上，或将地面上已布设的物探网与国家控制点联测并绘制到地形图上，由此可见在用物（化）探等方法找矿时，都是在预先测设的物探网的基础上进行的。物探网也是由基线和测线组成如右图所示。勘探工程测量01二、物（化）探网的布设物探网是由若干互相平行测线和测线上一些等距或不等距的测点组成的，它的基线布设必须平行于矿体的异常轴走向，测线与基线垂直，沿基线按线距布置的一系列的点叫基点，测点与测点的间距称为点距，测线与测线的间距称为线距。物探网的密度通常以线距乘点距来表示，如线距为50m，点距为20m，则该测网的密度为“50×20”。布设物探网的程序是先将设计的基线测设到实地上，并以规定的间距定出各基点位置，然后在基点上测设测线，并以规定点距定出各测点位置，其具体做法与勘探网的布设基本相同。勘探工程测量01二、物（化）探网的布设钻孔测量钻孔是通过打钻，把地下岩芯（如煤）取出来，作为观察分析的资料。钻探是勘探阶级的主要手段，它一般布设在勘探线上，其密度随着矿床种类和储存情况的不同而不同，钻孔的位置一般由地质人员、钻探技术人员和测量人员共同研究决定。根据钻孔测量的要求，钻孔测量的内容包括：初测、复测和定测。勘探工程测量01三、钻孔、探井及探槽等勘探工程定位测量钻孔、探井及探槽等勘探工程测量都是为确定具体矿产情况而进行的一种重要的勘探手段，如通过钻探来获得矿体的深度、厚度、范围、产状及其变化等储存情况，通过布设探井及探槽等来了解矿区的地质现象。钻孔初测钻孔初测就是根据钻孔的设计坐标，从附近的控制点，用交会法或极坐标法等方法，利用全站仪或GPSRTK即可将钻孔孔位测设于实地上。如受地形限制，钻孔位置也可适当移动一段距离，最后确定孔位，并设置标志。因其标志在钻探时易被破坏，通常还要设立校正点。钻孔复测钻孔复测就是在平整机台后检查校正孔位，因钻孔的初测位置标志常被破坏，为了安装钻机，必须在平整后的机场平台恢复钻孔位置。钻孔位置的恢复一般用初测时设立的校正点进行恢复。勘探工程测量01三、钻孔、探井及探槽等勘探工程定位测量钻孔定测定测就是钻探完毕封孔后测定孔径的坐标，以便编制各种图件和计算储量。钻孔位置以封孔标石中心或套管中心为准，钻孔坐标的测定，可采用交会法、极坐标法和GPSRTK等方法测定。孔口的高程，一般采用等外水准测量或三角高程测量方法测定。定测工作很重要。如果把钻孔位置定错，那就要直接影响到地质资料的正确性。如果把穿过透水层、封孔质量又不好的钻孔位置定错，在将来的巷道掘进中遇到这种钻孔时，就可能导致严重的透水事故，故应特别注意。所以钻孔测量的精度要求高于探井及探槽等勘探工程测量。勘探工程测量01三、钻孔、探井及探槽等勘探工程定位测量探井、探槽测量探井、探槽等都属于山地轻型工程，它主要是揭露覆盖地区的地质现象，它的测量工作一般包括初测和定测两个步骤。其作业方法同钻孔测设基本一样，首先在初测阶段把设计的探井、探槽测设于实地，当探槽较长时，一般还要求测设探槽两端点的位置。在定测阶段，就是探井、探槽等施工完毕后，应测定其位置与高程，并将其上到图上。勘探工程测量01三、钻孔、探井及探槽等勘探工程定位测量为了解矿区的地质情况，如岩性特征、岩层的厚度以及地质构造等情况，一般都要进行地质剖面测量，尤其是在勘探后期，为了更好的掌握工程间相互关系和矿体变化，更应进行剖面测量。地质剖面测量，通常是沿着给定方向（通常是勘察线方向）精测剖面，以测出该方向线上的地形特征点、地物点、工程点、地质点以及剖面控制点的平面位置及高程，然后按一定的比例尺绘制出剖面图。如果精度要求不高的剖面图，也可在已有的地形地质图上直接切绘，其方法见第九章。地质剖面测量的步骤和内容一般为：首先进行剖面定线，建立剖面线上的起讫点和转点，同时为了保证地质剖面测量的精度，还要在其间加密布设剖面控制点，以保证测量精度，然后进行剖面点测量，最后展绘成地质剖面图。地质剖面测量02三、钻孔、探井及探槽等勘探工程定位测量为了解矿区的地质情况，如岩性特征、岩层的厚度以及地质构造等情况，一般都要进行地质剖面测量，尤其是在勘探后期，为了更好的掌握工程间相互关系和矿体变化，更应进行剖面测量。地质剖面测量，通常是沿着给定方向（通常是勘察线方向）精测剖面，以测出该方向线上的地形特征点、地物点、工程点、地质点以及剖面控制点的平面位置及高程，然后按一定的比例尺绘制出剖面图。如果精度要求不高的剖面图，也可在已有的地形地质图上直接切绘，其方法见第八章。地质剖面测量的步骤和内容一般为：首先进行剖面定线，建立剖面线上的起讫点和转点，同时为了保证地质剖面测量的精度，还要在其间加密布设剖面控制点，以保证测量精度，然后进行剖面点测量，最后绘制成地质剖面图。地质剖面测量02剖面定线的目的是定出剖面线的方向和位置，并定出剖面线的两端点的位置，它具体分两种情况。如果剖面线是由地质人员根据设计资料并结合实地情况确定的，那么确定后的剖面线端点的坐标和高程利用全站仪或GNSS测量方法与附近控制点联测来确定。如果剖面线端点是地质人员在地质图上设计的，则测量人员可根据附近控制点的坐标和端点的设计坐标，利用全站仪或GNSS，就可以在附近控制点上进行测设，从而确定剖面线端点在实地的位置，并埋设标志。采用全站仪测设时，如果两端点之间距离过长或不通视，为了保证地质剖面测量的精度，还须在剖面线上适当位置增设控制点和转点。另外它也可以按建立勘查基线时所设计的地质剖面线间距的交叉点，作为剖面起始点。地质剖面测量02一、剖面定线根据剖面的比例尺及剖面线的长度，在剖面线中间尚需布设若干个剖面控制点（又称剖控点），以满足剖面点测量的需要。剖面控制点的布设根据地形条件可采取以下不同的方法：在地形起伏不大、通视良好的地区，可将全站仪架设在任一端点上，经对中、整平、定向后，在此剖面线上找出欲定剖面控制点的位置（或采用GNSS直接测定），并设标志；然后，用测定端点的方法测定其坐标和高程，并同时计算出剖控点至剖面端点以及剖控点之间的水平距离及高差。在地形起伏较大，通视不良的地区，则依据图上的设计坐标，用极坐标法或交会法等方法将剖控点测设于地面上，然后，再测定其坐标及高程。地质剖面测量02二、剖面控制测量利用全站仪测量时，首先将仪器架设在剖面端点上，对中、整平后，瞄准剖面另一端点或剖面线中任一控制点；然后，沿剖面线测出地形坡度变换点、工程地质点、地物点以及地质界限点的水平距离和高程。当前一测站的测量工作结束后，立即选定下一个测站点，选测站要注意前进方向线上视线开阔（采用GNSS则无此要求），一般剖面测量可与测设测站点同时进行。测定测站的距离及高差须往返观测。剖面点的密度，取决于剖面比例尺、地形条件和必要的地质点，一般是剖面图上距离约一厘米左右测量一剖面点。由剖面的一端点测量到另一端点时，应及时检查水平距离及高程是否与已知值相符，其差值是否超限或有无错误。否则因进行检查并补测或重测。利用GNSSRTK测量时，直接测定地形坡度变换点、工程地质点、地物点以及地质界限点的坐标和高程即可。地质剖面测量02三、剖面点测量在绘制剖面图前，先检查和整理观测手簿记录。根据观测成果，求出剖面线上各控制点、测站点、地形地物点、地质工程点、地质点到起始端点的水平距离，并求出其高程。其绘制方法是：在水平面上，按规定的比例尺，根据剖面线上各点与起始端点的水平距离，在水平向上展绘出各点；然后在各点的垂直方向上，按高程与选定的垂直比例尺，展绘出各点的位置；最后以圆滑的曲线连接之，即得地形剖面图，如图12-5所示。一般在剖面图上，还应把地质工程点、主要地质点在剖面图上编号，在剖面的左右两端应注明剖面线的方位角，在剖面图的下面标出剖面线和坐标线交点的位置，并注记其相应的坐标值。剖面图绘制完成后，还应在其最下面绘制出与剖面比例尺应相同的平面图，剖面图上的工程点，主要地质点、剖面端点等可直接投影到平面图上，并注记编号；最后，写明剖面图名称、编号、比例尺、绘制日期，并绘出图例、图廓线。地质剖面测量02四、剖面图的绘制地质剖面测量02四、剖面图的绘制地质填图测量03一、概述地质填图一般是在地质勘探阶段，为了详细地查清地面地质情况，为下一步的勘探工作提供可靠的基础资料和依据而进行的一项测量工作。这种将矿体的分布范围及品位变化情况、围岩的岩性及地层的划分、矿区的地质构造类型以及水文地质情况等填绘到图上，即地质填图。这类地质图可用作地质综合分析，正确解释成矿的地质条件及矿床类型，为矿区的勘探工程设计及最后的矿产储量计算提供资料和依据。地质填图是以相应比例尺的地形图作为底图的,一般是在大比例尺的地形图上进行，为保证填图精度，地形图比例尺应比地质图比例尺大一倍。填图的比例尺还依矿床的具体情况而定，若矿床的生成条件较简单，产状较有规律（如沉积矿床），规模较大，品位变化较小，则采用的填图比例尺就较小；反之，就应较大。地质填图测量03一、概述勘探阶段的地质填图比例尺，通常用1:10000、1:5000、1:1000等几种比例尺地形图。对于煤、铁等沉积矿床，通常用1:10000和1:5000的地形图；对于铜、铅、锌等有色金属的内生矿床，通常采用1:2000和1:1000的地形图；对于某些稀有金属矿床，还可采用更大的比例尺的地形图，如1:500比例尺地形图。无论采用何种比例尺地形图进行地质填图，其基本工作都是从地质观察点做起，然后，根据地质点来描绘各种岩层和矿体的界线，用规定的地质符号填绘到图上而最后制成所需的地质图。