矿井测量题库及答案

矿井测量题库及答案1.矿井测量中，井下平面控制测量的主要作用是什么？答：井下平面控制测量的主要作用是为巷道掘进、采场布置及其他井下工程提供统一的平面坐标基准，确保不同地点测量成果的一致性。通过建立井下导线网，控制后续碎部测量和施工放样的精度，同时为贯通测量、地质编录及资源储量计算等提供基础数据。2.简述全站仪在井下测量时的操作要点。答：全站仪井下操作需注意以下要点：①对中整平：使用垂球或激光对中器严格对中，气泡居中误差不超过1格；②目标照准：优先选择反光棱镜，无棱镜时需确保目标清晰（如使用专用测标）；③参数设置：输入正确的仪器高、棱镜高、温度气压值（或开启自动气象改正）；④角度测量：采用测回法观测，上下半测回较差不超过限差（如7″级仪器不超过20″）；⑤距离测量：短边（＜30m）需多次测量取平均，避免倾斜误差；⑥数据记录：同步记录测点编号、仪器参数及环境条件，防止漏记或错记。3.井下基本控制导线与采区控制导线的主要区别有哪些？答：二者区别体现在精度、边长和布设范围三方面：①精度要求：基本控制导线一般为7″或15″级（《煤矿测量规程》规定），采区控制导线多为15″或30″级；②平均边长：基本控制导线边长50-150m，采区导线边长30-80m（受巷道断面限制）；③布设范围：基本控制导线沿主要巷道（如主运输大巷、总回风巷）布设，覆盖全矿井；采区导线仅在采区内部（如区段平巷、联络巷）布设，服务于采区生产。4.立井联系测量的主要目的是什么？常用方法有哪些？答：立井联系测量的核心目的是将地面平面坐标系统和高程系统传递至井下，确保井下测量与地面测量成果统一。平面联系测量方法包括几何定向（一井定向、两井定向）和陀螺经纬仪定向；高程联系测量主要采用长钢尺（或钢丝）导入法，通过悬挂钢尺传递高程，需进行温度、拉力和钢尺自重改正。5.巷道贯通测量中，误差预计的主要内容包括哪些？答：误差预计需分析贯通方向上的误差来源及影响：①地面控制测量误差：地面近井点、连接导线的测角和量边误差对贯通的影响；②井下导线测量误差：井下基本控制导线和采区导线的测角、量边误差在贯通面上的投影；③高程测量误差：地面水准测量、井下水准或三角高程测量误差导致的贯通点高程偏差；④其他误差：如仪器对中误差、目标偏心误差等偶然误差的累积。通过计算贯通相遇点在水平重要方向（如巷道中线方向）和竖直方向上的预计误差，验证设计方案是否满足贯通精度要求（一般平巷贯通水平重要方向允许偏差±0.3m，竖直方向±0.2m）。6.井下水准测量与地面水准测量的主要差异有哪些？答：差异体现在环境条件和操作要求上：①环境限制：井下光线暗、湿度大，需使用矿灯辅助照准，水准尺需固定（如用铁钉嵌入巷道帮部）；②路线形式：井下水准路线多为支水准或闭合于已知点的附合路线，地面多为闭合环；③视线长度：井下受巷道高度限制（一般2-4m），视线长度短（通常＜50m），地面可达100m以上；④仪器保护：井下需防止仪器受潮、碰撞，测量后及时装箱；⑤高程点设置：井下水准点多设在巷道顶、底板或两帮（如道钉、预埋钢筋），地面多为埋石点。7.简述陀螺经纬仪在矿井测量中的应用场景及操作步骤。答：应用场景包括：①立井几何定向后的方位角检核；②长距离巷道贯通（＞5000m）的定向控制，避免导线方位误差累积；③采区边界或井田边界的高精度方位测量。操作步骤：①在已知点上对中整平陀螺经纬仪；②启动陀螺马达，待达到额定转速后下放陀螺灵敏部；③采用中天法或逆转点法观测陀螺北方向；④记录陀螺方位角，计算仪器常数（已知边方位角与陀螺测量值的差值）；⑤在待测点重复观测，通过仪器常数修正得到真北方位角；⑥关闭陀螺马达，完成测量。8.井下导线延伸时，为何需要进行“串线测量”？答：串线测量是指在导线延伸时，对新测导线点与前几个已知点进行重复观测，以检核新测导线的正确性。原因包括：①井下导线多为支导线，无闭合条件，误差无法自行检验；②巷道掘进过程中，测点可能因爆破震动、巷道变形等因素发生位移（如顶板下沉导致测点松动）；③通过串测前3-5个点的角度和边长，可发现因对中错误、仪器故障或人为读错数等导致的粗差，避免误差累积影响后续测量。9.矿井测量中，腰线标定的常用方法有哪些？各适用于什么条件？答：腰线标定用于控制巷道的坡度，常用方法及适用条件：①水准仪标定法：适用于平巷或坡度较小（＜8°）的斜巷，通过水准测量确定腰线点高程；②经纬仪标定法：适用于坡度较大（＞8°）的斜巷，利用经纬仪测设设计倾角，在巷道两帮标出腰线位置；③激光指向仪标定法：适用于长距离巷道（＞200m），通过固定激光指向仪发射与设计坡度一致的激光束，连续指示腰线；④半圆仪标定法：仅适用于短距离（＜50m）或临时巷道，通过半圆仪配合水准管粗略标定坡度。10.贯通测量完成后，需要进行哪些后续工作？答：贯通后需完成以下工作：①联测贯通点：测量贯通点两侧导线，计算实际贯通误差（水平方向偏差、竖直方向偏差）；②误差分析：对比预计误差与实际误差，总结误差来源（如导线测角误差、量边误差占比）；③资料整理：将贯通测量原始记录、计算成果、误差分析报告归档，作为后续巷道维护和类似工程的参考；④修正测量系统：若实际误差超出允许范围，需对受影响的导线点进行修正（如调整坐标），确保后续测量的准确性；⑤现场标记：在贯通点处设置永久标志，标注贯通日期、误差值等信息。11.井下三角高程测量与水准测量相比，主要优缺点是什么？答：优点：①受地形限制小，可在斜巷、起伏巷道中快速测量；②无需频繁移动水准尺，效率高于水准测量（尤其在长距离巷道）；③适用于巷道顶板或底板无法设置水准点的场景（如测点位于帮部）。缺点：①精度低于水准测量（一般井下三角高程中误差为±15mm/√km，水准测量为±7mm/√km）；②受垂直角观测误差影响大（垂直角误差1″，距离100m时高程误差约0.5mm）；③需同时测量水平距离和垂直角，操作步骤多于水准测量；④受大气折光影响（井下湿度大，折光系数不稳定）。12.矿井测量中，如何减小钢尺量边的误差？答：减小钢尺量边误差的措施包括：①使用经过检定的钢尺（每季度至少检定1次），记录尺长改正数；②量边时拉平钢尺（短边可悬空，长边需用托杆支撑），避免因下垂产生的倾斜误差（倾斜1°，100m边长误差约15mm）；③温度改正：测量时记录环境温度，按公式ΔLt=αL(t-t0)计算温度改正（α为线膨胀系数，一般取1.25×10-5/℃）；④拉力控制：使用弹簧秤施加标准拉力（一般30m钢尺标准拉力为100N），避免因拉力不足或过大导致的长度变化；⑤往返丈量：往返测差值不超过限差（一般≤1/6000），取平均值作为最终边长；⑥对中误差控制：测点标志（如道钉）需牢固，量边时钢尺端点与测点对齐误差＜2mm。13.简述井下测量图纸的主要种类及用途。答：主要图纸及用途：①矿井地质测量图（1:2000或1:5000）：综合反映井田范围、地层构造、巷道布置、测点坐标等，用于矿井规划和生产管理；②采掘工程平面图（1:1000或1:2000）：详细标注当前掘进、回采工作面位置及进度，指导日常生产；③井上下对照图（1:5000或1:10000）：显示井下巷道与地面地形、建筑物的对应关系，用于地面保护煤柱设计和灾害预防；④贯通测量专用图：标注贯通巷道两端控制导线、预计贯通点位置及误差椭圆，指导贯通方案实施；⑤储量计算图（1:1000或1:2000）：结合地质资料和测量坐标，计算煤炭储量及损失量。14.井下测量中，如何判断测点是否被移动？答：判断测点移动的方法：①重复观测法：对怀疑移动的测点，重新测量其与前后相邻点的角度和边长，与原记录对比，若差值超过限差（如角度差＞2倍测角中误差，边长差＞2倍量边中误差），则测点可能移动；②联测已知点法：将测点与远处固定已知点（如基本控制导线点）联测，若坐标偏差超过允许值（一般＞±0.1m），则测点移动；③观察法：检查测点标志（如道钉、木桩）是否松动、周围围岩是否有裂缝或变形（如顶板下沉导致测点上移）；④历史数据对比：查看该测点多次测量的坐标变化趋势，若出现突变（非缓慢变形），则判定为移动。15.矿井测量中，仪器常数的测定包括哪些内容？如何测定？答：仪器常数主要包括全站仪的加常数、乘常数，陀螺经纬仪的仪器常数，水准仪的i角。测定方法：①全站仪加常数（K）和乘常数（R）：通过在标准基线场（已知精确长度的线段）上测量多段距离，建立方程解算K和R（如测量距离D=D0+K+R×D0）；②陀螺经纬仪仪器常数（Δ）：在已知真北方位角的地面已知边上观测陀螺方位角（T），则Δ=真北方位角-T；③水准仪i角：在相距50m的A、B点上安置水准尺，仪器置于中点测高差h1，再将仪器移至A点附近（＜2m）测高差h2，i角=（h2-h1）×ρ/(DAB)（ρ为206265″）。16.巷道开口测量的主要步骤有哪些？需注意哪些问题？答：步骤：①根据设计图纸，计算开口点坐标（X0,Y0）和开口方向方位角（α0）；②从最近的井下控制导线点（如A点）出发，采用极坐标法放样开口点：测量A到开口点的水平距离D和方位角α，在巷道内标定开口点位置；③标定开口方向：在开口点安置仪器，后视控制点，旋转至α0方向，沿该方向在巷道两帮打标记（如钉钉），确定巷道中线；④复核：用另一个控制点（如B点）重新放样开口点，检查坐标偏差是否＜±0.1m；⑤设置临时中腰线：开口后5-10m内，每掘进3-5m重新标定中线，确保方向正确。注意问题：①开口点需选在围岩稳定处（避免断层、破碎带）；②标定前需检查控制导线点的可靠性（防止测点移动）；③使用两个以上控制点复核，避免仪器对中错误；④开口方向需与设计图纸核对（包括坡度、方位），防止设计参数输入错误。17.简述井下导线角度测量时，“正倒镜观测”的作用。答：正倒镜（盘左、盘右）观测的作用：①消除仪器视准轴误差（C）：视准轴不垂直于横轴时，盘左、盘右观测角度的平均值可抵消C的影响；②消除横轴误差（i）：横轴不垂直于竖轴时，正倒镜角度平均值可消除i的影响；③检核观测错误：盘左、盘右角度差值若超过限差（如7″级仪器≤20″），说明存在粗差（如目标照错、读数错误），需重新观测；④提高角度测量精度：通过取平均值，减小偶然误差的影响。18.矿井测量中，如何进行采动影响区的地表移动观测？答：观测步骤：①建立地表移动观测站：在预计受采动影响的区域布置主断面（沿煤层走向、倾向）和工作面边界断面，埋设观测点（间距10-30m）；②初始测量：在工作面开采前，测量各观测点的平面坐标和高程（称为“初测”）；③定期观测：工作面推进过程中，按周期（如每推进10-20m）测量观测点的位移（水平移动、垂直下沉），记录开采进度；④终测：工作面停采3-6个月后，待地表移动稳定（连续3个月下沉量＜30mm），进行最终测量；⑤数据处理：计算各点的下沉值、水平移动值、倾斜值、曲率值和水平变形值，绘制地表移动曲线图，分析采动影响规律。19.井下测量记录的基本要求有哪些？答：记录要求：①原始性：必须现场记录，禁止事后补记或转抄；②完整性：记录测点编号、仪器型号、温度气压、观测时间、各测回角度/距离值、仪器高/棱镜高等信息；③清晰性：用铅笔书写（避免褪色），字迹工整，错误处划改（禁止涂黑），并注明修改人；④正确性：角度读至秒（如7″级仪器读至1″），距离读至毫米（全站仪显示），高程读至毫米；⑤复核性：记录后需由第二人复核（如检查角度闭合差、边长往返差是否符合要求），确认无误后签字。20.矿井测量中，如何利用全站仪进行碎部测量？答：碎部测量步骤：①在已知导线点（如A点）上架设全站仪，对中整平，输入测站坐标（XA,YA）、仪器高（i）；②后视另一已知点（B点），输入后视坐标（XB,YB），进行定向（设置方位角）；③瞄准碎部点（如巷道拐角、地质构造点）上的棱镜，测量水平角、垂直角和斜距；④全站仪自动计算碎部点坐标（X,Y）和高程（H=HA+i+S×sinα-v，v为棱镜高）；⑤现场绘制草图，标注碎部点编号与实际位置的对应关系；⑥内业处理：将碎部点坐标导入成图软件（如AutoCAD、CASS），结合草图绘制巷道断面图或地质剖面图。21.简述井下高程控制测量的等级划分及适用范围。答：根据《煤矿测量规程》，井下高程控制分为两级：①基本控制：采用水准测量，精度为±7mm/√km，适用于井底车场、主要运输大巷、总回风巷等重要巷道，作为全矿井高程控制基础；②采区控制：可采用水准测量或三角高程测量，水准精度为±15mm/√km，三角高程精度为±20mm/√km，适用于采区上、下山，区段平巷等采区内部巷道，服务于采区生产和巷道贯通。22.矿井测量中，如何处理井下测量数据的粗差？答：处理粗差的方法：①测站检核：角度测量时，正倒镜差值超限（如＞20″）需重测；距离测量时，往返测差值超限（如＞1/6000）需重测；②闭合差检核：附合导线角度闭合差超过限差（fβ限=±√n×mβ，n为测站数，mβ为测角中误差）时，需检查测站或重新观测；③图形检核：通过绘制导线略图，观察导线点是否呈合理走向（如巷道拐弯处角度应为锐角或钝角），排除明显不合理的角度值；④统计检验：采用拉依达准则（3σ准则），计算观测值的标准差σ，剔除超过3σ的异常值；⑤重测可疑段：对怀疑存在粗差的导线段（如某测站角度与前后角度变化异常），重新观测该段的角度和边长，替换原数据。23.巷道贯通前，需提前多少距离停止一头掘进？依据是什么？答：岩巷贯通前需停止一头掘进的距离为20m，煤巷（包括半煤岩巷）为40m。依据是《煤矿安全规程》规定：贯通前，综合机械化掘进巷道在相距50m前、其他巷道在相距20m（岩巷）或40m（煤巷）前，必须停止一个工作面作业，做好调整通风系统的准备。停止掘进的目的是防止贯通时因通风不畅导致瓦斯积聚，同时避免两端同时掘进引发安全事故（如爆破飞石伤人）。24.矿井测量中，如何利用陀螺经纬仪进行导线定向边的增设？答：步骤：①在井下基本控制导线的适当位置（如长距离导线的中间点）选择一个导线点（P点）；②在P点上架设陀螺经纬仪，对中整平后观测陀螺方位角（Tp）；③测量P点前一边的方位角（α前）和后一边的方位角（α后）（通过导线观测得到）；④计算陀螺方位角与导线方位角的差值（Δ=真北方位角-Tp），若Δ稳定（多次观测差值＜限差），则可将P点作为定向边；⑤利用陀螺定向边的真北方位角，调整后续导线的方位角（α后=α前+β±180°+Δ），减小导线方位误差的累积；⑥定期对陀螺定向边进行复测（如每3个月1次），确保方位角的准确性。25.井下测量中，如何选择导线点的埋设位置？答：导线点应选在以下位置：①巷道顶板稳定处（避免选择断层、破碎带或淋水段），防止测点因顶板下沉或掉落而损坏；②巷道交叉点、拐弯点附近（便于控制巷道方向），但需距碛头（掘进工作面）至少30m（避免爆破震动影响）；③视线通视良好处（前后视无障碍物），边长符合要求（基本控制导线＞50m，采区导线＞30m）；④便于安置仪器和观测处（测点周围0.5m范围内无杂物，高度适中，一般距底板1.5-2.0m）；⑤永久导线点需埋设铜质或不锈钢标志（如带刻痕的钢筋），临时点可用道钉或木桩（标注编号和日期）。26.简述井下三角高程测量的实施步骤。答：步骤：①在测站（A点）上架设全站仪，量取仪器高i（从测点至仪器横轴中心）；②在后视点（B点）和前视点（C点）上安置棱镜，量取棱镜高vB、vC；③观测A至B的垂直角αB和斜距SB，计算B点高程HB=HA+i+SB×sinαB-vB；④观测A至C的垂直角αC和斜距SC，计算C点高程HC=HA+i+SC×sinαC-vC；⑤若为附合路线，需从已知高程点（如D点）闭合，计算高程闭合差fH=HC实测-HC已知，若fH在允许范围内（±10√Lmm，L为路线长度km），则按距离分配闭合差；⑥记录观测数据（垂直角、斜距、仪器高、棱镜高），并标注观测时间和环境条件。27.矿井测量中，如何利用激光指向仪指导巷道掘进？答：使用方法：①根据巷道设计坡度和方位，计算激光指向仪的安装位置和参数（如水平偏移量、垂直仰角）；②在巷道顶板稳定处（距碛头50-100m）安装激光指向仪，通过调节支架使其发射的激光束方向与巷道中线一致（水平方位角偏差＜±10″），坡度与设计坡度一致（垂直角偏差＜±5″）；③掘进时，碛头工作人员根据激光束在掌子面的投影位置（如中线点、腰线点）调整掘进方向，确保巷道按设计施工；④定期检查激光指向仪的稳定性（如每掘进100m或每周1次），重新标定激光方向，防止因巷道变形导致指向偏差；⑤若激光束被障碍物遮挡（如设备、材料），需暂停掘进并清理，或改用全站仪临时标定方向。28.井下测量中，如何减小仪器对中误差的影响？答：减小对中误差的措施：①使用高精度对中设备：如激光对中器（对中误差＜±1m