测量学 11井下测量.ppt

1、第十一章井下测量显示，11-1近井点和井口水平基点在全国布设有国家一、二等三角网和水平网，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，不能充分满足矿区测定的需要。 通常进行的矿区控制测量是在国家一、二等三角网和水准网上配置矿区三、四等三角网或高精度光电测距码作为矿区的平面控制，配置矿区三、四等水准网作为矿区的标高控制。 为了满足矿山建设和生产的需要，建立矿山上、下的统一坐标系，需要在矿山工业广场的井筒附近配置平面控制点和海拔控制点，即我们常说的近井点和井口水平的基点。 近井点可以根据矿区三、四等三角网、测边网或角网敷设插网、插点及经纬度纠正的导线等方法进行测量。 近井点

2、的精度，对于对其进行修正预测的起算点，在该点位置误差不得超过7 cm，在后视边缘方位角误差不得超过10。 井口水平基点应根据四等水平测量的精度要求进行测量。 此外，近井点和海拔水准基点的布局，(1)尽量埋设在不受观测、保存、开采影响的地方；(2)从近井点到井口的连测导线的边数必须在3根以下；(3)海拔水平基点必须在2个以上；(近井点必须作为海拔水平基点。11-2坑道平面联络测量一、井上、井下坐标系统一进行的测量作业的概要称为坑道联络测量。 矿井联络测量又分为矿井平面联络测量和矿井高程联络测量。 矿井平面联系测量是解决井上井下平面坐标系的统一问题矿井标高联系测量是解决井上井下标高系统的统一问题。

3、 矿井平面联系测量的任务是根据地面已知点的平面坐标和已知边的方位角来确定井下导线起点的平面坐标和起点边的方位角。 矿山平面联络测量的方法主要分为几何方向和物理方向两种，几何方向又分为一个井方向和两个井方向两种，物理方向为陀螺方向。 二、一井定向一井定向在一井筒内悬挂两根钢丝，将地面点的坐标和边的方位角传递给井下测量作业。 (1)投点投点用吊在井筒上的2根钢丝形成的垂直面将井上的点和方位角传递到井下。 1投点误差应尽量采取以下措施检查2钢丝的自由悬挂(1)减小信号环法(2)比距法(3)振幅法，(2)连接测量分为地面连接测量和井下连接测量。 连接接地1的三角形应满足的条件(1)点c和d以及点c和d

4、相互通视，CD和CD的边长必须大于20 m。 (2)三角形的锐角和不足3) a/c和a/c的值必须尽量小，小于1.5 m。 2连接三角形法的外业地板连接测量，在c点设置经纬仪，测量三个角度，测量a、b、c三边的边长。 同样，井下连接测量是在c点设置设备，测量、三个角度，测量a、b、c三条边的长度。 3 .连接三角形的解计算利用(1)正弦定理，检验解计算、(2)测量和校正结果首先，连接三角形的三个内角、之和必须是180。 如果有少量残差，可以均等分配给、或、 接着，井上丈量得到的两钢线间的距离c长度与用侑弦定理修正的距离c修正之差必须在2 mm以下。 井下测量得到的两钢丝之间的距离c长度与计算出

5、的距离c修正之差必须在4 mm以下。 如果满足上述要求，可以在测量的a、b、c以及a、b、c上加上修正数Va、Vb、Vc以及Va、b、c (3)，将井上、井下连接图形视为一条导线，按照导线的修正计算方法求出井下起点c的坐标以及井下起点CD的方位角。三、两井方向性1概述两井方向性在两井筒内分别用重球悬挂钢丝，用地面和井下的导线将它们连接起来，将地面坐标系的平面坐标和方向传递到井下。 双井定向的外业测量包括投点、地面、井下连接测量。 连接测量时井上井下导线各边长及其连接水平角需要测量，内业纠正计算应采用假定坐标系。 (2)根据两井方向性的内业修正算法(1)导线修正方法，修正地上两钢线点a、b的坐标

6、(x，y )、(x，y ) (2)修正连结两钢线的点a、b的线在地上坐标系中的方位角(3)将井下导线的起始边A1作为x轴、将a点作为坐标原点制作虚拟坐标系， 校正井下导线的各连接点在该虚拟坐标系中的平面坐标，设b点的虚拟坐标为(x，y )，(4)校正虚拟坐标系中的a、b连杆的方位角，(5)校正地面坐标系中的井下起始边的方位角， (6 (根据校正为6点的坐标(x，y )的A1边的方位角四、陀螺定向1陀螺传感器的基本原理自由陀螺具有以下两个基本特性： (1)定轴性3360陀螺轴在外力不作用时，其方向始终朝向初始一定方向；(2)前进性3360陀螺轴在外力作用时，产生非常重要的效果“前进”。 典型陀螺

7、仪是使用两个完全自由度和一个不完全自由度的摆式陀螺仪。 这是基于上述陀螺仪的定轴性和前进性两个基本特性，考虑到陀螺仪相对于地球自转的相对运动，使陀螺仪轴在测站子午线附近简并摆动的原理制作的。 2矿用陀螺仪的基本结构陀螺仪是由陀螺仪和传感器组合而成的定向仪器。 根据其连接形态，主要可分为上架式陀螺传感器和下架式陀螺传感器两种。 作为上架式陀螺传感器的陀螺仪放置在经纬仪的上方，作为下架式陀螺传感器的陀螺仪放置在经纬仪的下方。 3陀螺经纬仪的定向方法采用陀螺经纬仪进行坑道定向的一般方法主要有反转点法和中天法。 这些主要的区别在于，在测量陀螺北方向时，逆转点法的机器对准部处于追踪状态，中天法的机器对准

8、部被固定。11-3矿山高程联系测量矿山高程联系测量又称引入高程，旨在建立井上、井下统一的高程系统。 采用平唯或斜井开拓的矿井，海拔联系测量采用水平测量或三角海拔测量，可将地面水平的海拔传递到井下。 采用竖井开拓的矿井需要用特殊的方法传递海拔，一方面，钢丝法的引入海拔在采用钢丝法引入海拔时，必须首先在井筒中部悬挂钢丝，在井下端悬挂重锤，使其处于自由悬挂状态，然后在井上、井下同时按水平修正a、b处水平尺的读数a和b 在水准修正中瞄准钢丝，对钢丝标记的变换器的高度再次进行测量，测量2次的井上井下标高基点和钢丝上对应的标识的高低差相互在4 mm以下，其平均值可以作为最终结果。 最后，可以用钢尺往复分割

9、地上制作的比长台，测量钢线上两标识间的长度，往复测量的长度的相互差不能超过L/8000(L为钢线上两标识间的长度)。 二、光电测距修正导入标高光电测距修正导入标高不仅精度高，而且缩短了井筒占有时间。 基本方法：在井口附近的地面设置光电距离校正，在井口和井底中部分别设置反射镜井上反射镜与水平面成45度角，井下反射镜用光电距离校正分别测量水平状态校正器中心到井上和井下反射镜的距离l、s，计算井上和井下反射镜的台阶： H=S-l l公式中之后，井上、井下分别设置了水平仪。测量井上后视镜中心与地面水平基点之间的台阶hAE和井下后视镜中心与井下水平基点之间的台阶hFB，在井下水平基点b的高程H: BAh

10、AEhFB hAEa-e hFBf-b式中，a、b、e、f分别为井上、井下水平基点和井上，使用光电距离校正来进行高程校正11-4井下平面测量井下平面测量主要包括井下平面控制测量和采区测量。 一、井下平面控制测量1概述井下平面控制测量以矿井联络测量的井底车场内的已知点和已知边为导线的起点和起点，逐步铺设导线完成矿井掘进方向和测量矿图等任务。 井下导线有基本控制导线和采区控制导线。 基本控制代码精度高，是井下初级平面控制。 采区控制导线精度低，是矿山加密控制，基于基本控制导线点。 井下基本控制代码分为7级和15级两种。 采区的控制代码也有15级和30级两种。 2导线点的选择井下导线点分为永久点和临

11、时点2种。 永久点必须设置在矶顶或巷道顶(底)板的稳定岩石中。 临时点可以设置在顶板岩石中或牢固的架梁上。 3水平角的观测经纬仪上，镜上中心必须显示为点对中。 常用的方法主要有测定回归法和再测定法两种。 四边长测井下导线边长的测量可采用光电距离校正或钢尺测量。 随着5条导线延长巷道的掘进，井下导线也要及时延长。 采矿区控制码一般每隔30100m延长，基本控制码每隔300500m延长。 6 .重新测量导线的内业修正算井下观测作业完成后，立即整理检查外业手册，确认各观测成果符合规程的规定后，再进行内业修正算。 (1)用往返、复位的成果分别修正引线的最终边的方位角。 (2)角度闭合差f f=(3)修

12、正并检查分配角度闭合差，如果测定和返回的中间导线点不完全重合，则分别分配角度闭合差，即测定和返回各分配f2 (4)，以分配了闭合差的水平角推定各边的方位角。 (5)修正坐标增量和往、复坐标增量的封闭差： (6)修正坐标相对封闭差k进行检查： (7)分配坐标封闭差： (8)分别修正各导线点的坐标：二、采矿区测定1采矿区联络测定通过垂直或陡峭巷道传达到采矿区内的方向(一纵巷联络测量(3)陡坡联络测量2采区二次巷道测量采区二次巷道测量是为了填埋矿图，在采区控制指南的基础上铺设的破碎部指南测量。 采区二次巷道测量的主要任务是为填矿图提供资料。 其主要测绘内容为，测量大比例尺的巷道地图、巷道长度和断面大

13、小的断层和煤厚变化等地质特征点和煤气突出点、涌水点的位置等。 3、采矿工作面测定采矿工作面测定为10日或局、矿规定的日期进行的检验充填图测定。 采矿工作面的每月测定次数，以满足生产和采矿率的修正算法的要求为目的，但至少需要测定工作面的月末位置。 采矿作业面的测量请以导线点为基础，用低精度经纬仪、测角仪、皮尺等进行测量。 测量的内容主要有采矿工作面的长度、进度填充区和煤柱的位置和尺寸煤层的厚度和采高等。 11-5井下标高测量方法主要有水平测量和三角标高测量两种。 一、选择井下标高点井下标高点应该放置在巷道顶、底板或两组稳定岩石中，也可以在矶体上或井下永久固定设备上选择井下永久导线点作为标高点。二、井下水平测量选用DS10以上的精度水平和普通水平尺，采用改变仪器高度(两次仪器高度的相互差在10 cm以上)