1 兩井定向測(cè)量某礦井的主要礦山計(jì)劃書(shū) 1、設(shè)計(jì)背景 礦山測(cè)量學(xué)課程設(shè)計(jì)的主要目的在于通過(guò)對(duì)某礦井的主要礦山測(cè)量工作的設(shè)計(jì)： 本概念和基本方法的理解； 2 礦山基本情況 2、設(shè)計(jì)要求 1. 在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵守國(guó)家現(xiàn)行的測(cè)量規(guī)范、規(guī)程與圖式。 要大膽采用新技術(shù)與新設(shè)備提倡創(chuàng)新，又要密切結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，全面考慮其合理性、可能性與必要性 ，務(wù)必使自己的設(shè)計(jì)在理論上是正確的，在施工時(shí)是可行的。 3. 設(shè)計(jì)中應(yīng)發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性與創(chuàng)造性，同學(xué)間可以討論交流；若遇疑難問(wèn)題，經(jīng)過(guò)充分的獨(dú)立思考后，可向指導(dǎo)教師提出，但技術(shù)決定必須由學(xué)生獨(dú)立做出。 2 量方法及精度分析作一簡(jiǎn)要而系統(tǒng)的說(shuō)明，并附有必要的圖表。說(shuō)明書(shū)中應(yīng)盡量避免冗長(zhǎng)的文字上的討論與解釋。一般以直接敘述為主。若在理論上與實(shí)踐上有創(chuàng)見(jiàn)，可作必要的討論與解釋。 5. 說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)與圖表的繪制，均由學(xué)生本人獨(dú)立地完成。說(shuō)明書(shū)與設(shè)計(jì)圖要求內(nèi)容正確、文理通順、精簡(jiǎn)明 了，圖紙整潔。 3、測(cè)區(qū)已有測(cè)繪資料及成果利用 集資料 收集礦區(qū)內(nèi)各種已有的測(cè)繪資料，包括地形圖、交通圖、基本礦圖、專門(mén)礦圖、日常生產(chǎn)用圖和生產(chǎn)交換圖以及基礎(chǔ)控制成果（成果表、點(diǎn)之記、網(wǎng)圖、技術(shù)總結(jié)）及鑒定結(jié)論等。 面控制資料 為了使礦區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)的一致性。選用二個(gè)礦區(qū)一級(jí)三角點(diǎn)，這二個(gè)控制點(diǎn) 是礦區(qū)首級(jí)平面控制測(cè)量的起算點(diǎn)。 程控制資料 為使礦區(qū)高程系統(tǒng)相一致，故礦區(qū)首級(jí)水準(zhǔn)控制網(wǎng)的高程系統(tǒng)選擇 1985 黃海高程系，并且二個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)為 表 數(shù)據(jù) 點(diǎn)名 X（ m） Y(m) 高程 = = Y= 3 4、坐標(biāo)系統(tǒng) 一個(gè)礦區(qū)應(yīng)采用統(tǒng)一的坐標(biāo)和高程系統(tǒng)。為了便于成果、成圖的相互利用，采用國(guó)家 3帶高斯平面坐標(biāo)系統(tǒng)。在特殊情況下，可采用任意中央子午線或礦區(qū)平均高程面的礦區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)。平面坐標(biāo)系采用 1954 北京坐標(biāo)系。按 3分帶。 礦區(qū)高程盡可能采用 1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)，當(dāng)無(wú)此條件時(shí)，方可采用假定高程系統(tǒng)。 5、相 關(guān)作業(yè)依據(jù)與要求 關(guān)測(cè)量規(guī)范 1.煤礦安全規(guī)程 2煤礦測(cè)量規(guī)程 3. 準(zhǔn)儀使用說(shuō)明書(shū)（北京博飛）； 4. (瑞士徠卡 )； 5.測(cè)繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定， 002 95。 6.測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)， 003 95。 級(jí)、精度要求 礦區(qū)首級(jí)平面控制網(wǎng)必須考慮礦區(qū)遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。一般在國(guó)家一、二等平面控制網(wǎng)基礎(chǔ)上布設(shè)，其等級(jí)應(yīng)依礦區(qū)走向長(zhǎng)度，參照下表選定。 表 制 等級(jí)表 礦區(qū)走向（長(zhǎng)度） 級(jí)控制 加密控制 26100 525 5 三 等 四 等 一、二級(jí)（小三角、小測(cè)邊或?qū)Ь€） 四等、一級(jí)（小三角、小測(cè)邊或?qū)Ь€）一級(jí)（小三角、小測(cè)邊或?qū)Ь€） 表 電測(cè)距導(dǎo)線的布設(shè)標(biāo)準(zhǔn) 等 級(jí) 附（閉）合 導(dǎo)線長(zhǎng)度 （ 一般邊長(zhǎng) （ 測(cè)距相對(duì) 中誤差 測(cè)角中誤差 導(dǎo)線全長(zhǎng) 相對(duì)閉合差 4 三等導(dǎo)線 四等導(dǎo)線 一級(jí)導(dǎo)線 二級(jí)導(dǎo)線 15 10 5 3 25 12 5 10 1/00000 1/40000 1/20000 1/10000 礦區(qū)地面高程首級(jí)控制網(wǎng)，一般應(yīng)采用水準(zhǔn)測(cè)量方法建立，其布設(shè)范圍和等級(jí)選擇，應(yīng)符合下表的規(guī)定。 表 程 控制等級(jí) 礦區(qū)長(zhǎng)度（ 首級(jí)控制 加密控制 25 525 ( 近井點(diǎn) )-4-閉合 導(dǎo)線。 再由 近井點(diǎn) K 引導(dǎo)線到 C， 再分別 與主副井垂球 線 A、 使用南方全站儀 導(dǎo)線 進(jìn)行測(cè)角量邊，標(biāo)稱精度： 測(cè)角 測(cè)距（ 2D）。兩測(cè)回進(jìn)行施測(cè)，故測(cè)角中誤差為 。使用“南方平差易”軟件 7 表 井定向 由于井筒直徑的限制，一井定向誤差相對(duì)較大。當(dāng)?shù)V區(qū)有兩個(gè)立井，且兩井之間在定向水平上有巷道相通并能進(jìn)行測(cè)量時(shí)，就要采用兩井定向。 在主副井兩井筒各掛一根垂球線，此兩垂球線在井上、井下的坐標(biāo)方位角保持不變，通過(guò)從近井點(diǎn) 01至主副井的地面測(cè)量確定此兩垂球線的坐標(biāo)，并計(jì)算其連線的坐標(biāo)方位角后，再在井下巷道中，用經(jīng)緯儀導(dǎo)線對(duì)兩垂球線進(jìn)行聯(lián)測(cè)，取一假定坐標(biāo)系來(lái)確定井下兩垂球線的假定方位角，然后將其與地面上確定的坐標(biāo)方位角相比較，其差值便是井下假定坐標(biāo)系統(tǒng)和地面坐標(biāo)系統(tǒng)的方位差，這樣便可確定井下導(dǎo)線在地面坐標(biāo)系 統(tǒng)的坐標(biāo)方位角。 圖 井 定向示意圖 圖 井定向的 投點(diǎn)及 連接 投點(diǎn)：在兩個(gè)立井中各懸掛一根垂球線 A 和 B。投點(diǎn)的方法與一 8 井定向相同，只是每個(gè)井筒懸掛一根鋼絲，投點(diǎn)工作比一井定向簡(jiǎn)單，而且占用井筒時(shí)間短。指 用錘線或激光束將地面點(diǎn)的位置通過(guò)立井傳遞至定向水平的測(cè)量工序。包括 單重 穩(wěn)定投點(diǎn)、 單重 擺動(dòng)投點(diǎn)和激光投點(diǎn) 。本設(shè)計(jì) 中 井筒 400 深，且滴水不大，井筒氣流比較緩和，因此采用單重穩(wěn)定投點(diǎn)的投點(diǎn)方式。 所需設(shè)備及要求： 垂球： 50絲： 閘手搖絞車；導(dǎo)向滑輪：直徑不小于 150點(diǎn)板；加蓋大水桶；小錘球。 地面連接 : 地面連接的任務(wù)在于測(cè)定兩垂球的坐標(biāo) , 再由坐標(biāo)算出兩垂球的方位角來(lái)。關(guān)于地面連接的方式 ,根據(jù)兩井筒相距的遠(yuǎn)近而有所不同。當(dāng)兩井相距較近時(shí) ,則可插入一個(gè)近井點(diǎn) , 然后用導(dǎo)線連接，當(dāng)兩井相距較遠(yuǎn)時(shí) , 則可在兩井筒附近各插入一個(gè)近井點(diǎn)來(lái)連接。當(dāng)敷設(shè)導(dǎo)線時(shí) , 應(yīng)該使導(dǎo)線具有最短的長(zhǎng)度并盡可能沿兩垂球連線的方向延伸 , 因?yàn)榇藭r(shí)量邊誤差對(duì)聯(lián)線的方向不產(chǎn)生影響。一 般可按照設(shè)立近井點(diǎn)的要求進(jìn)行測(cè)量 , 但在定向之前 , 應(yīng)根據(jù)一次定向測(cè)量中誤差不超過(guò) 20的要求。 井下連接 : 在定向水平上 , 一般可用井下 7經(jīng)緯儀導(dǎo)線將兩垂球線連接起來(lái) ,在巷道形狀可能的情況下 ,和地面連接導(dǎo)線一樣盡可能沿兩垂球方向敷設(shè) ,并使其長(zhǎng)度最短。在選定了井上下連接方案后 ,應(yīng)進(jìn)行精度預(yù)計(jì)。如果井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線起始邊的方位角中誤差 0 ,方案才能被采用。 1、準(zhǔn)備工作： 選擇連接方案，作出技術(shù)設(shè)計(jì)； 定向設(shè)備及用具的準(zhǔn)備； 檢查定向設(shè)備及檢驗(yàn)儀器； 預(yù)先安裝某些投點(diǎn)設(shè)備和將所需用具設(shè)備等送至定向井口和井下； 確定井上下的負(fù)責(zé)人，統(tǒng)一負(fù)責(zé)指揮和聯(lián)絡(luò)工作。 2、制定地面的工作內(nèi)容及順序。 3、制定定向水平上的工作內(nèi)容及順序。 4、定向時(shí)的安全措施： 在定向過(guò)程中，應(yīng)勸阻一切非定向 9 工作人員在井筒附近停留； 提升容器應(yīng)牢固停妥； 井蓋必須結(jié)實(shí)可靠地蓋好； 對(duì)定向鋼絲必須事先仔細(xì)檢查，放提綱絲時(shí)，應(yīng)事先通知井下，只有當(dāng)井下人員撤出井筒后才能開(kāi)始； 垂球未到井底或地面時(shí)，井下人員均不得進(jìn)入井筒； 下放鋼絲時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守均勻慢放等規(guī)定，切忌時(shí)快時(shí)慢和 猛停，因?yàn)檫@樣最易使鋼絲折斷； 應(yīng)向參加定向工作的全體人員反復(fù)進(jìn)行安全教育，以提高警惕。在地面工作的人員不得將任何東西掉入井內(nèi)，在井蓋工作的人員均應(yīng)配帶安全帶； 定向時(shí)，地面井口自始至終不能離人，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)井上下聯(lián)系。 5、定向后的技術(shù)總結(jié) 定向工作完成后，應(yīng)認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并寫(xiě)出技術(shù)總，同技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)一起長(zhǎng)期保存。定向后的技術(shù)總結(jié)，首先應(yīng)對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)的執(zhí)行情況作簡(jiǎn)要說(shuō)明，指出在執(zhí)行中遇到的問(wèn)題、更改的部分及原因。其次編入下列內(nèi)容： 定向測(cè)量的實(shí)際時(shí)間安排，實(shí)際參加定向的人員及分工； 地面連測(cè)導(dǎo)線 的計(jì)算成果及精度； 定向的內(nèi)業(yè)計(jì)算及精度評(píng)定； 定向測(cè)量的綜合評(píng)述和結(jié)論。 兩井定向時(shí)，由于兩垂球線間距離大大增加，因而由投點(diǎn)誤差引起的投向誤差也大大減小，這是兩井定向的最大優(yōu)點(diǎn) 。兩井定向也和一井定向一樣，是由投點(diǎn)、井上連接和井下連接三個(gè)部分組成的。因此，井下連接導(dǎo)線某一邊方位角的總誤差為： 式中為投向誤差。但此時(shí)因兩垂球線間的距離 c 加大，投向誤差對(duì)定向精度的影響就不像一井定向那樣起主要作用了。煤礦測(cè)量規(guī)程規(guī)定，兩井兩次獨(dú)立定向所算得的井下定向邊的方位角之差，不應(yīng)超過(guò) 1。則一次定向的中誤差為 若忽略投向誤差，認(rèn)為井上、下連接誤差大致相同，則 下面分別計(jì)算井上、下連接誤差 m 上 和 m 下 的值。 2 2 2 20 +M m m 下上0 6 0 2 2 2 1 = 2 1 = 1 5 下上 10 面連接測(cè)量 從近井點(diǎn) K 分別向兩垂球線 A、 B 測(cè)設(shè)連接導(dǎo)線近井點(diǎn) -井點(diǎn) -B，以確定 坐標(biāo)和 坐標(biāo)方位角。導(dǎo)線采用 級(jí)導(dǎo)線 , 觀測(cè)兩測(cè)回。 圖 地面連接誤差包括由近井點(diǎn) 1到兩垂球線 A、 了研究方便起見(jiàn)，假定一坐標(biāo)系統(tǒng)： 11 垂直于 方向線為 x 軸。則 式中： c 兩垂球線間的距離； 煤礦安全規(guī)程規(guī)定 主副井間距不得小于 30m。太近不符合規(guī)定，太遠(yuǎn)井底貫通較難。立井一般在50要為了井上、下生活流程能合理銜接以及井塔、井架施工安裝和設(shè)備布置需要，也要根據(jù)井下運(yùn)輸大巷或石門(mén)及地面鐵路專用線路的方向和位置、井底車場(chǎng)形式綜合選擇?，F(xiàn)在多數(shù)礦井為60數(shù)已達(dá)到 100m。本次 定向的 C= 由結(jié)點(diǎn)到垂球線 設(shè)的支導(dǎo)線誤差所引起的 由結(jié)點(diǎn)到垂球線 B 間所測(cè)設(shè)的支導(dǎo)線誤差所引起的 B 點(diǎn)在 x 軸方向上的位置誤差； n 由近井點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)間的導(dǎo)線測(cè)角數(shù)； n=1; 由近井點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)間導(dǎo)線的測(cè)角誤差。 圖 中 2 2 2 2 2 2 2= A X Bm m m m c n m 上 12 D 2 D 2 )( 2222 l 222 2 3 8 0 )( 2222 l 222 22 22 m 22222 由于兩井定向獨(dú)立進(jìn)行兩次， 所以井上導(dǎo)線測(cè)角量邊誤差所引起的連接總誤差為 m 上上m 下連接測(cè)量 在定向水平測(cè)設(shè)經(jīng)緯儀線 1-B，導(dǎo)線可采用 7基本控制導(dǎo)線。 13 圖 連接 示意圖 井下連接誤差是由井下導(dǎo)線的測(cè)角誤差和量邊誤差所引起的，即 式中 ， 測(cè)角和量邊誤差所引起的井下導(dǎo)線某邊的方位 角誤差 1） 由井下導(dǎo)線測(cè)角誤差所引起的連接誤差 )( 22222221222 （ 2）由井下導(dǎo)線量邊誤差所引起的連接誤差 考慮到量邊中包括系統(tǒng)誤差和偶然誤差的影響，而量邊的系統(tǒng)誤差對(duì)方位角沒(méi)有影響，用鋼尺量邊時(shí)： 5 5 0 0 1 6 2 6 5s 2222212222 am l（ 3） 由井下導(dǎo)線測(cè)角量邊誤差所引起的連接總誤差 差為： 2 lQ 下 （ 4）由于兩井定向獨(dú)立進(jìn)行兩次，所以井下導(dǎo)線測(cè)角量邊誤差所引起的連接總誤差為 2 2 2 2= m m m 下lmm m 下下m 14 螺經(jīng)緯儀定向 風(fēng)井采用 采用陀螺邊定向 ,采用德國(guó)威斯特發(fā)倫采礦聯(lián)合公司的陀螺經(jīng)緯儀，多次定向的資料分析表明該儀器的一次定向中誤差不超過(guò) 15 ,其精度符合級(jí)陀螺儀的要求。 經(jīng)過(guò)一個(gè)立井利用陀螺經(jīng)緯儀定向時(shí)的聯(lián)系測(cè)量由三部分組成： （ 1）經(jīng)立井由地面向定向水平投點(diǎn)； （ 2）井上、下與垂球線連接測(cè)量； （ 3）井下基本控制導(dǎo)線起始邊的陀螺經(jīng)緯儀定向。 由于立井較深、井筒中淋水、塵霧較大，為了保證精度要求，所以采用鋼絲投點(diǎn)法。為盡量減少或不占用井筒的提升時(shí)間，垂球線布設(shè)在管子間。投點(diǎn)采用單重穩(wěn)定投點(diǎn)。 在近井點(diǎn) K 架設(shè)全站儀后視 （連接點(diǎn)） ：在 C 點(diǎn)安置儀器與垂球線 E 連接，測(cè)角、量邊的精度按煤礦測(cè)量規(guī)程中執(zhí)行。導(dǎo)線采用 級(jí)導(dǎo)線 , 觀測(cè)兩測(cè)回。 由陀螺定向邊 布設(shè)基本控制導(dǎo)線 2-4。點(diǎn)成一組井下永久導(dǎo)線點(diǎn)。在 架儀器與垂球線E 的穩(wěn)定位置連測(cè)，連接精度要求同導(dǎo)線。井上、下連接導(dǎo)線與垂球 15 線 E 的連接都應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行兩次，其最大相對(duì)閉合差對(duì)地面二級(jí)導(dǎo)線不大于 1/10000（光電測(cè)距導(dǎo)線）。 地面連接導(dǎo)線近井點(diǎn) 7 和井下連接導(dǎo)線 2-4 可在與垂球線連接前或連接后進(jìn)行觀測(cè)。井上下連接導(dǎo)線與垂球線的連接都應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行兩次。 在選定的起始邊 進(jìn)行陀螺經(jīng)緯儀定向，求出該邊的坐標(biāo)方位角 。 定向可在投點(diǎn)連接前先行完成， 也可在連接后再進(jìn)行。 內(nèi)業(yè)計(jì)算 (1) 根據(jù)地面連接測(cè)量的成果，按復(fù)測(cè)支導(dǎo)線計(jì)算垂球線 A 的坐標(biāo)( (2) 計(jì)算井下連接導(dǎo)線各邊的坐標(biāo)方位角。 (3) 計(jì)算井下導(dǎo)線起始點(diǎn)的坐標(biāo) 陀螺經(jīng)緯儀的測(cè)量精度，以陀螺方位角一次測(cè)定中誤差表示。跟蹤逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法定向時(shí)的誤差分析 以德國(guó)威斯特發(fā)倫采礦聯(lián)合公司的 陀螺經(jīng)緯儀為例來(lái)進(jìn)行探討。按跟蹤逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法進(jìn)行陀螺定向時(shí)，主要誤差來(lái)源有： 經(jīng)緯儀測(cè)定方向的誤差； 上 架式陀螺儀與經(jīng)緯儀的連接誤差； 16 懸掛帶零位變動(dòng)誤差； 靈敏部擺動(dòng)平衡位置的變動(dòng)誤差； 外界條件，如風(fēng)流、氣溫及震動(dòng)等因素的影響。 1. 經(jīng)緯儀測(cè)定方向的誤差 一條測(cè)線一次觀測(cè)的程序?yàn)椋簝x器在測(cè)站對(duì)中整平；測(cè)前以一測(cè)回測(cè)定測(cè)線方向值；以 5 個(gè)連續(xù)跟蹤逆轉(zhuǎn)點(diǎn)在度盤(pán)上的讀數(shù)確定陀螺北方向值；測(cè)后以一測(cè)回測(cè)定測(cè)線方向值。這樣，此項(xiàng)誤差包括 : （ 1）對(duì)中誤差 一般陀螺定向邊都較長(zhǎng)，當(dāng)測(cè)線邊長(zhǎng) d=45m 時(shí)，取 eT=覘標(biāo)對(duì)中誤差和儀器對(duì)中誤差為： 35c （ 2） 測(cè)線一測(cè)回的測(cè)量方法中誤差為 ： 6測(cè)前測(cè)后兩測(cè)回的平均值中誤差為 ： m 平i （ 3）由 5 個(gè)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)觀測(cè)確定陀螺北方向的誤差 逆轉(zhuǎn)點(diǎn)觀測(cè)誤差包括跟蹤瞄準(zhǔn)誤差 0/30 Vm v tm o 故逆轉(zhuǎn)點(diǎn)觀測(cè)誤差為： 534 2222 由 5 個(gè)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)讀數(shù)計(jì)算平均值的公式為： )343(121 543210 則相應(yīng)的誤差為： 44/)191691( o 故經(jīng)緯儀測(cè)定方向的誤差為： c 平 2. 上架式陀螺儀與經(jīng)緯儀的連接誤差 陀螺儀與經(jīng)緯儀靠固定在照準(zhǔn)部上的過(guò)渡支架來(lái)連接。每次定向都要把陀螺儀安置在經(jīng)緯儀支架上，這樣由于每次拆裝連接而造成的緯儀對(duì)三臺(tái)儀器多次的實(shí)際測(cè)試，求得其連接中誤差 2取 2 17 3. 懸掛帶零位變動(dòng)誤差 懸掛帶對(duì)陀螺擺動(dòng)系統(tǒng)的指向起阻礙作用，在實(shí)際觀測(cè)時(shí)采用跟蹤的方法可以消除懸掛帶扭力的大部分影響。懸掛帶材料的力學(xué)性質(zhì)的優(yōu)劣、陀螺運(yùn)轉(zhuǎn)造成的溫升、外界氣候的變化以及擺動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械鎖緊和釋放等因素的影響，均會(huì)引起零位變位。根據(jù)對(duì)三臺(tái)陀螺經(jīng)緯儀的 167 次測(cè)試結(jié)果，求得懸掛帶零位變動(dòng)中誤差 4 4. 靈敏部擺動(dòng)平衡位置的變動(dòng)誤差 影響擺動(dòng)平衡位置變 動(dòng)的主要因素是：電源電壓頻率的變化引起角動(dòng)量的變化，靈敏部?jī)?nèi)部溫度的變化引起重心位移以及由于溫升造成懸掛帶和導(dǎo)流絲的形變等因素，都會(huì)造成平衡位置的變動(dòng)。由此而造成的誤差多呈系統(tǒng)性，按 螺經(jīng)緯儀靈敏部結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行的98次試驗(yàn)，擺動(dòng)平衡位置的最大離散度為 1612 ，中誤差 6 5. 外界條件，如風(fēng)流、氣溫及震動(dòng)等影響 這些條件的影響程度較為復(fù)雜，無(wú)法精確地一一測(cè)試，可取 5外m 。 所以，測(cè)線陀螺方位角一次測(cè)定中誤差為： 222222222 外誤差分析的結(jié)果說(shuō)明德國(guó)威斯特發(fā)倫采礦聯(lián)合公司的 井下陀螺邊定向時(shí)需四人，其中一人觀測(cè)，一人記錄，一人照明，一人輔助，在投點(diǎn)時(shí)需要的人數(shù)最多，需特別注意安全。投點(diǎn)工作結(jié)束后，便開(kāi)始井上、下導(dǎo)線聯(lián)測(cè)，此時(shí)地面約需 6中一人觀測(cè)，一人記錄 ，一人輔助，一人負(fù)責(zé)同井上下聯(lián)系，井上下導(dǎo)線聯(lián)測(cè)約需 8 人，分工情況與地面大體相同，此外，應(yīng)由測(cè)量工程師一人負(fù)責(zé)全面指揮工作，地面和井下的測(cè)量工作由測(cè)量技術(shù)員擔(dān)任。定向所用的主要儀器設(shè)備見(jiàn)下表 : 表 稱 件數(shù) 備注 名稱 件數(shù) 備注 鋼尺 2 小絞 車 2 下鋼線、鋼尺各一臺(tái) 拉力計(jì) 2 滑輪 2 18 經(jīng)緯儀 2 大水桶 1 大垂球 1 130點(diǎn)板 2 小垂球 4 擋風(fēng)布 2 礦燈 可視人數(shù)而定 陀螺儀 1臺(tái) 定中盤(pán) 1 溫度計(jì) 2個(gè) 1、投點(diǎn) 投點(diǎn)時(shí)只下 1 根鋼線 ,用直徑 1鋼絲 ,掛 垂坨作擺動(dòng)觀測(cè) , 并用信號(hào)圈法和鐘擺法檢查鋼絲是否自由懸掛 ,為了減少滴水影響可在水桶上蓋以木板 ,并安裝好定中盤(pán)。 投點(diǎn)前可先將定向設(shè)備事先運(yùn)到井口和井下 525 水平馬頭門(mén) ,總之 ,在定向之前能做的工作都應(yīng)事先做好以減少占用井筒的時(shí)間。擺動(dòng)觀測(cè)的具體方法見(jiàn)圖示 ,是用目測(cè)法從兩個(gè)方向觀測(cè)其最大擺動(dòng)位置 , 從而標(biāo)出其平衡位置 ,用定中盤(pán)和以固定。 兩個(gè)方向均觀測(cè) 13個(gè)數(shù)值 (左 7個(gè) ,右 6個(gè) )其平均值即為平衡位置。 2、地面連接導(dǎo)線測(cè)量 采用 5級(jí)導(dǎo)線連接，測(cè)角量邊同地面 5導(dǎo)線要求。 3、井下連接導(dǎo)線測(cè)量 井下連接導(dǎo)線按 7導(dǎo)線精度要求進(jìn)行施測(cè)，作業(yè)要求與井下導(dǎo)線的要求相同。 4、陀螺定向的作業(yè)程度及要求 陀螺定向時(shí)采用 “ 3作業(yè)程序 “中天法”觀測(cè) ,即使用陀螺儀先在地面已知邊上 3 測(cè)回測(cè)定儀器常數(shù) ,儀器下井后 ,在井下定向邊上進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)陀螺方位角各一次 ,待儀器上井后再在地面已知邊上 3測(cè)回測(cè)定儀器常數(shù)。 測(cè)量陀螺方位角時(shí)的技術(shù)要求應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)程中關(guān)于 15 級(jí)陀 螺儀的施測(cè)要求 。 按預(yù)計(jì)圖所示布設(shè)成方向附和導(dǎo)線，為。在布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)時(shí)原則上是使邊長(zhǎng)盡量長(zhǎng)，以米為宜。導(dǎo)線點(diǎn)的編號(hào) :為了制圖方便 ,應(yīng)盡量避 19 免漢字 ,而采用英語(yǔ)字母和數(shù)字符號(hào) , 以避免混亂。 （一）限差和作業(yè)要求 1、采用儀器和作業(yè)要求應(yīng)符合下表的規(guī)定： 表 線 使用 觀測(cè) 按導(dǎo)線水平邊長(zhǎng)分 類別 儀器 方法 小于 15m 150m 以上 對(duì)中次數(shù) 測(cè)回教 對(duì)中次數(shù) 測(cè)回?cái)?shù) 對(duì)中次數(shù) 測(cè)回?cái)?shù) 7 回法 3 3 2 2 1 2 注 : (1) 由于本貫通導(dǎo)線中不存在 15m 以下的短邊 , 故所有 點(diǎn)的角度測(cè)量都是兩個(gè)測(cè)回 , 兩測(cè)回的度盤(pán)位置分別為 0 00和 90 10 . （ 2）多次對(duì)中時(shí)，每次對(duì)中測(cè)一個(gè)測(cè)回。 （ 3）有條件時(shí)可采用三架法施測(cè)，此時(shí)不存在多次對(duì)中問(wèn)題，即無(wú)論邊長(zhǎng)長(zhǎng)短都是一次對(duì)中（或任意設(shè)站）兩個(gè)測(cè)回。 2、在傾角小于 30的井巷中觀測(cè)水平角時(shí)，其限差應(yīng)符合下表規(guī)定： 表 器級(jí)別 同一測(cè)回中半測(cè)回互差 兩測(cè)回間互差 兩次對(duì)中測(cè)回間互差 0 12 30 注 : 在傾角大于 30的井巷中測(cè)角時(shí) ,各項(xiàng)限差為上表中規(guī)定的 (二 ) 水平角觀測(cè)時(shí)的注意事項(xiàng) 1 、整直儀器確保腳架穩(wěn)固 ,認(rèn)真調(diào)焦消除視差后方可進(jìn)行觀測(cè)。 2 、在觀測(cè)過(guò)程中氣泡偏離不得超過(guò) 1 格 ,否則應(yīng)在一測(cè)回結(jié)束后重新整置儀器。 3 、采用三架法測(cè)角時(shí)應(yīng)特別注意不要碰動(dòng)儀器 ,以免大返工。 4 、不采用三架法測(cè)角時(shí) ,前后視宜懸掛重心較好的垂錘 ,減弱風(fēng)流的影響。 5 、若風(fēng)流較大 ,對(duì)中時(shí)應(yīng)采取擋風(fēng)措施 。 6 、平斜巷交接處測(cè)水平角時(shí)應(yīng)注意嚴(yán)格整平儀器 ,以免超限垂測(cè)。 7 、在長(zhǎng)短邊交接的測(cè)站上測(cè)角時(shí) ,宜采用“后 前 觀 ,測(cè) 20 順序。 （三）超限重測(cè) 1 、凡超出以上規(guī)定限差的結(jié)果 ,均應(yīng)進(jìn)行重測(cè) ,因?qū)﹀e(cuò)度盤(pán)、測(cè)錯(cuò)方向、讀記錯(cuò)誤、碰動(dòng)儀器、氣泡偏離過(guò)大或中途文現(xiàn)外界影響不能進(jìn)行繼續(xù)觀 ,測(cè)而未測(cè)完的 ,測(cè)回都應(yīng)進(jìn)行重測(cè)。 2 、所觀測(cè)的兩個(gè)測(cè)回中 ,若觀測(cè)成果 (兩測(cè)回互差 )超限應(yīng)重測(cè)兩測(cè)回。 1 、測(cè)距儀井下測(cè)邊的各項(xiàng)限差要求見(jiàn)下表 : 表 距方法 往測(cè)或返測(cè)單 測(cè)回之間較差 一測(cè)回內(nèi)讀數(shù) 同一測(cè)回內(nèi)各 往返測(cè)回之間 程測(cè)回?cái)?shù) 的允許值 次數(shù) 次讀數(shù)較差 較差的允許值 每邊往、返測(cè) 5 10。 垂直角應(yīng)施測(cè)兩測(cè)回 ,否則一測(cè)回即可。 2 、氣象數(shù)據(jù)的測(cè)定要求 根據(jù)規(guī)程要求溫度應(yīng)讀至 1 C,氣壓應(yīng)讀至 象數(shù)據(jù)應(yīng)在觀測(cè)期間于測(cè)站端讀記一次。 3 、測(cè)距成果的重測(cè)與取舍。 （ 1）凡超出限差的觀測(cè)成果均須進(jìn)行重測(cè)。 （ 2）當(dāng)一測(cè)回中讀數(shù)互差超限時(shí)可重測(cè)一個(gè)讀數(shù)。 （ 3）測(cè)回間較差超限時(shí) ,應(yīng)重測(cè)一測(cè)回 ,若重測(cè)后仍超限 ,則該站成果重測(cè)。 （ 4）不同時(shí)間段或往返測(cè)較差超限時(shí) ,應(yīng)重測(cè)一個(gè)時(shí)間段的往或返。 4 、井下測(cè)距邊的計(jì)算方法與地面測(cè)邊計(jì)算方法相同 ,不再重復(fù)。 把聯(lián)系測(cè)量中的地面連接部分與井下連接部分的兩個(gè) 21 的導(dǎo)線控制點(diǎn)及導(dǎo)線復(fù)制到同一個(gè) 制所需圖形。 圖 下導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)位誤差預(yù)計(jì)示意圖 這里將 -為經(jīng)緯儀支導(dǎo)線，以 支導(dǎo)線預(yù)計(jì) 的點(diǎn)位誤差 ）（ 262222221212222 1 c o s in ）（）（ 222222221212222 1 in 2 11 經(jīng)計(jì)算，兩井定向所引起的 B 的點(diǎn)位誤差為 2 的點(diǎn)位誤差為 M 因此，井下導(dǎo)線起始點(diǎn)的點(diǎn)位誤差為： 1 向 本方案布設(shè)的井下導(dǎo)線為方向附和導(dǎo)線，導(dǎo)線中任意點(diǎn)的點(diǎn)位誤差估算公式為 22 )co s()1/()(/ 2112211112222 iC y C iC y C )s 1/()(/ 2112211112222 iC x C iC x C 222 式中， 任意點(diǎn) C 與 x、 方向附合導(dǎo)線的角度總個(gè)數(shù)。 圖 下導(dǎo)線圖 在 計(jì)圖紙上用抓取導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)（量?。┑姆椒ㄌ崛「鱾€(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。 根據(jù)方向符合導(dǎo)線誤差分析公式 ， 算的最終點(diǎn) X 方向的中誤差 ： y 方向的中誤差： 位誤差： 最弱點(diǎn)點(diǎn)位誤差 方案一：井下導(dǎo)線最弱點(diǎn)的位置一般就在導(dǎo)線最遠(yuǎn)點(diǎn)，其點(diǎn)位誤差包括： （ 1）由井下導(dǎo)線測(cè)角兩邊引起的點(diǎn)位誤差 K （ 2）由起始點(diǎn)坐標(biāo)誤差引起的點(diǎn)位誤差 點(diǎn)位總誤差 2122 點(diǎn)位總預(yù)計(jì)誤差M 2預(yù)井下導(dǎo)線最弱點(diǎn)的位置在導(dǎo)線最遠(yuǎn)點(diǎn) C,所以 17 。 23 點(diǎn)位總預(yù)計(jì)誤差 42預(yù) 生產(chǎn)限差 (200方案二：采用陀螺定向進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量。由定向引起的點(diǎn)位誤差減小一半， ， K 。所以 。 綜上所述選擇第二種方案。 8 地面水準(zhǔn)測(cè)量 準(zhǔn)線路布設(shè) 主井與副井之間的水準(zhǔn)測(cè)量，以近井點(diǎn) 1 作為水準(zhǔn)基點(diǎn)。為顧及兩井口水準(zhǔn)基點(diǎn)相對(duì)高程中誤差引起貫通點(diǎn) 軸方向的偏差中誤差的限定值，即 以井口水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程測(cè)量按照國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求測(cè)設(shè)。本次地面水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)方案為自已知國(guó)家二等水準(zhǔn)點(diǎn) 測(cè)，沿水準(zhǔn)附合線測(cè)設(shè)到國(guó) 家二等水準(zhǔn)點(diǎn) 水準(zhǔn)點(diǎn) 1 開(kāi)始向主井布設(shè)水準(zhǔn)支線，傳遞主井高程。 水準(zhǔn)測(cè)量采用國(guó)產(chǎn)北京光學(xué)儀器廠 動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，使用木質(zhì)水準(zhǔn)尺。每一測(cè)站采用兩次儀器高法觀測(cè)兩點(diǎn)之間的高差，兩次測(cè)得結(jié)果若在 5取兩次結(jié)果平均數(shù)作為所測(cè)高差結(jié)果。由于測(cè)區(qū)內(nèi)地理原因，為了防止腳架的升降，應(yīng)自備尺墊。為減弱水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點(diǎn)誤差及儀器及腳架沉降所帶來(lái)的誤差對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響，從國(guó)家二等水準(zhǔn)點(diǎn) 近井點(diǎn) 1，及由近井點(diǎn) 1 至國(guó)家二等水準(zhǔn)點(diǎn)之間測(cè)段都布設(shè)為偶數(shù)段測(cè)站，并且在觀測(cè)過(guò)程中，相鄰測(cè)站間標(biāo)尺要互換。高程控制與平 面控制一樣，亦自成系統(tǒng)。 礦區(qū)地面之間通視良好，地勢(shì)起伏不大，附合水準(zhǔn)路線按地面四等水準(zhǔn)測(cè)量要求施測(cè) ， 水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)完畢，即可按擬定的水準(zhǔn)路線進(jìn)行觀測(cè)。先在水準(zhǔn)起始點(diǎn)立尺，作為后視尺，再安置儀器于測(cè)站 1，同時(shí)選擇轉(zhuǎn)點(diǎn)，放上尺墊，并立另一水準(zhǔn)尺于其上，作為前視尺，后視起始點(diǎn)水準(zhǔn)尺，得后視讀數(shù)，前視轉(zhuǎn)點(diǎn)得前視讀數(shù)，后視值減前視值得起始點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)的高差，記錄計(jì)算完畢后，沿水準(zhǔn)路線前移，將儀器安置于第二站，第 24 一站的前視尺原處不動(dòng)，轉(zhuǎn)過(guò)尺面作為第二站后視尺，第一站前視尺作為后視尺，同時(shí)繼續(xù)觀測(cè)、記錄及計(jì)算。重復(fù)此過(guò)程，完 成高程觀測(cè)全部工作 四等精度水準(zhǔn)要求： 等級(jí) 儀器級(jí)別 視線長(zhǎng)度(m) 前后視 距差 (m) 前后視 距累差 (m) 視線離地面低高度(m) 基本分劃、輔助分劃黑紅面讀數(shù)差（ 基本分劃、輔助分劃黑紅面高差之差（ 四級(jí) 00 5 10 0 2 3 0 5 0 水準(zhǔn)路線如下圖。 在 編程進(jìn)行求解，以下為代碼： B=0,9); 1,99;1,2;2,3;3,4;4,5;5,6;6,7;7,8;8,9;9,99; i=1; if i=11 25 j=JK(i,1);k=JK(i,2); i=1&k=99) B(i,j)=1; (i,j)=if k=99; a=(i,k)=1; i=i+1; = P=); *P*B; 協(xié)因數(shù)陣： 26 每千米高差中誤差 10近井點(diǎn) 程 誤差： 礦井井下高程控制測(cè)量 程聯(lián)系測(cè)量 高程聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)，就在于把地面的高程系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)平硐、斜井或立井傳遞到井下高程測(cè)量的起始點(diǎn)上。所以我們稱之為導(dǎo)入高程。 立井導(dǎo)入高程的方法有長(zhǎng)鋼尺導(dǎo)入高程、長(zhǎng)鋼絲導(dǎo)入高程和光電測(cè)距儀導(dǎo)入高程和光電測(cè)距儀導(dǎo)入高程。 通過(guò)立井（主井）導(dǎo)入高程的實(shí)質(zhì)， 圖 尺導(dǎo)入高程 就是如何來(lái)求得井上下兩水準(zhǔn)儀水平視線間的長(zhǎng)度 l。 導(dǎo)入高程均需獨(dú)立進(jìn)行兩次，也就是說(shuō)在第一次進(jìn)行完畢后，改變其井上下水準(zhǔn)儀的高度并移動(dòng)鋼尺，用同樣的方法再作一次。加入各種改正數(shù)后，前后兩次之差，按 煤礦測(cè)量規(guī)程規(guī)定 一般取導(dǎo)入高程的誤差 22/0 dM h ， d 為允許誤差，約等于井深的 1/8000。 h 2 . 9 218000/22/0 h h l a b l b a 27 根據(jù)以往高程聯(lián)系測(cè)量經(jīng)驗(yàn)并考慮到回風(fēng)立井和進(jìn)風(fēng)立井的深度較大，故本設(shè)計(jì)選用 9 根鉚接的 50 米短鋼尺作為長(zhǎng)鋼尺進(jìn)行導(dǎo)入標(biāo)高（現(xiàn)已有鉚接好的鋼尺，并已于測(cè)距儀進(jìn)行了比長(zhǎng)）作業(yè)程序如下： 1、先從井口水準(zhǔn)基點(diǎn)向定尺點(diǎn)引測(cè)四等水準(zhǔn)至定尺點(diǎn)，并算出定尺點(diǎn)標(biāo)高。 2、下放鋼尺到井底，在鋼尺上懸一 10垂錘，而后在井下安置水準(zhǔn)儀。 3、 在地面及井下安平水準(zhǔn)儀，分別在 A、 B 兩點(diǎn)水準(zhǔn)尺上取讀數(shù) a 與，然后將水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)鋼尺。當(dāng)鋼尺掛好后，井上、下同時(shí)讀取讀數(shù)m 和。同時(shí)讀 數(shù)可避免鋼尺移動(dòng)所產(chǎn)生的誤差。還應(yīng)用點(diǎn)溫計(jì)測(cè)定井上、下的溫度 4、改變井下儀器高再測(cè)一次得 n2,次儀器高所測(cè)高差之差不得超過(guò) 5 5、移動(dòng)鋼尺 ,重復(fù)以上工作 ,進(jìn)行第二次導(dǎo)入標(biāo)高 ,兩次導(dǎo)入標(biāo)高 的互差不得大于井深的 1/8000 。 該項(xiàng)工作可在施測(cè)時(shí)立即檢查 , 其方法 : 在第一次導(dǎo)入標(biāo)高工作結(jié)束后 , 井下水準(zhǔn)儀不要?jiǎng)?，待移?dòng)完鋼尺后讀取鋼尺上的讀數(shù)，檢查鋼尺移動(dòng)前后讀數(shù)之差與地面定尺點(diǎn)上鋼尺移動(dòng)前的讀數(shù)差是否相同，若超過(guò)井深的 1/8000 時(shí)應(yīng)立即重測(cè) 。 1、 整理記錄本上的數(shù)據(jù) ,并檢查其是否符合要求 。 2、按規(guī)定加入各項(xiàng)改正。 根據(jù)上述測(cè)量數(shù)據(jù)，就能求得 A、 B 兩點(diǎn)之高差為： 式中 : 為鋼尺的總改正數(shù)，它包括尺長(zhǎng)、溫度、拉力和 h m n b a L L 28 鋼尺自重等 四項(xiàng)改正數(shù)。 即： 在計(jì)算溫度改正數(shù)時(shí)，鋼尺工作時(shí)的溫度應(yīng)該取井上下溫度的平均值，即：2 21 。 對(duì)于鋼尺的自重改正，可按下式計(jì)算： 2)(2/ 式中 鋼尺的相對(duì)密度，即 E 鋼尺的彈性系數(shù)，等于 210 6kg/ ( 井上、下兩水準(zhǔn)儀視線間的鋼尺長(zhǎng)度。 3、計(jì)算井下水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程 H=H 定 式中： H 定 為定尺點(diǎn)標(biāo)高 下高程控制測(cè)量 石門(mén)處為平巷部分，采用與地面上同樣的北光 動(dòng)安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行往返觀測(cè)，往返測(cè)高差的較差不大于 50 。 (R 為水準(zhǔn)點(diǎn)間路線長(zhǎng)度，以 單位 )。本次任務(wù)中水準(zhǔn)路線部分路程較短，采用地下二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)規(guī)格。本次任務(wù)由 A 點(diǎn)到 、 1、 22k t p L L L h l a b l b a 29 到 24的平巷部分采用水準(zhǔn)高程測(cè)量。 水準(zhǔn)儀高差傳遞的具體作法是：當(dāng)由上平巷向下平巷通過(guò)斜巷傳遞高程時(shí)，在斜巷上端整置儀器，后視上平巷中的高程點(diǎn) A，測(cè)垂直角量斜邊和 A 點(diǎn)處的覘標(biāo)高。然后，前視一臨時(shí)設(shè)置的固定照準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)垂直角量斜邊。在斜巷中每?jī)烧局g均用臨時(shí)設(shè)置的固定照準(zhǔn)點(diǎn)代替測(cè)點(diǎn)。在上下兩站觀測(cè)過(guò)程中，其中間設(shè)置的固定照準(zhǔn)點(diǎn)一直保持不動(dòng)（遷站時(shí)應(yīng)特別 注意不要碰動(dòng)照準(zhǔn)點(diǎn)）。中間各站均前后視照準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)垂直角量斜邊。當(dāng)測(cè)到斜巷下端時(shí)，在最后一站后視固定照準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)垂直角量斜邊，前視下平巷中的高程點(diǎn) B，測(cè)垂直角量斜邊和 A、 h1+ hn+中 采用變更儀器高 (兩次儀器高互差應(yīng)大于 10 方法進(jìn)行觀測(cè)。兩次測(cè)得的相鄰點(diǎn)間的高差互差不大于 5 ，取其平均值作為觀測(cè)成果。由于井下高程點(diǎn)有的設(shè)在頂板上程點(diǎn)在頂板上時(shí)，應(yīng)在讀數(shù)前加“ -”號(hào)后，再進(jìn)行運(yùn)算。有的設(shè)在底板上，高差 后視讀數(shù) 。只是當(dāng)高程點(diǎn)在頂板上時(shí)，應(yīng)在讀數(shù)前加“ -”號(hào)后，再進(jìn)行運(yùn)算。 圖 30 井下三角高程測(cè)量是與經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量同時(shí)進(jìn)行的。 如 右圖所示 安置經(jīng)緯儀于 中整平。在 B 點(diǎn)懸掛垂球。用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)垂球線上的標(biāo)志b 點(diǎn)，測(cè)出傾角，用鋼尺丈量?jī)x器中心到 b 點(diǎn)的距離 L，量取儀器高i 及覘標(biāo)高 v。由圖 2B 對(duì) A 點(diǎn)的高 圖 程示 意圖 差可按下式計(jì)算： 式中： L 實(shí)測(cè)斜長(zhǎng)，基本控制導(dǎo)線應(yīng)是經(jīng)三項(xiàng)改正后的斜長(zhǎng)； 垂直角，仰角為正，俯角為負(fù)； i 儀器高，由測(cè)點(diǎn)量至儀器中心的高度； v 覘標(biāo)高，由測(cè)點(diǎn)量至照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)的高度； 當(dāng)測(cè)點(diǎn)在頂板時(shí)， i和 v 為負(fù)值，在底板時(shí)為正值。當(dāng)井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線為光電測(cè)距導(dǎo)線時(shí)，在 A 點(diǎn)安置儀器，在 B 點(diǎn)安置反射棱鏡，并對(duì)中整平。用測(cè)距儀測(cè)出儀器至反射棱鏡中心斜距 ，經(jīng)氣象、加常數(shù)等項(xiàng)改正后，得改正后斜距 L 。 A、 B 兩點(diǎn)間的高差可按下式計(jì)算： 2 )(co ss 式中： k 折光系