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第一章 井下平面控制测量

第一章 井下平面控制测量. 特点 ：由于受井下巷道条件的限制，井下平面控制均以导线的形式沿巷道布设，而不能像地面控制网那样可以有测角网、测边网、 GPS 网和交会法等多种可能方案。 目的 : 是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。. 第一节 概 述. 近井点：在布设地面控制网时，应注意在井口附近至少设立一个控制点 联系测量：由近井点经过井筒将地面平面坐标系统传递到井下去，求得井下起始边的方向和起始点的坐标. 一、井下导线的等级

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第一章 井下平面控制测量

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  1. 第一章 井下平面控制测量 • 特点：由于受井下巷道条件的限制，井下平面控制均以导线的形式沿巷道布设，而不能像地面控制网那样可以有测角网、测边网、GPS网和交会法等多种可能方案。 • 目的:是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. 第一节 概 述 近井点：在布设地面控制网时，应注意在井口附近至少设立一个控制点 联系测量：由近井点经过井筒将地面平面坐标系统传递到井下去，求得井下起始边的方向和起始点的坐标

  3. 一、井下导线的等级 井下导线一般是从井底车场内的起始边开始，向井田边界分段测设的；而起始边的数据是由定向测量确定了的。井下导线的布设，按照“高级控制低级”的原则进行。我国《煤矿测量规程》规定，井下平面控制分为基本控制(表1-1)和采区控制(表1-2)两类，这两类又都应敷设成闭(附)合导线或复测支导线。

  4. 7″导线 基本控制 15″导线 井下导线 15″导线 采区控制 30″导线

  5. 表1-1 基本控制导线的主要技术指标 表1-2 采区控制导线的主要技术指标

  6. 三、 井下导线的形状 支导线 闭合导线 附合导线 导线网 但由于井下测量的某些特点，有时形成一些特殊的导线。 如交叉闭合导线， 坐标附合导线， “无定向导线”； 方向附合导线等 经纬仪----钢尺导线 光电测距导线 陀螺定向-----光电测距导线

  7. 四、 井下导线点的设置 井下导线点按照其使用时间长短和重要性 而分为永久点和临时点两种。 导线点应当选择在巷道顶(底)板稳固、通视良好且易于安设仪器观测、尽量不受来往矿车影响的地方。 永久导线点应埋设在主要巷道中，一般每隔300～500m埋设一组三个永久点 永久点的结构应以坚固耐用和使用方便为原则 所有导线点均应做明显标志并统一编号，用红漆或白漆将点位圈出来，并将编号醒目地涂写在设点处的巷道帮上，以便于寻找。

  8. 第二节 经纬仪及其检验校正 一 、 对经纬仪的要求 （1）、结构紧密，轻便耐用，密封性好 （2）、具有防爆照明设备 （3）、具有镜上中心 （4）、应附有偏心望远镜或长管接目棱镜 （5）、仪器最短视距应在1-2m左右 （6）、仪器应具有可伸缩的三角架或托盘 （7）、可在仪器上装配腰线望远镜

  9. 二、矿用经纬仪的检校 1、水准管的检校 2、十字丝的检校 3、视准轴的检校 4、横轴的检校 5、竖盘指标差的检校 6、光学对点器的检校 7、镜上中心的检校

  10. 三、矿用经纬仪的维护 1、应注意不要碰撞仪器，上井后必须及时打开仪器箱，晾干和擦净仪器 2、安置仪器后必须由专人看守同时仪器箱上不准坐人 3、应注意点上所悬挂的垂球不要碰坏仪器 4、作业时，应注意仪器上的水珠，需用擦镜纸进行擦干。

  11. 第三节 井下经纬仪导线水平角的观测 一、安置仪器 对中，整平 对中分为： 1、点下对中 2、点上对中 对中方法：垂球对中、 光学对中、自动对中（三架法）(具体步骤上课演示)

  12. 导线点在巷道底板时，安置仪器的方法与、 地面相同。 当测点在巷道顶板时，应进行点下对中。对中时，要整平仪器，并令望远镜水平，由测点上悬挂下垂球，移动经纬仪使镜上中心对准垂球尖。再整平仪器，重新对中。(垂球碰仪器，挡风布或防风套管，重球浸水中，光学对点)

  13. 二、 测量角度： 前后视点上挂垂球线，作为瞄准的标志。 若井下巷道中风大，锤球加重，放入水桶中稳定，或加挡风布。 井下黑暗潮湿，并有瓦斯及煤尘，仪器有较好的密封性，经纬仪及觇标均需照明，最好有防爆照明设备。 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。 井下测角方法与地面一样，有复测法和测回法。测回法步骤如下：

  14. 设欲测角度ACB(如图)，则在测站C上安置经纬仪后将度盘对在0°附近设欲测角度ACB(如图)，则在测站C上安置经纬仪后将度盘对在0°附近 • 正镜瞄准后视点A,读取水平度盘读数a1,十字丝中丝瞄准垂球上标志,竖盘指标水准管气泡居中后读取竖盘读数LA • 正镜顺时针旋转瞄准前视B,读取b1和LB • 倒镜后逆时针旋转照准部, 瞄准B,读取b2和RB 5) 逆时针旋转照准部，瞄准A, 读取a2和RA算一测回水平角:

  15. 水平角: β=(b1-a1+b2-a2)/2 垂直角: 后视 δA=(RA-LA-180゜)/2 前视 δB=(RB-LB-180゜)/2

  16. 倾角小于30的井巷中，限差见下表。当倾角大于30时，限差放宽1.5倍，并且要特别注意仪器整平。倾角小于30的井巷中，限差见下表。当倾角大于30时，限差放宽1.5倍，并且要特别注意仪器整平。 表1-3 经纬仪导线水平角观测限差

  17. 表1-4 井下经纬仪导线水平角观测仪器 注：1. 如不用表中所列的仪器，可根据仪器级别和测角精度要求适当增减测回数； 2. 由一个测回转到下一个测回观测前，应将度盘位置变换180°/n(n为测回数)； 3. 多次对中时，每次对中测一个测回。若用固定在基座上的光学对中器进行点上对中，每次对中应将基座旋转360°/n。 井下倾角一般用测回法观测一个测回；重要的两个测回。它与水平角同时观测。

  18. 第四节 井下经纬仪导线边长的丈量 井下经纬仪导线的边长通常是用钢尺直接丈量的。随着科学技术的迅速发展和光学电子仪器制造水平的提高，现已应用电磁波物理测距方法来测量井下导线边长。 一、钢尺丈量边长 1 .量边工具 钢尺50m和30m的并整尺都有毫米刻划的钢尺。 拉力计 温度计

  19. 1. 钢尺的比长： 就是将钢尺的名义长度与其标准长度进行比较，求出它的实际长度。 比长改正数：钢尺的实际长度与名义长度之差 比长器分室内和野外两种，也可用检定的钢尺作为标准尺进行比长。

  20. 1.室内检定方法 1) 用标准米尺逐米检定 2) 用检定过的钢尺作标准尺进行检定 3) 在专门的室内比长器上进行检定 室内比长器可设在大楼的走廊内的墙壁上，两端用专制的标志牢固埋设。

  21. 2. 野外检定方法 野外检定方法要先建立比长器再用它来检定钢尺。野外比长器又叫比长基线。 钢尺检定时，就是用待检定的钢尺去丈量比长器的长度。同样要进行2～3测回。每尺段应测记一次温度。各尺段所测温度须化算到同一温度(标准温度，一般为20℃)，即对各尺段分别加以改正。 按钢尺丈量的比长器(尺面长)与标准长度比较，便可求得该尺的尺长改正。

  22. 根据《规程》对赶超检定的要求：按各单程比长结果计算算术平均值的相对误差不得大于1/10万。其中单程指半测回。根据《规程》对赶超检定的要求：按各单程比长结果计算算术平均值的相对误差不得大于1/10万。其中单程指半测回。 室内工作条件好，并能逐米检定，故以室内检定钢尺为好。

  23. 2.钢尺量边的方法： 悬空丈量法用经纬仪的水平视线瞄准前后视点所挂垂球线，用大头针在绳上标出十字丝交点，然后用钢尺丈量仪器镜上中心或横轴右端中心与大头针之间的距离。 对准经纬仪镜上横轴中心，另一端加钢尺检定时的拉力P并对准大头针，两端同时读数。零端估读到毫米。每读一次数后，移动钢尺2～3cm。每条边要读数三次。互差小于3mm,同时还要测记温度。

  24. 在水平巷道时，我们可以直接丈量平距 在倾斜巷道中，一般只能丈量斜距，测 出倾角，再换算为平距。 当边长较大时，我们可以进行分段丈量

  25. 为了检验，每边须往返测量，即在每一测站上量前后视距离。在倾斜巷道中则丈量倾斜距离。为了检验，每边须往返测量，即在每一测站上量前后视距离。在倾斜巷道中则丈量倾斜距离。 当丈量的边长大于尺长时，则必须分段丈量，为此要进行定线。

  26. 3.钢尺量边的改正 1)比长改正 Δk=L0-LM , ΔLk=ΔkL/LM 2)温度改正 ΔLk=Lα(t-t0) 3)拉力改正 ΔLP=L(P-P0)/EF

  27. 4)垂曲改正 a.对称悬链线Y=chx 加改正ΔLf,负值，与p,自重有关 b.整尺长垂曲改正ΔLf尺=L-S, S=2Rα,L=2Rsin α→ ΔLf尺=-8f2/3L尺 c.松重距f的测定 理论计算: f=q L2尺/8p, ΔLf尺=-q2 L3尺/24p2 实测法 f=c-a-d d.任意长度改正ΔLf,注意分段丈量时改正 e.倾斜边长垂曲改正 ΔLf′= ΔLfcos2δ

  28. O α α R R P P D L A B f S C

  29. 5)倾斜边长化算为水平边长 l=Lcosδ 6)其他改正 导线边长化到投影面 投影到高斯投影面

  30. 注意： 倾斜边长经上述改正后，还应换算为水平边长。

  31. 二、 光电测距仪测边 1. 安置仪器 在测站上整平对中经纬仪，将测距头通过连接器安装在经纬仪上。 在镜站安设反射棱镜对中整平，并用反射棱镜上的准星照准测距头。 2. 检查仪是否正常 3. 测距 按下测距键(MEAS)，开始测距。并按要求记录测距结果。

  32. 第五节 井下导线测量外业 井下导线测量外业，与地面导线基本相同，但由于井下环境的特殊性，如导线不是一次全面布设，而是随巷道掘进而不断延长，每次延长之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，仪器要在点下对中；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。

  33. 1、劳动组织和仪器配备 测角一般4人：1人观测，1人记录，前后视各一人 量边一般5人：2人拉尺，2人读数，1人记录并测定温度 两者可同时进行，也可分开进行

  34. 2选点和设点： 选设点时应注意： 1）导线点应便于保存 2）应通视，间距均匀 3）凡巷道分岔、拐弯、边坡点和已停工 掘进工作面等均应设定 4）永久点应按照《规程》要求于施测前 1~2天设好 5）导线点应统一编号

  35. 3、测角和量边 测角量边方法同前。 (一)工作组织 钢尺导线5人，光电导线4人，分工，联络信号 仪器高，觇标高，巷道上下左右,记录 (二)三架法导线测量

  36. 表1- 3井下测水平角的各项限差

  37. 4. 碎部测量 目的:测得井巷的细部轮廓形状，作为填绘矿图的依据。 导线测量完成之后，丈量仪器中心到巷道顶板、底板和两帮的距离(量上、量下、量左和量右)。还要测量巷道、硐室或工作面的轮廓，通常是用“支距法”，将钢尺拉紧，然后用皮尺或小钢尺丈量巷道两帮特征点到钢尺(即导线边)的垂直距离(横距)b和垂足到仪器站点的距离(纵距)a。

  38. (四)、导线延长与检查 为了检查验证已知起始点的可靠性，在接测之前应对上次所测的最后一个水平角及最后一条边长按原观测的相应精度进行检查。 此次观测与上次观测的水平角之差△d不应超过由下式所计算出的容许值： △d容≤2 √2mβ 式中：mβ——相应等级的导线测角中误差。 井下7″、15″和30″导线的△d容分别为±20″，±40″和±80″。

  39. 重新丈量上次最后一条边长与原丈量结果之差不得超过相应等级导线边长往返丈量之差的容许值(基本控制导线为边长的1/6000，采区控制导线为边长的1/2000)。重新丈量上次最后一条边长与原丈量结果之差不得超过相应等级导线边长往返丈量之差的容许值(基本控制导线为边长的1/6000，采区控制导线为边长的1/2000)。

  40. 如果检查结果不符合上述要求，则应继续向后检查，直到符合要求后方可以它作为起始数据，继续向前延长导线。当巷道掘进工作面接近各种采矿安全边界(水、火、瓦斯、老采空区、井田边界及重要采矿技术边界)时，除应延长经纬仪导线至掘进掌子头外，还必须以书面手续报告矿(井)技术负责人，并书面通知安全检查和施工区、队等有关部门。如果检查结果不符合上述要求，则应继续向后检查，直到符合要求后方可以它作为起始数据，继续向前延长导线。当巷道掘进工作面接近各种采矿安全边界(水、火、瓦斯、老采空区、井田边界及重要采矿技术边界)时，除应延长经纬仪导线至掘进掌子头外，还必须以书面手续报告矿(井)技术负责人，并书面通知安全检查和施工区、队等有关部门。

  41. (五)导线测量记录 1.手工记录 2.电子记录 Pc-E500,SDC-1 PDA

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