第七章礦井聯(lián)系測(cè)量

1、第七章 礦井聯(lián)系測(cè)量,,平面聯(lián)系測(cè)量,高程聯(lián)系測(cè)量,聯(lián)系測(cè)量,第一節(jié) 概述,聯(lián)系測(cè)量：將礦區(qū)地面平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)傳遞到井下，使井上下能采用同一坐標(biāo)系統(tǒng)所進(jìn)行的測(cè)量工作。,一、礦井聯(lián)系測(cè)量的必要性,（1）需要確定地面建筑物、鐵路和河流等與井下采礦巷道 之間的相對(duì)位置關(guān)系。這種關(guān)系是用井上下對(duì)照?qǐng)D來(lái) 反映。（2）需要確定相鄰礦井的各巷道間及巷道與老塘（采空區(qū)）

2、 間的相互關(guān)系，正確的劃定兩相鄰礦井間的隔離礦柱。（3）為解決很到重大工程問題。 例：井筒的貫通或相鄰礦井間的各種貫通，以及由地面 向井下指定的地點(diǎn)開鑿小井或打鉆孔等等都需要井 上下采用統(tǒng)一系統(tǒng)。,二、聯(lián)系測(cè)量的目的和任務(wù)1、聯(lián)系測(cè)量的目的：使地面和井下測(cè)量控制網(wǎng)采用同一坐標(biāo)系統(tǒng)。2、 聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)：（1）確

3、定井下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角；（2）確定井下導(dǎo)線起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)x和y；（3）確定井下水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程H。,平面聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)： 將地面的已知平面坐標(biāo)和坐標(biāo)方位角傳遞到井下導(dǎo)線的起始點(diǎn)和起始邊上，使井上、下采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)。傳遞過(guò)程的主要誤差：坐標(biāo)方位角傳遞誤差。因此，平面聯(lián)系測(cè)量，又稱定向。衡量定向精度的標(biāo)準(zhǔn)：導(dǎo)線起始邊坐標(biāo)方位角的誤差。,第二節(jié) 平面聯(lián)系測(cè)量,平面聯(lián)系測(cè)量：將地面平面坐標(biāo)系統(tǒng)傳遞到井下的測(cè)量稱為

4、平面聯(lián)系測(cè)量，又稱礦井定向。,為什么將平面聯(lián)系測(cè)量又稱為定向？,礦井定向的種類,礦井定向概括來(lái)說(shuō)分為兩類：,,定向,幾何定向,,通過(guò)斜井或平硐,一井定向,兩井定向,,物理定向,精密磁性儀定向,投向儀定向,陀螺經(jīng)緯儀定向,在一個(gè)井筒內(nèi)懸掛兩根垂球線由地面向井下傳遞平面坐標(biāo)和方向的測(cè)量工作稱為一井定向 。,,一、一井定向,定向工作,（一）投點(diǎn)：在井筒內(nèi)懸掛垂球至定向水平。,,投點(diǎn)誤差,井筒內(nèi)飛流、滴水的因素,,投向誤差,減小投點(diǎn)誤差的方法？

5、檢查鋼絲是否自由懸掛的方法？,（二）連接,,連接方法：一般采用連接三角形法和瞄直法,1、連接三角形法,圖中三角形ABC和ABC′稱為連接三角形。為了提高定向的精度，在選擇井上、井下連接點(diǎn)C、C′時(shí)，應(yīng)使連接三角形△ABC和△ABC′滿足以下三個(gè)條件：,（1）點(diǎn)C與D及點(diǎn)C′與D′要彼此通視，且CD與C′D′ 的邊長(zhǎng)要大于20m；,(2) 三角形的銳角γ和γ′要小于2°；構(gòu)成最有利的 延伸三角形,(3

6、) a/c與b′/c′的值要盡量小一些，一般應(yīng)小于1.5 m。,1）連接三角形應(yīng)滿足的條件,2）連接三角形法的外業(yè),測(cè)角。井上、下水平角測(cè)量。井上測(cè)α、φ和γ井下測(cè)α′ φ′和γ′。,量邊。井上量取a、b、c三條邊的邊長(zhǎng)。，井下丈量c，b′和a′三條邊的邊長(zhǎng)。,3）連接三角形的解算,① 運(yùn)用正弦定理，解算出α，β，α′，β′,②檢查測(cè)量和計(jì)算成果,首先，連接三角形的三個(gè)內(nèi)角α、β、γ以及α′、β′、γ′的和均應(yīng)為180°。若有

7、少量殘差可平均分配到α、β或α′β′上。(角的檢驗(yàn)）,其次，井上丈量所得的兩鋼絲間的距離c丈與按余弦定理計(jì)算出的距離c計(jì)相差應(yīng)不大于2mm；,井下丈量所得的兩鋼絲間的距離c丈與計(jì)算出的距離c計(jì) 相差應(yīng)不大于4 mm。,若符合上述要求可在丈量的a、b、c以及a′、b′、c′中加入改正數(shù)Va，Vb，Vc及Va′，Ｖb′Ｖc′,③ 將井上、井下連接圖形視為一條導(dǎo)線，如D—C—A— B—C′—D′，按照導(dǎo)線的計(jì)算方法求出

8、井下起始點(diǎn)C′的 坐標(biāo)及井下起始邊C′D′的方位角 。,2、瞄直法,在連接三角形中，如使連接點(diǎn)C、C′位于AB延長(zhǎng)線上，即瞄直法。C、C′精確地設(shè)在AB延長(zhǎng)線上很困難，所以精度相對(duì)很低。適用小型煤礦。,二、兩井定向,1.概述,當(dāng)?shù)V井有兩個(gè)豎井，且在定向水平有巷道相通、并能進(jìn)行測(cè)量時(shí)，就可采用兩井定向。,兩井定向是在兩個(gè)井筒內(nèi)各用重球懸掛一根鋼絲，通過(guò)地面和井下導(dǎo)線將它們連接起來(lái)，從而把地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的平面坐標(biāo)和方向傳遞到井下。,兩井

9、定向的外業(yè)測(cè)量與一井定向類似，也包括投點(diǎn)、連接、內(nèi)業(yè)計(jì)算。,兩井定向的示意圖,（一）兩井定向的外業(yè)測(cè)量工作,1、投點(diǎn),兩個(gè)井筒中各懸掛一根垂球線A和B，投點(diǎn)設(shè)備和方法同一井定向。,2、連接,1）地面連接測(cè)量,目的是測(cè)定兩個(gè)垂球線A、B的平面坐標(biāo)，由坐標(biāo)算出兩垂球線的方位角。,導(dǎo)線可采用一級(jí)或二級(jí)導(dǎo)線,2)井下連接測(cè)量,在定向水平上，連接兩垂球線，測(cè)設(shè)導(dǎo)線A′—1—2—3—4—B′。,導(dǎo)線可以采用7″或15″基本控制導(dǎo)線。,（二）井定向的

10、內(nèi)業(yè)計(jì)算,兩井定向的井上下連接,按照導(dǎo)線的計(jì)算方法，計(jì)算出地面兩鋼絲點(diǎn)A、B的坐標(biāo)(xＡ，yＡ)、（xＢ，yＢ）；,,,c2=（xB—xA）2+(y B—y A)2,（2） 根據(jù)假定坐標(biāo)系統(tǒng)計(jì)算井下連接導(dǎo)線,以井下導(dǎo)線起始邊A′1為x′軸，A ′點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立假定坐標(biāo)系，設(shè)B點(diǎn)的假定坐標(biāo)為(xＢ′，yＢ′)；計(jì)算井下導(dǎo)線各連接點(diǎn)在此假定坐標(biāo)系中的平面坐標(biāo)及A ′B ′之間的距離。,c′ 2= xB ′2+ y B ′2,（1）根據(jù)地面

11、連接測(cè)量的成果，計(jì)算兩垂球連線的方位角及長(zhǎng)度。,3、測(cè)量的計(jì)算和檢驗(yàn),用比較井上與井下算得的兩垂球線間距離c和c′進(jìn)行檢查，由于兩垂球的向地心性，差值,Δc=c-( c′+H *c/R),4 、按地面坐標(biāo)系統(tǒng)計(jì)算井下導(dǎo)線各邊的方位角及各點(diǎn)的坐標(biāo),αA1＝αAB－α′AB= Δ α,若Δ α為負(fù)數(shù)則應(yīng)加360°,其他邊的方位角為αi=Δα+αi′,式中αi′—該邊在假定坐標(biāo)系中的假定方位角,根據(jù)A點(diǎn)的坐標(biāo)(xA，yA）和計(jì)算出的

12、A1邊的方位角αA1，計(jì)算出井下導(dǎo)線各點(diǎn)在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)和方位角;最后算得垂球B的坐標(biāo)。,5、測(cè)量和計(jì)算的第二個(gè)正確性的檢驗(yàn),將井下連接導(dǎo)線按地面坐標(biāo)系統(tǒng)，由A算出B點(diǎn)的坐標(biāo)與按地面連接算得的B點(diǎn)坐標(biāo)的相對(duì)的閉合差符合井下所采用的連接導(dǎo)線的精度時(shí)，則井下連接導(dǎo)線的測(cè)量和計(jì)算正確，閉合差按與邊長(zhǎng)成比例分配（只對(duì)井下導(dǎo)線的坐標(biāo)加以改正） 。,6、兩井定向應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行兩次，其互差不得超過(guò)1′,兩井定向的優(yōu)點(diǎn)：由于兩井定向時(shí)，兩垂球線之間距

13、離增加，因而減少了投向誤差。,三、 陀螺經(jīng)緯儀定向,概述,陀螺定向是運(yùn)用陀螺經(jīng)緯儀直接測(cè)定井下未知邊的方位角。它克服了運(yùn)用幾何定向方法進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量時(shí)占用井筒時(shí)間長(zhǎng)、工作組織復(fù)雜等缺點(diǎn)，目前，已廣泛應(yīng)用于礦井聯(lián)系測(cè)量和控制井下導(dǎo)線方向誤差的積累。,陀螺經(jīng)緯儀的基本原理,陀螺經(jīng)緯儀是根據(jù)自由陀螺儀(在不受外力作用時(shí)，具有三個(gè)自由度的陀螺儀)的原理而制成的。自由陀螺儀具有以下兩個(gè)基本特性：,陀螺儀GP1-2A,第三節(jié) 高程聯(lián)系測(cè)量,高程聯(lián)系

14、測(cè)量又稱導(dǎo)入標(biāo)高，其目的是建立井上、井下統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。 導(dǎo)入高程的任務(wù)：將地面水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程傳遞到井下高程測(cè)量的起點(diǎn)，確定井下水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。 采用平硐或斜井開拓的礦井，高程聯(lián)系測(cè)量可采用水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量，將地面水準(zhǔn)點(diǎn)的高程傳遞到井下。 采用立井開拓的礦井，導(dǎo)入高程的實(shí)質(zhì)是丈量井筒深度。方法：鋼尺法、鋼絲法和光電測(cè)距法。,高程聯(lián)系測(cè)量：將地面高程系統(tǒng)傳遞到井下的測(cè)量稱為高程聯(lián)系測(cè)量簡(jiǎn)稱導(dǎo)入高程。,1、長(zhǎng)鋼尺導(dǎo)入高程,用長(zhǎng)

15、鋼尺導(dǎo)入高程,下放鋼尺，分別在A、B兩點(diǎn)所立水準(zhǔn)尺上讀取讀數(shù)a、b，然后將水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)鋼尺，在井上下同時(shí)讀取讀數(shù)準(zhǔn)儀m、n 。,同時(shí)測(cè)定井上下溫度t1、t2 。,根據(jù)上述測(cè)量數(shù)據(jù)，求得A、B兩點(diǎn)的高差為：,h=（m-n）+（b-a）+ΣΔL,目前國(guó)內(nèi)外使用的長(zhǎng)鋼尺有500m、800m、1000m等幾種。,施測(cè)方法：,其中ΣΔL 為鋼尺的總改正數(shù)。它包括尺長(zhǎng)、溫度、拉力和鋼尺自重等改正數(shù)。,導(dǎo)入高程需獨(dú)立進(jìn)行兩次 前后兩次之差不得超過(guò)l/8

16、000。,2、鋼絲法導(dǎo)入標(biāo)高,采用鋼絲法導(dǎo)入標(biāo)高時(shí)，首先應(yīng)在井筒中部懸掛一鋼絲，在井下端懸一重錘，使其處于自由懸掛狀態(tài),鋼絲導(dǎo)入高程,,3、光電測(cè)距儀導(dǎo)入標(biāo)高,運(yùn)用光電測(cè)距儀導(dǎo)入標(biāo)高，不僅精度高，而且縮短了井筒占用時(shí)間，因此是一種值得推廣的導(dǎo)入標(biāo)高方法。,光電測(cè)距儀導(dǎo)入高程,基本方法：在井口附近的地面上安置光電測(cè)距儀，在井口和井底的中部，分別安置反射鏡；井上的反射鏡與水平面成45°夾角，井下的反射鏡處于水平狀態(tài)；通過(guò)光電測(cè)距儀

17、分別測(cè)量出儀器中心至井上和井下反射鏡的距離L、S。,從而計(jì)算出井上與井下反射鏡中心間的鉛垂距離H：,H=S-L+ΔL,式中，ΔL為光電測(cè)距儀的總改正數(shù)。,然后，分別在井上、井下安置水準(zhǔn)儀。讀取立于E、A及F、B處水準(zhǔn)尺的讀數(shù)e、a和f、b,A、B之間的高差為：,h=H-（a-e）+b-f,B的高程HＢ：  HB＝HA-h,運(yùn)用光電測(cè)距儀導(dǎo)入標(biāo)高也要測(cè)量?jī)纱?，其互差也不?yīng)超過(guò)H/8000。,下課了。。。,追求,休息一會(huì)兒。。。,