井下測(cè)量論文

1、淺談井下測(cè)量的基本工作姓名： 摘 要 礦山測(cè)量是礦山建設(shè)與生產(chǎn)時(shí)期全部測(cè)量工作的總稱(chēng)。由于礦山測(cè)量工作涉及地面和井下，不僅要為礦山生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)，而且更要為安全生產(chǎn)提供信息。如何合理利用有限的礦山資源和保障安全生產(chǎn)，需要我們測(cè)量工作者對(duì)礦山測(cè)量研究的對(duì)象和任務(wù)，及其在礦山測(cè)量組織與施工上需要花大量的時(shí)間來(lái)探討與研究。關(guān)鍵詞：礦山井下測(cè)量、巷道中線、巷道腰線 目 錄 第一章 礦山測(cè)量概況1 第二章 井下測(cè)量主要工作 1 2.1 井下測(cè)量工作簡(jiǎn)介2 2.2 井下導(dǎo)線測(cè)量2 2.3 巷道中線的標(biāo)定及延伸巷道中線的標(biāo)定4 2.4 巷道腰線的標(biāo)定與延伸7 結(jié) 論10 第一章 礦山測(cè)量的概況礦山測(cè)量是礦山建

2、設(shè)與生產(chǎn)時(shí)期全部測(cè)量工作的總稱(chēng)。由于礦山測(cè)量工作涉及地面和井下，不僅要為礦山生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)，而且更要為安全生產(chǎn)提供信息。如何合理利用有限的礦山資源和保障安全生產(chǎn)，需要我們測(cè)量工作者對(duì)礦山測(cè)量研究的對(duì)象和任務(wù)，及其在礦山測(cè)量組織與施工上需要花大量的時(shí)間來(lái)探討與研究。由于礦山測(cè)量研究的對(duì)象和任務(wù)是對(duì)于礦山的井筒、巷道、采掘、工作面、臺(tái)階等的定位與描述。因此，它與地形測(cè)量相比，在測(cè)量對(duì)象、工作條件以及精度分布等方面具有不同的特點(diǎn)。礦山測(cè)量的對(duì)象與地形測(cè)量的對(duì)象在實(shí)質(zhì)上并無(wú)區(qū)別，因?yàn)槎际墙鉀Q點(diǎn)位的問(wèn)題。但是，地形測(cè)量的對(duì)象具有一定的相對(duì)穩(wěn)定性，而礦山測(cè)量的對(duì)象則在時(shí)間與空間上是不斷變化的，測(cè)量工作必然受

3、到時(shí)間與空間的限制。因此要求礦山測(cè)量工作必須跟隨采礦工程的發(fā)展而進(jìn)行。井下測(cè)量的空間是各種巷道與采掘場(chǎng)所，由于巷道狹窄，加之各種管道、車(chē)輛乃至行人、風(fēng)流等都在其中通過(guò)或活動(dòng)。因此，必然對(duì)測(cè)量工作產(chǎn)生干擾或阻礙。此外還有照明條件差，通視困難，因此要求在井下測(cè)量時(shí)，應(yīng)盡量避開(kāi)行人、車(chē)輛和管道，采用專(zhuān)門(mén)的照明設(shè)備和特殊的儀器工具，使之適應(yīng)這樣的工作條件。地面測(cè)量，由于空間開(kāi)闊，可以根據(jù)測(cè)量工作的原則，進(jìn)行一次全面布設(shè)控制網(wǎng)并進(jìn)行統(tǒng)一平差。這樣，測(cè)區(qū)各控制點(diǎn)的精度是基本相同的，同一比例尺圖的精度分布也是均勻的。而在井下測(cè)量，只能隨著采掘工程的進(jìn)展，從無(wú)到有，從小到大，逐漸延伸；所以測(cè)量精度的分布就不均

4、勻。 第二章 井下測(cè)量主要工作2.1井下測(cè)量工作簡(jiǎn)介井下測(cè)量的工作主要是負(fù)責(zé)巷道施工的掘進(jìn)工程、開(kāi)拓工程和貫通工程等1等。在井巷開(kāi)拓和采礦工程設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)巷道的起點(diǎn)、終點(diǎn)、方向、坡度、斷面規(guī)格等幾何要素，都有明確的規(guī)定和要求。巷道施工時(shí)的測(cè)量工作，就是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將其標(biāo)定在實(shí)地上，其中主要的測(cè)量工作就是給出巷道的中線和腰線。中線是巷道在水平面內(nèi)的方向線，通常標(biāo)設(shè)在巷道頂板上，用于指示巷道的掘進(jìn)方向。巷道腰線是巷道在豎直面內(nèi)的方向線，標(biāo)設(shè)在巷道兩幫上，用于控制巷道掘進(jìn)時(shí)的坡度。同一礦井的腰線高于軌面設(shè)計(jì)高程應(yīng)為一個(gè)定值。巷道施工測(cè)量是生產(chǎn)礦井的日常測(cè)量工作，它是在井下平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量的

5、基礎(chǔ)上進(jìn)行的，而且直接與生產(chǎn)（建設(shè)）聯(lián)系。所以在施工測(cè)量之前，應(yīng)該認(rèn)真、仔細(xì)審閱設(shè)計(jì)圖紙，了解巷道的性質(zhì)和用途，弄清新老巷道的幾何關(guān)系，以及設(shè)計(jì)巷道周?chē)牡刭|(zhì)條件，水、采空區(qū)等情況。必要時(shí)，應(yīng)該用解析法或圖解法檢查設(shè)計(jì)要素；然后才能到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)定。在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)給出中、腰線，隨時(shí)檢查并填繪礦圖。巷道施工測(cè)量直接關(guān)系著采礦工程的質(zhì)量，關(guān)系到施工人員及礦井的安全，礦山測(cè)量人員必須認(rèn)真、及時(shí)、細(xì)心地配合施工部門(mén)進(jìn)行工作。2.2井下導(dǎo)線測(cè)量 1、 選點(diǎn)和設(shè)點(diǎn)井下導(dǎo)線點(diǎn)一般設(shè)在巷道的頂板上。選點(diǎn)時(shí)至少兩人,在選定的點(diǎn)位上用礦燈或電筒目測(cè),確認(rèn)通視良好后即用我們準(zhǔn)備好的釘子、水泥做出標(biāo)志并用油漆

6、寫(xiě)出編號(hào)。在巷道交叉口和轉(zhuǎn)彎處必須設(shè)點(diǎn)，導(dǎo)線邊長(zhǎng)一般為3070m為宜。導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)置在便于安置儀器的地方，點(diǎn)位設(shè)置應(yīng)牢固，以免井下放炮震動(dòng)掉落。 2、 方法和施工 井下以往主要是使用經(jīng)緯儀測(cè)角、鋼尺量邊來(lái)進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量。隨著先進(jìn)測(cè)量?jī)x器的出現(xiàn) 測(cè)量工作也發(fā)生了很大的變化。目前全站儀在井下測(cè)量工作中已得到了廣泛的應(yīng)用。 井下測(cè)量的特點(diǎn)井下測(cè)量受環(huán)境的影響，與地面測(cè)量有很多不同之處，其主要特點(diǎn)是： (1)井下測(cè)量的主要對(duì)象是巷道，其主要任務(wù)是確定巷道、硐室及回采工作面的平面位置與高程 為煤礦建設(shè)與生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)與圖紙資料； (2)井下巷道測(cè)量的方式主要是導(dǎo)線測(cè)量，導(dǎo)線的布設(shè)形式一般有閉合導(dǎo)線、2符合導(dǎo)線和

7、支導(dǎo)線三種，但井下巷道施工測(cè)量中，一般以支導(dǎo)線為主，當(dāng)巷道貫通以后，進(jìn)行聯(lián)測(cè)時(shí)才可布設(shè)閉合導(dǎo)線或符合導(dǎo)線； (3)在巷道測(cè)量中，工作環(huán)境黑暗、潮濕、視野狹窄，行人、車(chē)輛較多，巷道內(nèi)又有各種管線障礙，這些因素都會(huì)對(duì)測(cè)量工作帶來(lái)一定的影響； (4)井下巷道測(cè)量對(duì)精度要求很高，在井下平面控制測(cè)量及井下巷道貫通測(cè)量中，導(dǎo)線測(cè)量精度的高低將對(duì)確定新老巷道及采空區(qū)之間的關(guān)系、巷道的貫通等產(chǎn)生直接影響，在煤礦的安全生產(chǎn)及搶險(xiǎn)救災(zāi)工作中也起著重要作用； (5)井下導(dǎo)線測(cè)量方法一般采用“后前前后”的測(cè)量方法，導(dǎo)線點(diǎn)一般都布設(shè)在巷道頂板上，對(duì)點(diǎn)號(hào)吊掛線繩進(jìn)行對(duì)中測(cè)量。 導(dǎo)線測(cè)量所用到的工具是：全站儀，腳架、對(duì)講機(jī)

8、、棱鏡、3米的鋼卷尺、油漆、礦燈。根據(jù)所給的已知坐標(biāo)、高程開(kāi)始導(dǎo)線測(cè)量，采用全站儀進(jìn)行測(cè)角和量邊。每次建立新導(dǎo)線點(diǎn)時(shí)，都必須檢測(cè)前一個(gè)“舊點(diǎn)”確認(rèn)沒(méi)有發(fā)生位移后，才可以發(fā)展新點(diǎn)。 將全站儀安置在起始點(diǎn)(如b點(diǎn))，掛上垂球線，然后進(jìn)行點(diǎn)上對(duì)中和整平并量取儀器高(從頂板測(cè)點(diǎn)往下量至儀器橫軸中心)并初始化設(shè)置各參數(shù)。分別將后視點(diǎn)，前視點(diǎn)掛上棱鏡，量取覘標(biāo)高(從頂板測(cè)點(diǎn)往下 量至棱鏡標(biāo)志處)和棱鏡至底板的距離。因?yàn)榫聴l件惡劣，光線很暗再加上悶熱水氣很重使得儀器濕氣很重所以必須將儀器的目鏡、物鏡上的水氣擦干凈，才可以開(kāi)始測(cè)量以免發(fā)生很大的誤差。然后將所量的儀器高，棱鏡高，已知坐標(biāo)點(diǎn)高程輸入儀器中開(kāi)始測(cè)

9、量，先照準(zhǔn)后視棱鏡的中心點(diǎn)，負(fù)責(zé)后視的人員要用礦燈照準(zhǔn)棱鏡上端的麻繩，以便觀測(cè)人員照準(zhǔn)棱鏡中心，測(cè)完后視，然后再看前視。也是用同樣的方法。然后將所測(cè)出的數(shù)據(jù)報(bào)給記錄人員，記錄人員必須回報(bào)聽(tīng)到的數(shù)據(jù)兩個(gè)人相互核對(duì)沒(méi)有錯(cuò)誤再記錄在記錄本上以免發(fā)生不該的錯(cuò)誤。 3、 內(nèi)業(yè)處理 合格之后從井下回到辦公室后開(kāi)始整理所測(cè)的數(shù)據(jù)。首先將這次所測(cè)的中段數(shù)據(jù)本從數(shù)據(jù)庫(kù)取出來(lái)，因?yàn)槊看螠y(cè)完后就要將數(shù)據(jù)抄上去防止丟失。這是必須得程序。因?yàn)槲覀兯鶞y(cè)的數(shù)據(jù)不要算的，測(cè)出來(lái)就有坐標(biāo)、高程、高差、方位角、平距、斜距、垂直角。所以只要將儀器中的數(shù)據(jù)直接抄在中段數(shù)據(jù)本上，首先我們將儀器中的數(shù)據(jù)一一抄在數(shù)據(jù)本上，數(shù)據(jù)必須抄的清清

10、楚楚不能有涂改的字3跡，抄數(shù)據(jù)的人要認(rèn)認(rèn)真真的抄寫(xiě)不能抄錯(cuò)一個(gè)數(shù)字、一個(gè)符號(hào)。數(shù)據(jù)從儀器中抄完之后，要和我們這次在井下記錄的數(shù)據(jù)核對(duì)，核對(duì)時(shí)要一個(gè)一個(gè)數(shù)字的核對(duì)要保證和儀器中抄出的數(shù)據(jù)一樣，核對(duì)完后簽上今天的日期，測(cè)量者、計(jì)算者、復(fù)算者。最后一項(xiàng)繪圖，是將今天所測(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)號(hào)一一繪在1:500中段圖紙上根據(jù)x縱坐標(biāo)、y橫坐標(biāo)，方位角所測(cè)的大概巷道的方向展出來(lái)，檢查方向是否正確就可以了內(nèi)業(yè)久處理完了。2.3巷道中線的標(biāo)定及延伸巷道中線的標(biāo)定1內(nèi)容與要求：(1)標(biāo)定直線巷道的方向并延伸中線。(2)在井下巷道內(nèi)根據(jù)圖紙的設(shè)計(jì)要求，用全站儀（或經(jīng)緯儀）標(biāo)定新開(kāi)巷道的位置和掘進(jìn)方向，標(biāo)定巷道中線。(3)根

11、據(jù)已知中線點(diǎn)，延長(zhǎng)巷道中線。 2方法和步驟1)巷道開(kāi)切位置、方向的標(biāo)定首先熟悉圖紙，了解設(shè)計(jì)巷道與其他巷道的幾何關(guān)系，檢查圖上給定數(shù)據(jù)。(1)計(jì)算標(biāo)定數(shù)據(jù)。 設(shè)計(jì)巷道中線的坐標(biāo)方位角； 設(shè)計(jì)巷道的起點(diǎn)坐標(biāo)；導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)。4(2)標(biāo)定巷道的開(kāi)切地點(diǎn)和掘進(jìn)方向。、通過(guò)對(duì)中整平將全站儀安設(shè)于已知坐標(biāo)點(diǎn)。、同方法將棱鏡安設(shè)于已知后視點(diǎn)。、確認(rèn)儀器已經(jīng)整平對(duì)中的前提下打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)（power鍵），然后按進(jìn)入菜單并進(jìn)入數(shù)據(jù)測(cè)量。、輸入測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)、儀高（注：點(diǎn)下輸負(fù)值，點(diǎn)上輸正值），然后照準(zhǔn)后視點(diǎn)，輸入后視點(diǎn)坐標(biāo)、鏡高。、進(jìn)入坐標(biāo)效驗(yàn)測(cè)量，在兩點(diǎn)間坐標(biāo)效驗(yàn)準(zhǔn)確后，得知真實(shí)坐標(biāo)和方位角。、然后進(jìn)入菜單內(nèi)放樣工具

12、下，輸入方樣放點(diǎn)坐標(biāo)，鏡高（儀器上將顯示角度差和高差，鏡高可用對(duì)中桿加棱鏡來(lái)確定）。、打開(kāi)全站儀激光，扭動(dòng)全站儀直到hr為0°00時(shí)即為設(shè)計(jì)方位角，然后將棱鏡置于激光上測(cè)出兩點(diǎn)間距離，測(cè)距后儀器顯示（+或-）根據(jù)儀器顯示前后移動(dòng)棱鏡至hd為0時(shí)即確定位置。用鋼釘在底板確定位置處標(biāo)定點(diǎn)，然后再用無(wú)棱鏡模式測(cè)量hr和hd，在兩次測(cè)定均正確的情況下，在底板標(biāo)定中線點(diǎn)的位置上架設(shè)棱鏡。再棱鏡架設(shè)完成，確保其整平對(duì)中的情況下測(cè)量放樣點(diǎn)坐標(biāo)，再均正確（誤差在允許范圍內(nèi)時(shí)），將全站儀水平制動(dòng)固定，然后上下扭動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡焦距進(jìn)行頂板中線點(diǎn)的布設(shè)。注：在進(jìn)行中線放樣時(shí)也可以不以坐標(biāo)放樣，可以用

13、方位角方樣的方法進(jìn)行放樣，此方法精度無(wú)坐標(biāo)點(diǎn)方法高，礦平時(shí)一般不采用。方法同上。 新開(kāi)掘的巷道掘進(jìn)69 m后，應(yīng)正式標(biāo)出一組中線點(diǎn)，每組中線點(diǎn)不得少于3個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)間距離不得小于2 m。5(1) 檢查放樣點(diǎn)（a）是否有位移或破壞。(2) 經(jīng)檢查認(rèn)為無(wú)位移后，將儀器安置在a點(diǎn)，用盤(pán)左照準(zhǔn)后視點(diǎn)，在水平度盤(pán)轉(zhuǎn)出角值，在巷道頂板上距工作面5 -9m左右給出1、2點(diǎn)，則1、2點(diǎn)即為巷道中線點(diǎn)。(3) 然后在2點(diǎn)掛垂球，用一個(gè)測(cè)回實(shí)測(cè)1、2點(diǎn)，用以檢查角是否正確。(4) 經(jīng)檢查角無(wú)誤后， a、1、2三點(diǎn)即為一組中線點(diǎn)，在三點(diǎn)上掛上繩線。 一組中線點(diǎn)，可以指示巷道掘進(jìn)3040 m。隨著巷道的掘進(jìn)，巷道中線要向

14、前延伸才能制導(dǎo)巷道的掘進(jìn)。(1)首先檢查原中線點(diǎn)是否有移動(dòng)，如b組中線點(diǎn)b、1、2是否在一條直線上。若其中有三點(diǎn)在一條直線上，便使用這三個(gè)點(diǎn)延伸。(2)經(jīng)檢查認(rèn)為無(wú)誤后將儀器安置在b點(diǎn)，用盤(pán)左及盤(pán)右后視a點(diǎn)，轉(zhuǎn)180°沿視準(zhǔn)軸方向定出一點(diǎn)，取其中間點(diǎn)c為新中線點(diǎn)。(3)用儀器瞄準(zhǔn)c點(diǎn)，再于此方向上定出1、2點(diǎn)。則c、1、2三點(diǎn)即為延伸的一組巷道中線點(diǎn)。(4)在各組中線點(diǎn)中選出一點(diǎn)作為導(dǎo)線點(diǎn)，如a、b、c等點(diǎn)，以備進(jìn)行采區(qū)導(dǎo)線測(cè)量時(shí)檢查中線的正確性。3注意事項(xiàng)(1)巷道中線是控制巷道水平方向的重要指向線，因此標(biāo)定時(shí)一定要細(xì)心，要做檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正，不因其簡(jiǎn)單而輕視。(2)中線點(diǎn)要

15、選在不易被爆破時(shí)巖塊沖擊的地方，而且?guī)r石一定要堅(jiān)固，若設(shè)在棚梁上，更要注意棚梁的穩(wěn)固性。62.4 巷道腰線的標(biāo)定與延伸一、用水準(zhǔn)儀標(biāo)定平巷腰線  所謂平巷，并非絕對(duì)水平的巷道，一般情況下，坡度小于8的巷道，均視為水平巷道。在主要水平巷道中，常常都是用水準(zhǔn)儀來(lái)標(biāo)定腰線。 標(biāo)定方法如下圖2-1所示：圖 2-1    根據(jù)已知腰線點(diǎn)和設(shè)計(jì)坡度，計(jì)算下一個(gè)腰線點(diǎn)b與已知腰線點(diǎn)a間的高差hab： hab×i  式中  l-a、b間的水平距離；i-巷道的設(shè)計(jì)坡度。    在a、b中間安置水準(zhǔn)儀，用皮尺丈量a

16、、b間的水平距離，按上式計(jì)算出h。 b=a+hab   二、用經(jīng)緯儀標(biāo)定斜巷腰線   1、中線點(diǎn)兼作腰線點(diǎn)的標(biāo)設(shè)法（如下圖2-2所示）7圖 2-2在中線點(diǎn)的垂球線上作出腰線的標(biāo)志。同時(shí)量腰線標(biāo)志到中線點(diǎn)的距離，以便隨時(shí)根據(jù)中線點(diǎn)恢復(fù)腰線的位置。經(jīng)緯儀架設(shè)于3點(diǎn)，量?jī)x器高i，用正鏡瞄準(zhǔn)中線，使豎盤(pán)讀數(shù)對(duì)準(zhǔn)巷道設(shè)計(jì)的傾角。已知中線點(diǎn)3到腰線位置的垂距a3，則儀器視線到腰線點(diǎn)的垂距b為： b=i-a3     b值為正時(shí)，腰線在視線之上，b值為負(fù)時(shí)，在視線之下。從三個(gè)垂球線上標(biāo)出的 視線記號(hào)起，根據(jù)b的符號(hào)用小鋼尺向上或向下量取長(zhǎng)度b，即可

17、得腰線點(diǎn)位置。 2、偽傾角標(biāo)設(shè)法 空間一個(gè)傾斜面的真傾角(即它與水平面間所夾二面角)是指在垂直于其與水平面的交線的豎直面內(nèi)的投影與水平線的夾角。 在與其 交線斜交的豎直面內(nèi)的投影與水平線間的夾角則稱(chēng)為偽傾角。 如下圖2-3所示：為傾斜面cdef 的真傾角，則為其偽傾角。真傾角永遠(yuǎn)大于偽傾角。 圖 2-3（a）8圖 2-3（b） 用偽傾角法來(lái)標(biāo)定腰線的原理是：  由于設(shè)計(jì)巷道時(shí)僅給出了真傾角，而腰線是標(biāo)定在巷道兩 幫上的，經(jīng)緯儀又只能安置在巷道中部，因此，只能根據(jù)真傾角與偽傾角間的關(guān)系，按偽傾角來(lái)標(biāo)定腰線。 由圖得：tan =cos ·tan  根據(jù)真傾角和兩個(gè)豎直面間所夾的水平角，計(jì)算出偽傾角 ，從而標(biāo)定腰線點(diǎn)的位置。  實(shí)地標(biāo)設(shè)時(shí)，將經(jīng)緯儀安置在中線點(diǎn)b下，后視中線點(diǎn)a，瞄準(zhǔn)a點(diǎn)附近的腰線點(diǎn)1，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)即水平角。按偽傾角與真傾角間的關(guān)系式，計(jì)算出偽傾角1。并將望遠(yuǎn)鏡豎盤(pán)位置準(zhǔn)確調(diào)至豎直角1。     在1點(diǎn)上或下作一記號(hào)，用小鋼尺量取腰線點(diǎn)1至記號(hào)的垂直距離b。然后，將望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)前面一個(gè)中線點(diǎn)c，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)，再轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)欲標(biāo)設(shè)的