工程測量測繪論文

1、 . PAGE40 / NUMPAGES44職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書畢業(yè)生：專業(yè)：工程測量技術學號：指導教師所屬系（部）：資源系二一年五月職業(yè)技術學院畢業(yè)設計評閱書題目：同煤集團燕子山礦井下貫通測量資源系工程測量技術專業(yè)設計時間：2010 年3月15日2010 年5月15日評閱意見：成績：指導教師：（簽字）職務：201年月日職業(yè)技術學院畢業(yè)設計答辯記錄卡資源系工程測量技術專業(yè)答辯容問題摘要評議情況記錄員：（簽名）成績評定指導教師評定成績答辯組評定成績綜合成績注：評定成績?yōu)?00分制，指導教師為30%，答辯組為70%。專業(yè)答辯組組長：（簽名） 201年月日目 錄 TOC o 1-3 h z u

2、 HYPERLINK l _Toc261617796摘要 PAGEREF _Toc261617796 h 2HYPERLINK l _Toc261617797Abstract PAGEREF _Toc261617797 h 2HYPERLINK l _Toc261617798前言 PAGEREF _Toc261617798 h 4HYPERLINK l _Toc2616177991 貫通基本概況 PAGEREF _Toc261617799 h 4HYPERLINK l _Toc2616178001.1 貫通巷道概況 PAGEREF _Toc261617800 h 5HYPERLINK l _T

3、oc2616178011.2貫通允許誤差參數(shù)確定 PAGEREF _Toc261617801 h 5HYPERLINK l _Toc2616178022 貫通測量方案設計與精度分析 PAGEREF _Toc261617802 h 6HYPERLINK l _Toc2616178032.1 平面測量方案設計 PAGEREF _Toc261617803 h 6HYPERLINK l _Toc2616178042.1.1 近井點的布設方案 PAGEREF _Toc261617804 h 6HYPERLINK l _Toc2616178052.1.2定向測量方案 PAGEREF _Toc2616178

4、05 h 8HYPERLINK l _Toc2616178062.1.3井下基本控制導線 PAGEREF _Toc261617806 h 13HYPERLINK l _Toc2616178072.2 高程測量方案設計 PAGEREF _Toc261617807 h 15HYPERLINK l _Toc2616178082.2.1 井口水準基點的建立方案 PAGEREF _Toc261617808 h 15HYPERLINK l _Toc2616178092.2.2 立井導入標高測量方案 PAGEREF _Toc261617809 h 16HYPERLINK l _Toc2616178102.2

5、.3 井下水準測量方案 PAGEREF _Toc261617810 h 17HYPERLINK l _Toc2616178113 貫通測量方案選擇與誤差預計 PAGEREF _Toc261617811 h 19HYPERLINK l _Toc2616178123.1 方案選擇 PAGEREF _Toc261617812 h 20HYPERLINK l _Toc2616178133.1.1 近井網方案的選擇 PAGEREF _Toc261617813 h 20HYPERLINK l _Toc2616178143.1.2 定向方案的選擇 PAGEREF _Toc261617814 h 20HYPE

6、RLINK l _Toc2616178153.1.3 井下基本控制導線的選擇 PAGEREF _Toc261617815 h 20HYPERLINK l _Toc2616178163.1.4 高程測量的方案選擇 PAGEREF _Toc261617816 h 20HYPERLINK l _Toc2616178173.2 誤差預計 PAGEREF _Toc261617817 h 21HYPERLINK l _Toc2616178183.2.1 貫通相遇點K在水平重要方向的誤差預計 PAGEREF _Toc261617818 h 21HYPERLINK l _Toc2616178193.2.2 貫

7、通相遇點K在豎直方向的誤差預計 PAGEREF _Toc261617819 h 22HYPERLINK l _Toc2616178204 貫通測量的技術路線 PAGEREF _Toc261617820 h 23HYPERLINK l _Toc2616178214.1 實施貫通測量方案步驟 PAGEREF _Toc261617821 h 23HYPERLINK l _Toc2616178224.2平面測量 PAGEREF _Toc261617822 h 24HYPERLINK l _Toc2616178234.2.1近井點的建立 PAGEREF _Toc261617823 h 24HYPERLI

8、NK l _Toc2616178244.2.2定向測量 PAGEREF _Toc261617824 h 25HYPERLINK l _Toc2616178254.2.3井下導線測量 PAGEREF _Toc261617825 h 30HYPERLINK l _Toc2616178264.3 高程測量 PAGEREF _Toc261617826 h 31HYPERLINK l _Toc2616178274.3.1 地面水準測量 PAGEREF _Toc261617827 h 31HYPERLINK l _Toc2616178284.3.2導入高程測量 PAGEREF _Toc261617828

9、h 31HYPERLINK l _Toc2616178294.3.3 井下水準測量 PAGEREF _Toc261617829 h 32HYPERLINK l _Toc2616178304.4 貫通測量的技術路線中應注意的問題 PAGEREF _Toc261617830 h 34HYPERLINK l _Toc2616178315 測繪新技術應用 PAGEREF _Toc261617831 h 35HYPERLINK l _Toc2616178325.1 用有限元法進行測邊網平差 PAGEREF _Toc261617832 h 35HYPERLINK l _Toc2616178335.1.1

10、有限元法 PAGEREF _Toc261617833 h 35HYPERLINK l _Toc2616178345.1.2 業(yè)計算 PAGEREF _Toc261617834 h 36HYPERLINK l _Toc2616178355.2 礦山開采沉陷 PAGEREF _Toc261617835 h 37HYPERLINK l _Toc2616178366 結束語 PAGEREF _Toc261617836 h 37HYPERLINK l _Toc2616178376.1 貫通測量設計方案總結 PAGEREF _Toc261617837 h 37HYPERLINK l _Toc2616178

11、386.2 體會 PAGEREF _Toc261617838 h 38HYPERLINK l _Toc2616178396.3 井下儀器對中存在的問題分析 PAGEREF _Toc261617839 h 39HYPERLINK l _Toc261617840致 PAGEREF _Toc261617840 h 41HYPERLINK l _Toc261617841參考文獻 PAGEREF _Toc261617841 h 42摘要近年來，隨著井巷掘進技術的不斷發(fā)展，我國礦山的千米豎井、距離超過5 km的井巷貫通工程已屢見不鮮，如何提高貫通精度滿足工程需要已成為礦山測量技術的重要課題。文中介紹了燕子

12、山煤礦-350m水平大巷貫通測量，其重點是方案設計中的誤差預計，它是貫通測量工作的藍圖。方案中采用了一井定向，為了減小測角誤差對經緯儀導線點位誤差的影響還采用了陀螺儀定向。量邊采用了鋼尺量邊和電子測距儀量邊。對貫通測量進行了誤差預計，預計的結果完全滿足工程要求。最后對兩個方案進行了綜合比較，選擇較佳方案一作為燕子山煤礦-350m水平大巷貫通方案。貫通測量在礦山測量中的成功應用，為有關單位提供了有益嘗試。從礦井貫通工程測量中總結出的實踐經驗，給類似的貫通測量工程以啟示。 關鍵詞：貫通測量；誤差預計；方案評定；方案選擇AbstractIn recent years, With the develo

13、pment of shaft excavation technology , there are many breakthroughs in Chinese mine shaft kilometers and a distance of more than five kilometer of roadway , and how to improve the accuracy of linking the project to meet the need has become a major task of mine surveying technology. Thispaper introdu

14、ces the -350level roadway through measurement of North Coal jiudaoling Mine , It focuses on the error evaluation of the design, It is the blueprint of the through measurement , in the program it used a directional wells and two directional wells , In order to reduce the degree that angle measurement

15、 error influent theodolite Traverse point error , it also affected the use of the directional gyroscope . Volume used the volume of steel ruler measuring side edges and electronic rangefinders edge. error of the through measurement is being expected, and the results are expected to fully meet the en

16、gineering requirements. Finally,the two plan for the comprehensive comparison and choose a better program as a -350 level roadway through measurement of North Coal jiudaoling Mine linking program.The successful application in the Mine Surveying provided a useful attempt for the units. The experience

17、s which summed up from the practical measurement in mine through also give inspiration to the similar projects.Key words: through survey ; error expected; program evaluation; program 前 言我國煤炭行業(yè)對我國的經濟發(fā)展起到越來越來重要的作用。煤炭是我國應急和社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。在礦山中最大的工程即是井巷貫通。在貫通中要保證各掘進面均沿著設計位置與方位掘進，使貫通后接合處的偏差不超限，避免對采礦生產造成嚴重的影響

18、。如果貫通測量過程中發(fā)生錯誤未能貫通或接合處的偏差值超限都將影響井巷質量，甚至造成井巷報廢人員傷亡等嚴重后果。在經濟上和時間上給國家和企業(yè)造成很大的損失。為此測量人員有必要將貫通設計有關的理論掌握。我國的能源資源中，煤炭資源最為豐富。據1997年完成的全國第三次煤炭資源預測與評價，2000m深度的煤炭總資源為5.57億萬t，1000m深度為2.86萬億t截止1996年末，全國累計保有儲量為10024.9億t，探明儲量為6044億t。2000年煤炭在一次資源結構中所占比重達67，在國民經濟發(fā)展中占有十分重要的地位。在開采方式上，中國井工作業(yè)的煤礦占95，井深平均在-400m以下，與世界各產煤國家

19、相比，不但煤系、地層構造復雜，而且礦井事故多發(fā)。煤礦生產安全歷來為我黨和國家所重視，新中國成立以來，經過煤炭戰(zhàn)線各級領導、工程技術人員和廣大職工幾十年的艱苦努力，全國煤礦生產狀況與解放前相比發(fā)生了根本性的變化。黨的十一屆三中全會以來，我國煤礦迎來了科技的春天，特別是近十幾年來，全國煤礦堅決貫徹“安全第一，預防為主，綜合治理，總體推進”的指導思想，向安全、高效、潔凈、環(huán)保、機械化、自動化方向迅速發(fā)展，煤炭工業(yè)在生產、建設、科研、教育等方面都積累了豐富的經驗，一些領域的科技接近或達到國際先進水平。為了系統(tǒng)地總結我國煤炭科技近二十年來取得的研究成果，推動煤礦生產技術水平和管理水平的提高。1 貫通基本

20、概況本章重點在于對貫通的基本特征進行描述，了解其特點與發(fā)生條件并確定貫通巷道施工方式，進一步確定施工時的允許誤差參數(shù)。1.1 貫通巷道概況為了解決燕子山礦深部煤層的開采，改善通風條件，將燕子山礦新副井和東風井合并為一對新立井提升，解決開鑿燕子山礦-350m總回風大巷（圖4-1）。為加快該工程進度采取兩井同時以全斷面相向掘進的施工方法。 貫通測量路線井下符合長度為2542m，其中新副井和東風井為開鑿的新井尚未掘進，根據兩井的掘進速度決定在東風井距離k點1538m處相遇貫通。施工巷道所在巖層地質情況比較簡單，圍巖穩(wěn)定，地壓不大，支護方式一律采用噴漿。巷道掘進施工為風動式開鑿圍巖機打眼，鏟斗式裝巖機

21、裝車運輸。 兩井深至-350m水平為600m，貫通巷道邊坡度為5，巷道斷面一般寬為3.5 m，拱高2.5 m。圖1-1 -350m總回風大巷1.2貫通允許誤差參數(shù)確定本礦區(qū)各項測量的誤差參數(shù)均根據煤炭測量規(guī)程中的限差規(guī)定求得。1）地面導線的測角誤差：根據規(guī)程得測角中誤差：=2）地面量邊誤差：按NTS-202全站儀的測距標稱精度=（5+5ppm）mm3）井下導線測角誤差：根據規(guī)程得級井下基本控制導線測角中誤差=。根據規(guī)程得級井下基本控制導線測角中誤差=4）井下導線量邊誤差：根據Red mini2型測距儀的標稱精度=（5+5ppm）mm5）地面水準測量誤差：按照規(guī)程限差求算四等水準測量每千米的高差

22、中誤差=7mm。6）導入高程誤差：按照規(guī)程限差求得一次導入高程的中誤差：7）井下水準測量誤差：根據規(guī)程求得每百米的高差中誤差：8）井下三角高程測量誤差：根據規(guī)程反算求得每千米的高差中誤差為=50mm。2 貫通測量方案設計與精度分析本章將在前一章的基礎上 ，進一步分析礦山貫通兩種方案的布設與其精度分析，并對地面的控制網進行精度評定，井下導線角度平差，進而對礦山貫通工作程序簡單的了解。2.1 平面測量方案設計2.1.1 近井點的布設方案 平面貫通測量允許誤差為0.5m，則其中誤差為0.25m。該項中主要來自近井點誤差、定向誤差、井下導線誤差。近井點應埋設在便于觀測、保存，不受開采影響且便于向井口布

23、設連接導線的地點。1）GPS網設計為了保證GPS觀測效果的可靠性，有效的發(fā)現(xiàn)觀測成果中的粗差.必須使GPS網中的獨立邊構成一定的幾何圖形。常規(guī)測量中對圖形設計事 一項非常重要的工作。而在GPS網圖形設計時因GPS同步觀測不要求通視，所以其圖形設計具有較大的靈活性。GPS網圖形設計主要取于用戶的要求，經費，時間，人力以與所投入接受機的類型.數(shù)量和后勤保障條件等。為保證GPS網圖形精度，應以兩個高級點為基礎，保證精度的前提下根據本礦區(qū)實際情況，以A .B兩個高級點為基礎，采用邊連式的圖形。精度估算如下：（2-1）其中，近井點之間邊長誤差。（2-2）其中，固定誤差；b比例誤差；S邊與貫通重要方向之間

24、夾角。2）光電測距精密附合導線光電測距儀是一種光機電結合于一體的測距裝置，是測繪儀器中發(fā)展比較迅速的一類新型儀器，它的出現(xiàn)使精密測距工作發(fā)生了變革隨著我國煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的迅速發(fā)展，光電測距技術在煤礦測量工作中得到越來越重要的作用。繪制比例尺為1：2000的誤差預計圖，在圖上根據商定的貫通相遇點K點，過K點作軸和軸（軸沿待貫通的水平大巷中心線方向，軸與軸垂直），并在圖上標出設計導線點的位置。精度估算如下： 測角誤差：（2-3）其中，地面導線測角中誤差；K與各導線點連線在y軸上的投影平方和而得。 量邊誤差：（2-4）其中，測距中誤差；固定誤差；比例誤差；距離值。= 3 * GB2 導線總誤差： 2

25、.1.2定向測量方案1）一井幾何定向兩風井采用一井幾何定向，在兩井各下兩根鋼絲如，頂中盤法擺動投點在井底選一結點后視近井點。觀測兩鋼絲，地面以導線施測連接導線，井下布設導線連接。風井：采用一井定向，兩鋼絲間距3.0m。一井定向采用連接三角法，在井筒掛兩根垂球線，采用垂球線單重穩(wěn)定投點法。一井定向的連接方法為：連接三角形法的示意圖如（圖2-2）所示，由于不能在垂球線A、B點安設儀器，因此選定井上下的連接點12與，從而在井上下形成了以AB為公共邊三角形AB12和AB，一般把這樣的三角形稱為連接三角形。從井上下連接三角行的平面投影可看出，當已知11點的坐標與11-12邊的方位角和地面三角形各角與邊長

26、時，便可按導線測量計算法，算出A、B在地面坐標系統(tǒng)中的坐標與連線的方位角。同樣，已知A、B的坐標與其連線的方位角和井下三角形各要素時，再測定連接角，就能計算出導線邊起始邊-的方位角與點的坐標。風井：采用一井定向，兩鋼絲間距3.0m。一井定向采用連接三角法，在井筒掛兩根垂球線，采用垂球線單重穩(wěn)定投點法。一井定向的連接方法為：連接三角形法的示意圖如（圖2-2）所示，由于不能在垂球線A、B點安設儀器，因此選定井上下的連接點12與，從而在井上下形成了以AB為公共邊三角形AB12和AB，一般把這樣的三角形稱為連接三角形。從井上下連接三角行的平面投影可看出，當已知11點的坐標與11-12邊的方位角和地面三

27、角形各角與邊長時，便可按導線測量計算法，算出A、B在地面坐標系統(tǒng)中的坐標與連線的方位角。同樣，已知A、B的坐標與其連線的方位角和井下三角形各要素時，再測定連接角，就能計算出導線邊起始邊-的方位角與點的坐標。圖2-2三角形示意圖在選擇井上下連接點12與時，應滿足下列要求：A點12與11與點與應彼此通視，且12-11和-的長度應該盡量大于20m.當12-11邊小于20m時，在12點進行水平角觀測，其儀器必須對中三次，每次對中應將照準部（或者基座）位置變換120；B 點12與應該盡可能地設在AB延長，使三角形銳角應小于2，這樣邊構成最有利的延伸三角形；C 點12和應適當?shù)乜拷罱拇骨蚓€，地面為B，

28、井下為A，使a/c與b/c之值盡量小些。一井定向中投點誤差影響比較大,所以應采取一定的措施來減小投點誤差的影響，其措施有：A 盡量增加兩垂球間的距離，并選擇合理的垂球線位置，盡量使兩垂球線連線方向與氣流方向一致，這樣盡管沿氣流方向的垂球線偏差可能很大，但是最危險的方向即垂直與兩垂球線連線方向的偏斜卻不大，從而可以減小投向誤差；B 盡量減小馬頭門處氣流對垂球線的影響，定向時最好停止風機運轉或增設風門，以減小風速；C 采用小半徑、高強度的鋼絲，適當加大垂球重量，并將垂球浸入穩(wěn)定液中；D 減少滴水對垂球線與垂球的影響，在淋水大的井筒，必須采取擋水措施，并在大水桶上加擋水蓋。其中一井定向的工作組織包括

29、：A準備工作選擇連接方案，做出技術設計；定向設備與用具的準備；檢查定向設備與檢驗儀器；預先安裝某些投點設備和將所需用具設備等送至定向井口和井下；確定井上下的負責人，統(tǒng)一負責指揮和聯(lián)絡工作。B 制定地面的工作容與順序；C制定定向水平上的工作容與順序；D定向時的安全措施：在定向過程中，應勸阻一切非定向工作人員在井筒附近逗留；提升容器應牢固停妥；井蓋必須結實可靠地蓋好；對定向鋼絲必須事先仔細檢查，放鋼絲時，應事先通知井下，只有當井下人員撤出井筒后才能開始；垂球未到井底或地面時，井下人員均不得進入井筒；下放鋼絲時應嚴格遵守均勻慢放等規(guī)定，切忌時快時慢和猛停，因為這樣最易使鋼絲折斷；應向參加定向工作的全

30、體人員反復進行安全教育，以提高警惕。在地面工作的人員不得將任何東西掉入井，在井上工作的人員均應配帶安全帶；定向時，地面井口自始至終不能離人，應有專人負責井上、下聯(lián)系。精度估算如下：根據規(guī)程規(guī)定與有關資料的分析； ； ； ； （2-5）其中，n測回數(shù)。（2-6）其中，一個測回的測角方法誤差 ；測角時儀器對中的誤差。 （2-7）其中，測角的誤差。（2-8） （2-9） （2-10）定向誤差： （2-11）（2-12）2）陀螺定向兩風井：采用陀螺邊定向，采用GAK-1型陀螺經緯儀。陀螺儀定向聯(lián)系測量由三部分組成：A 經立井由地面向定向水平投點；B 井上、下與垂球線連接測量；C 井下基本控制導線起始邊

31、的陀螺經緯儀定向。立井采用陀螺經緯儀定向時的聯(lián)系測量平面圖如（圖2-3）所示。圖中C為近井點；DC為起始方向；E9為井下控制導線起始邊即陀螺定向邊；1、2是井下連接導線點。點2與9、E組成一組井下永久導線點，點1可采用臨時點。圖2-3一立井用陀螺儀定向時的聯(lián)系測量平面圖A投點由于立井較深、井筒中淋水、塵霧較大，為了保證精度要求，所以采用鋼絲投點法。為盡量減少或不占用井筒的提升時間，垂球線布設在管子間。投點采用單重穩(wěn)定投點。B連接地面連接：在C點安置儀器與垂球線A連接，測角、量邊的精度按煤礦測量規(guī)程中執(zhí)行。井下連接：由陀螺定向邊E9起敷設或15級導線至2、1點。在1點架儀器與垂球線A的穩(wěn)定位置連

32、測，連接精度要求同15導線。井上、下連接導線與垂球線A的連接都應獨立進行兩次，其最大相對閉合差對地面二級導線不大于1/10000（光電測距導線）。C定向在選定的起始邊E9上進行陀螺經緯儀定向，求出該邊的坐標方位角。陀螺定向采用逆轉點法。定向可在投點連接前完成，也可在連接后再進行。根據燕子山礦-350m總回風大巷貫通工程的掘進速度工作條件等實際情況可將貫通相遇點k選在待掘進巷道的中點附近。由于井下導線全長2542m，01-k點的全長為1538 m，k-13點的全長為1004 m，01-02邊和13-14邊加測陀螺定向邊：則定向方差與測角方差比值：（2-13）查表時 因此應在11-12邊和20-1

33、9邊加測陀螺定向邊，由于距離不是很長只要注意施測的方法和精度不出現(xiàn)粗差可以保證k點的貫通允許誤差。所以在11-12邊和20-19邊決定不加測陀螺定向邊。（2-14）2.1.3井下基本控制導線1) 經緯儀測距儀導線在加測陀螺定向邊的前提下采用經緯儀測距儀導線，一般邊長140m為要求施測按規(guī)程有關規(guī)定。精度估算如下： 測角誤差： （2-15）= 2 * GB2 量邊誤差： （2-16）= 3 * GB2 井下導線總誤差：2）經緯儀測距儀導線 測角誤差： （2-17）= 2 * GB2 量邊誤差： （2-18）= 3 * GB2 井下導線總誤差：3）設起算點無誤差只有起算方向有誤差：為井下起算方向誤

34、差（2-19）其中，各結點與終點K連線在軸上的投影長度。（2-20）此數(shù)據不能作為井下導線的精度分析，在此只是驗證一井幾何定向的方位角誤差對井下導線的精度影響。4）井下導線角度平差 為了提高井下經緯儀導線的精度，除了用陀螺經緯儀定向測定井下導線起始邊的方位角外還可每隔一定距離用陀螺經緯儀加測一些導線邊的方位角。由于巷道不是很長兩端加測陀螺邊可保證精度10。等精度測角，角度閉合差允許值為： （2-21）（2-22）小于允許值可進行角度平差。陀螺定向邊作為堅強方向的判別式：（2-23）陀螺定向邊不可作為堅強邊，陀螺定向邊也參加角度平差。均為等精度觀測值條件方程式為：（2-24）定向坐標方位角權為

35、： （243）權倒數(shù)為： 組成法方程為： （2-25） （2-26）（2-27）計算改正數(shù)： 2.2 高程測量方案設計2.2.1 井口水準基點的建立方案按規(guī)程第18條規(guī)定在新風井和東風井各建立井口水準基點兩個，其點選在便于觀測.保存和不受開采影響的地區(qū)。按規(guī)程要求埋石，按四等水準測量規(guī)格在礦區(qū)進行水準測量。精度估算如下：水準路線R=9.98km其往返閉合差 （2-28）高差中誤差：2.2.2 立井導入標高測量方案1）長鋼絲法方案 兩立井深60m，長鋼絲法投入標高較為方便可行。施測時將的鋼絲纏在小絞車上，懸掛5kg經井筒緩慢下放至-350m處，確定自由懸掛后換上重砣。井上下各安置水準儀分別在鋼絲

36、上做標記（見圖2-7）同時井上下水準基點上立尺讀數(shù)獨立進行兩次。精度估算如下：兩次導入允許互差：（2-29）一次導入中誤差： （2-30）2）光電測深法測深可用大功率光管的光電測距儀傳遞高程，在井下-350m處安置測距儀井蓋上設置圖2-7長鋼絲導入高程反射鏡，使其和井下反射鏡在同一鉛垂線上同時井上下各一臺水準儀分別在水準點上和反射鏡上立尺讀數(shù)。精度估算如下：（2-31）水準誤差： （2-32）其中,每段距離平均值；水準儀望遠鏡倍數(shù)； 測站立尺讀數(shù)個數(shù)。相對誤差： 2.2.3 井下水準測量方案1）按規(guī)程第64條規(guī)定井下平巷中采用級水準測量，施測規(guī)格執(zhí)行各項規(guī)定。井下水準路線長1824m以每百米級

37、水準高差中誤差為依據：（2-33） （2-34）高差中誤差： （2-35） （2-36）斜巷：經緯儀高程法井下斜巷三段總長為418m，用經緯儀測角. 斜邊長140 m可按導線施測進行具體要求執(zhí)行規(guī)程有關規(guī)定。誤差參數(shù)如下：= 1 * GB2 量儀器高的誤差： = 2 * GB2 經緯儀瞄準誤差： = 3 * GB2 經緯儀水準氣泡符合誤差： （2-37）= 4 * GB2 量邊總誤差： = 5 * GB2 測傾角誤差: （257）其中，測傾角誤差一測回時: n=6 （2-38）=5mm （2-39）= 6 * GB2 量儀器高的誤差:（2-40）= 7 * GB2 三角高程總誤差：= 8 *

38、GB2 水準測量總誤差:2）斜巷光電測距和經緯儀高程法= 1 * GB2 量邊誤差:（2-41）= 2 * GB2 測傾角誤差:=5mm（2-42）= 3 * GB2 量儀器高的誤差: （2-43）= 4 * GB2 三角高程總誤差：= 5 * GB2 水準測量總誤差3 貫通測量方案選擇與誤差預計本章重點對貫通方案的分析結果進行比較選擇，確定出在理論上最為可行的方案，然后對貫通方案進行誤差預計，最終選擇貫通測量方案。3.1 方案選擇方案的選擇須考慮到經濟技術儀器時間用戶的要求等諸多方面，選擇一個又滿足精度要求使用經費最低的方案。使其兩個綜合考慮選擇一個最優(yōu)化的方案是我們所追求的目標。3.1.1

39、 近井網方案的選擇GPS控制往的點與點間不需要通視.能提供連續(xù)的實時的位置.速度和時間信息。而且定位精度高，成本低經濟效益高等特點。導線網作為建立平面控制網的一種形式得到了廣泛的應用。有布設靈活，推進迅速，容易克服地物障礙等優(yōu)點。 GPS網在上的誤差為，兩點誤差橢圓計算得點位誤差為.相對誤差橢圓。導線網上的誤差為，點位誤差為，邊長相對誤差為。通過以上分析比較綜合考慮采用GPS網。3.1.2 定向方案的選擇由于兩井從為做過定向測量因此只能采用陀螺定向，因為規(guī)程有關規(guī)定一井幾何定向不能作為井下基本控制導線的控制方向。3.1.3 井下基本控制導線的選擇井下基本控制導線共設計兩個方案均可滿足本次貫通的

40、精度要求，由于光電測距在礦區(qū)的廣泛使用，因此兩條導線均布設為光電測距導線。導線在上的誤差為，導線為考慮到技術與經費問題選擇光電測距導線為佳。3.1.4 高程測量的方案選擇地面高程控制測量仍采用四等水準測量進行。因為地面的外界條件與外界環(huán)境都優(yōu)與三角測量的條件并費用最少。、導入高程與定向中的投點方案一樣，光電測深比長鋼絲方便且精度高于長鋼絲導入高程。井下平巷中采用水準測量，斜巷隨經緯儀測距儀導線同時進行三角程測量。這樣在時間方面節(jié)省了許多，避免重復觀測。3.2 誤差預計3.2.1 貫通相遇點K在水平重要方向的誤差預計1）近井點的誤差影響地面采用GPS控制網,因此只有邊長誤差影響（3-1）其中，近

41、井點之間邊長誤差。 （3-2）其中， 固定誤差；b比例誤差；S邊與貫通重要方向之間夾角。2）定向誤差影響 （3-3）3）井下基本控制導線誤差影響測角誤差 : （3-4）量邊誤差： （3-5）井下導線總誤差：4）貫通相遇點K在水平重要方向的總誤差（3-6）3.2.2 貫通相遇點K在豎直方向的誤差預計1）地面水準測量誤差影響水準路線R=9.98km其往返閉合差：（3-7）水準測量誤差：（3-8）2）導入高程誤差影響 （3-9）水準誤差：（3-10）兩次導入高程平均值：（3-11）3）三角高程誤差影響量邊誤差:（3-12）測傾角誤差=5mm（3-13）量儀器高的誤差:（3-14）三角高程總誤差：4）

42、井下水準測量誤差影響高差中誤差 :（3-15）（3-16）5）通相遇點K在豎直方向的總誤差以上計算說明該貫通巷道水平和豎直方向上的誤差預計，均小于允許偏差的要求，則本設計所采用的方案在精度上可行能滿足貫通工程規(guī)定的要求。4 貫通測量的技術路線本章主要根據-350m總回風大巷貫通工程施工情況設計合理的技術方案，實施步驟，設計方案的準備工作以與儀器設備、外業(yè)的觀測和數(shù)據計算等工作。在實測過程中應注意的問題。4.1 實施貫通測量方案步驟根據-350m總回風大巷的貫通工程施工情況和該礦測量儀器，設備與技術條件在實施貫通測量方案時決定采用以下步驟進行。 1)調查了解待貫通井巷的實際情況，根據貫通的容許偏

43、差，選擇合理的測量方案與測量方法。對重要的貫通工程，要編制貫通測量設計書，進行貫通測量誤差預計，以驗證所選擇的測量方案，測量儀器和方法的合理性。2）依據選定的測量方案和方法，進行施測和計算，每一施測和計算環(huán)節(jié)，均須有獨立可靠的檢核，并要將施測的實際測量精度與原設計書中要求的精度進行比較。若發(fā)現(xiàn)實測精度低于設計中所要求的精度時，應當分析其原因，采取提高精度的相應措施，返工重測。3）根據有關數(shù)據計算貫通巷道的標定幾何要素，并實地標定巷道的中線和腰線。4）根據掘進巷道的需要，與時延長巷道的中線和腰線，定期進行檢查測量和填圖，并按照測量結果與時調整中線和腰線。貫通測量導線的最后幾個測站點必須牢固埋設。

44、最后一次標定貫通方向時，兩個相向工作面之間的距離不得小于50m。當兩個掘進工作面之間的距離在巖巷中剩下1520m，煤巷中剩下2030m,測量負責人應以書面形式報告礦（井）技術負責人以與安全檢查和施工區(qū)隊等有關部門1。5）巷道貫通之后，應立即測量出實際的貫通偏差值，并將兩端的導線連接起來，計算各項閉合差。此外，還應對最后一段巷道的中線和腰線進行調整。6）重大貫通工程完成后，應對測量工作進行精度分析與評定，寫出總結。4.2平面測量4.2.1近井點的建立1）近井點是礦山測量的基準點，在建立GPS網近井點時應滿足下列要求：近井點應埋設在視野開闊處，點周圍視場不應有地面傾角大于150的成片障礙物，以免阻

45、擋來自衛(wèi)星的信號。同時應避開高壓輸電線等設施，其最近不得小于200m。2）準備工作儀器設備：GPS接收機，三腳架，米尺；人員組成：觀測三人。3）外業(yè)觀測為了確保該項工程的順利實施決定采用GPS網建立地面獨立平面控制網。采用靜態(tài)定位方法，靜態(tài)定位能夠通過大量的重復觀測來提高定位精度，GPS測量必須按GPS測量規(guī)進行（見表4-1）。在規(guī)中E級相當于常規(guī)測量的國家四等測量。在已知點架設儀器分別測定兩個近井點，這樣在地面建立起了平面控制系統(tǒng)，可以最大限度的消除地面控制測量誤差對貫通相遇點K的影響。表4-1 GPS測量技術標準等級水平均邊/km儀器圖形強度觀測時段個數(shù)時段長/min高度角精度指標/mmE

46、10-5雙頻102601510204.2.2定向測量1）準備工作儀器設備：GAK-1陀螺經緯儀一臺，溫度計一支，花桿一個；人員組成：觀測一人，記錄一人，后視一人。2）外業(yè)觀測為了提高定向的精度采用懸掛鋼絲的方法井下傳遞平面坐標。地面用經緯儀測角. 井下用經緯儀測角。用陀螺定向方法傳遞方向，采用GAK-1陀螺經緯儀字兩風井分別進行陀螺定向，定向時采用逆轉點法觀測，作業(yè)方法和限差要求按規(guī)程有關規(guī)定執(zhí)行。每井同獨立進行三次取平均值。3）業(yè)計算風井：采用陀螺邊定向。陀螺經緯儀定向的作業(yè)過程：= 1 * GB3在地面已知邊上測定儀器常數(shù)由于陀螺儀軸衰減微弱的擺動系數(shù)保持不變，故其擺動的平均位置可以認為是

47、假象的陀螺儀軸的穩(wěn)定位置。實際上，因為陀螺儀軸與望遠鏡光軸與目鏡分劃板零線所代表的光軸通常不在同一豎直面中，所以假象的陀螺儀軸的穩(wěn)定位置通常不與地理子午線重合。二者的夾角稱為儀器常數(shù)，一般用表示。陀螺定向各角度之間的關系如（圖4-1）所示。 圖4-1 陀螺儀定向示意圖儀器常數(shù)可以在已知方位角的精密導線邊或三角網邊上直接測出來，測定儀器常數(shù)實際上就是測定已知邊的陀螺方位角。在下井定向之前，在已知邊上測定儀器常數(shù)23次，各次之間互差對于GAK-1型陀螺經緯儀應小于。每次測量后，要停止陀螺運轉1015分鐘，經緯儀度盤應變換180/(23)。= 2 * GB3在井下定向邊上測定陀螺方位角井下定向邊的長

48、度應大于50m，如（圖4-2）在C點儀器安裝點安置好儀器，測出目標邊邊的陀螺方位角，然后求出地理方位角。測定定向邊陀螺方位角應獨立進行兩次，其互差對GAK-1型號的儀器應小于40。= 3 * GB3儀器上井后重新測定儀器常數(shù)儀器上井后，在已知邊上重新測定儀器常數(shù)23次。前后兩次測定的儀器常數(shù)，其中任意兩個儀器常數(shù)的互差對于GAK-1型儀器不大于40。然后求出儀器常數(shù)的最或然值，并按白塞爾公式來評定一次測定中誤差。式中n為測定儀器常數(shù)的次數(shù)。= 4 * GB3求算子午線收斂角地面精密導線邊已知坐標方位角0，需要求算的井下定向邊，也是要求出其坐標方位角，而不是地理方位角A，因此還要求出子午線的收斂

49、角。如（圖4-2）所示，地理方位角與坐標方位角的關系為：。子午線收斂角按下式計算：（K為系數(shù)；y為點的橫坐標）。子午線收斂角的符號可由安置儀器點的位置來確定，即中央子午線以東為正，以西為負。= 5 * GB3求算井下定向邊的坐標方位角由（圖4-2）可以看出：（4-1）井下陀螺定向邊的坐標方位角為：（4-2）由以上將式代入上式則：（4-3）其中，表示地面和井下安置陀螺儀地點的子午線收斂角的差數(shù)，可按下式求得：（4-4）式中的單位為s； （當?shù)孛婧途露ㄏ螯c的距離不超過510km，緯度小于60時采用）；為當?shù)氐木暥龋缓蜑榈孛婧途露ㄏ螯c的橫坐標（km）。圖4-2陀螺儀定向示意圖= 6 * GB3陀

50、螺儀懸?guī)Я阄挥^測懸?guī)Я阄皇侵竿勇蓠R達不轉時，陀螺靈敏部受懸掛帶和導流絲扭力作用而引起扭擺的平衡位置，就是扭力矩為零的位置。這個位置應在目鏡分劃板的零刻線上。在陀螺儀觀測之前和結束后，要作懸?guī)Я阄挥^測，稱為測前零位和測后零位觀測。測定懸?guī)Я阄粫r，先將經緯儀整平并固定照準部，下放陀螺靈敏部從讀數(shù)目鏡中觀測靈敏部的擺動，在分劃板上連續(xù)讀出三個逆轉的讀數(shù)，估讀到0.1格，按下式計算零位：（4-5）式中，為逆轉點讀數(shù)，以格數(shù)計。同時還需要用秒表測定自動擺動周期,零位觀測完畢，托起并鎖緊靈敏部，如測前與測后懸掛零位變化在0.5格以，且自擺周期不變，則不必進行零位校正。當超過0.5格時，就要進行校正。如果陀

51、螺定向時井上、下所測得的零位變化超過0.3格時，應加入改正數(shù)。零位改正計算公式為：（4-6）式中，零位變動，其中m為目鏡分劃板分化值，為零位格數(shù)；零位改正系數(shù)，其中分別為跟蹤和不跟蹤擺動周期。= 7 * GB3粗略定向在測定已知邊和定向邊的陀螺方位角之前，必須把經緯儀望遠鏡視準軸置于近似北方，也就是粗略定向。配有定向羅盤的陀螺儀，可以用羅盤進行；如在已知邊上測定儀器常數(shù)時，可利用已知邊的坐標方位角與儀器站的子午線收斂角來直接尋找近似北方。當在未知邊定向，且儀器無羅盤附件時，則可以利用儀器本身來尋找北方。該方案采用兩逆轉點法。儀器在測站安置好后，將經緯儀視準軸大致擺在北方向后，啟動陀螺馬達，到達

52、額定轉速后，下放陀螺靈敏部，松開經緯儀水平制動螺旋，用手轉動照準部跟蹤靈敏部的擺動，使陀螺儀目鏡視場中移動著的光標像與分劃板零刻劃線隨時重合。當接近擺動逆轉點時，光標像移動慢下來，此時制動照準部，用水平微動螺旋繼續(xù)跟蹤，達到逆轉點時，讀取水平讀盤讀數(shù)；松開制動螺旋，按上述方法繼續(xù)向反方向跟蹤，到達另一逆轉點時，再讀取水平度盤數(shù)。鎖緊靈敏部，制動螺旋馬達，按下式計算近似北方在水平度盤上的讀數(shù)：（4-7）轉動照準部，把望遠鏡擺在讀數(shù)位置，再加上儀器常數(shù)和子午收斂角，這時視準軸就指向了近似北方向。指北精度達。= 8 * GB3精密定向精密定向就是精確測定已知邊和定向邊的陀螺方位角。該設計方案采用逆轉

53、點法精密定向，觀測時陀螺經緯儀在一個測站的操作程序如下：嚴格整置經緯儀，架上陀螺儀，以一個測回測定待定或已知測線的方向值，然后將儀器大致對正北方向；鎖緊擺動系統(tǒng)，啟動陀螺馬達，待達到額定轉速后，下放陀螺靈敏部，進行粗略定向，制動陀螺并托起鎖緊，將望遠鏡視準軸轉到近似北方向位置，固定照準部，把水平微動螺旋調到行程圍的中間位置；打開陀螺照明，下放陀螺靈敏部，進行測前零位觀測，同時用秒表記下自擺周期T3，零位觀測完畢，托起并鎖緊靈敏部；啟動陀螺馬達，達到額定轉速后，緩慢地下放陀螺靈敏部到半脫離狀態(tài)，稍停數(shù)秒鐘，再全部下放。如果光標像移動過快，再使用半脫離阻尼限幅，是擺幅大約在13圍為宜。用水平微動螺

54、旋微動照準部，讓光標像與分劃板零刻線隨時重合，即跟蹤。跟蹤要做到平穩(wěn)和連續(xù)，切忌跟蹤不與時，在擺動達到逆轉點時，連續(xù)讀取5個逆轉點讀書u1、u2u5如（圖4-3）所示。然后鎖緊靈敏部，制動陀螺馬達1。跟蹤時還需用秒表連續(xù)測定連續(xù)兩次同一方向經過逆轉點的時間，稱為跟蹤擺動周期T1。擺動平衡位置在水平度盤上的平均讀數(shù)NT，稱為陀螺北方向值，用式（4-9）計算：（4-8）其中、由（式2-11）求得（4-9）陀螺儀相鄰擺動中值與間隔擺動中值的互差，對級儀器應分別不超過和。測后零位觀測，方法同測前零位觀測。以一測回測定待定或已知測線的方向值，測前測后兩次觀測結果的互差對J2和J6級經緯儀分別不得超過10

55、和25。取測前測后兩測回平均值為測線方向值。圖4-3用逆轉點法觀測精度評定：儀器常數(shù)測定誤差：（4-10）井下定向邊兩次定向平均值中誤差：（4-11）4.2.3井下導線測量1）導線點的設置全長為永久導線點。其編號以羅馬字母，英文字母，阿拉伯數(shù)字組成，選擇線點的位置時，應當全面綜合考慮以下幾個方面：相鄰導線點之間通視良好，并盡可能使點間距大些；為了避免運輸干擾，應盡量將點設在遠離運輸軌道的一側；導線點應當選在巷道穩(wěn)定、安全、便于安置儀器進行觀測的地方，避開淋水，片幫落石和其他不安全因素。選點工作通常由三人完成，在保證相鄰點通視的條件下，同時選出后視、中間測站和前視三個點，并將后視點與中間點固定，

56、而前視點需待三人繼續(xù)往前選點時再最后確定。 2) 準備工作儀器設備：經緯儀一臺，測距儀一臺，腳架機座3套，單棱鏡2個；人員組成：觀測一人，記錄一人，前后視各一人。3）外業(yè)觀測 井下導線分別從兩風井底起始邊開始按規(guī)程有關井下導線的規(guī)定施測。采用經緯儀測回法測傾角和水平角，測距采用三架法。4）業(yè)計算施測兩次，角度閉合差：和（4-12）4.3 高程測量4.3.1 地面水準測量1）井口水準點的建立 埋設水準基點兩個通過兩水準基點布設四等水準符合路線。2）準備工作 儀器設備：S1級水準儀一臺，銦鋼水準尺一對，尺臺一對；人員組成：觀測一人，記錄一人，前后視各一人。3）外業(yè)觀測兩風井的高程控制測量按國家水準

57、測量規(guī)有關地面四等水準測量規(guī)定執(zhí)行。采用水準儀測定井口高程基點的高程，四等水準測量獨立進行兩次取平均值。4）業(yè)計算： 符合水準路線閉合差：（4-13）4.3.2導入高程測量1）準備工作 儀器設備：測距儀一臺，單棱鏡一對，平面反光鏡一個，腳架一個，S1級水準儀一臺，銦鋼水準尺一對；人員組成：觀測二人，記錄二人，前后視各二人。2）外業(yè)觀測在地面井口附近設一點,即近井水準基點A，其高程為，在井底車場設一點B，其高程待求。在地面與井下安置水準儀，并在A、B兩點所立的水準尺上讀取讀書a和b。設地面和井下兩水準儀視線之間的距離，則A、B兩點的高差按下式求出：（4-14）=計算出了，就能算出B點在統(tǒng)一坐標系

58、統(tǒng)中的高程為：（4-15）3）業(yè)計算 兩次測量互差應小于平均值，每次三測回，獨立施測兩次。4.3.3 井下水準測量1）井下水準點建立 每間隔400m設置水準點一組，每組二個間距30m。2）準備工作儀器設備：S1水準儀一臺，水準尺一對；， 人員組成：觀測一人，記錄一人，前后視各一人。3）外業(yè)觀測 井下平巷采用幾何水準測量，斜巷三角高程測量，按規(guī)程有關規(guī)定執(zhí)行。幾何水準測量采用S3水準儀兩次儀器高方法進行測量。為了減少通過斜巷傳遞高程誤差在斜巷中采用光電測距和經緯儀高程法進行測量，以上均取兩次平均值。斜巷中三角高程測量與導線同時施測，施測方法如（圖4-3）所示。圖4-3 井下三角高程測量安置經緯儀

59、于A點，對中整平。在B點懸掛垂球。用望遠鏡瞄準垂球線上的標志b點，測出傾角，用鋼尺丈量儀器中心到b點的距離，量取儀器高與覘標高。由圖可知，B對A點的高差的計算公式為：（4-16）式中，實測斜長，基本控制導線應是經三項改正后的斜長；垂直角，仰角為正，俯角為負；儀器高，由測點量至儀器中心的高度，測點在底板時為正值，頂板時為負值；覘標高，由測點量至照準目標點的高度，測點在在底板時為正值，頂板時為負值。每條導線邊兩端往返測高差的互差不大于10mm+0.3mm(為導線水平邊長，以m為單位)，每段三角高程導線的高差往返測互差不應大于100mm（L為導線長度，以km為單位）。當高差的互差符合標準后，應取往返

60、測高差的平均值作為一次測量結果。以上高程測量均獨立進行兩次。4）業(yè)計算兩次施測高差閉合差小于取兩次平均值。4.4 貫通測量的技術路線中應注意的問題 1）注意原始資料的可靠性，起算數(shù)據應當準確無誤。使用地面控制網的資料時，必須對原網的精度.控制網點位是否受到采動影響等了解清楚，必要時應實地進行檢查測量。對于地面控制點和井下測量起始點，務必查明確無破壞和位移后方能使用。對于工程設計的資料，特別是巷道的方位，坐標，距離，高程，坡度等，要進行認真的檢核。2）各項測量工作都要有可靠的獨立檢核。要進行復測復算，防止產生粗差。對于重要的貫通工程，在進行復測時，應盡可能換人觀測和計算，條件允許時，最好換用測量