礦井聯(lián)系測(cè)量與控制測(cè)量在嶺頭煤礦超層越界開(kāi)采檢測(cè)中的運(yùn)用

礦井聯(lián)系測(cè)量與控制測(cè)量在嶺頭煤礦超層越界開(kāi)采檢測(cè)中的運(yùn)

用摘要本文闡述了在進(jìn)行超層越界開(kāi)采檢測(cè)的過(guò)程中,測(cè)量工作者所要進(jìn)行的必要的礦山測(cè)量工作,著重介紹了在井下進(jìn)行的平面和高程控制測(cè)量、礦井的聯(lián)系測(cè)量以及以南方CASS軟件為平臺(tái)所進(jìn)行的一些礦圖的具體繪制等過(guò)程，并結(jié)合臨汾市堯都區(qū)嶺頭煤礦是否越層越界開(kāi)采的實(shí)例著重闡述礦山測(cè)量的實(shí)際應(yīng)用情況?！娟P(guān)鍵詞】控制測(cè)量、礦井聯(lián)系測(cè)量、CASS軟件、超層越界開(kāi)采。AbstactLosehereinthispaper,ultra-layercross-borderexploitationoftheprocessofdetection,measurementofworkersnecessarytocarryouttheworkofMineSurveying,highlightedintheundergroundcontrolplaneandelevationmeasurements,minesurveying,aswellaslinkstotheSouthCASSsoftwareasaplatformbyanumberofminingplans,suchasthespecificprocessofdrawing,combinedwithLingtouYaoduDistrictCoalMineinLinfenCity,themorelayersareexamplesofcross-borderexploitationofminingfocusesonthepracticalapplicationofmeasurement.Texttobetranslatedinto.【Keywords】ControlSurvey,MineContactMeasurement,Software,Super-layer,cross-bordermining目錄第一章緒論(1)第一節(jié)測(cè)區(qū)概況(1)第二節(jié)測(cè)量的目的任務(wù)(3)第三節(jié)資料的收集(3)第二章超層越界開(kāi)采檢測(cè)的技術(shù)與要求(3)第一節(jié)礦井聯(lián)系測(cè)量(3)一、礦井聯(lián)系測(cè)量的目的與任務(wù)(3)二、地面近井點(diǎn)、井口水準(zhǔn)基點(diǎn)及井下定向基點(diǎn)的測(cè)設(shè)(4)第二節(jié)井下控制測(cè)量(7)一、井下平面控制測(cè)量(8)二、井下高程測(cè)量的目的與任務(wù)(11)三、井下水準(zhǔn)測(cè)量(12)四、井下三角高程測(cè)量(13)五、井下高程導(dǎo)線的平差(14)第三節(jié)CASS軟件的運(yùn)用(14)—、CASS“無(wú)碼法”編輯成圖方式(15)二、 地貌符號(hào)的繪制(17)三、 文字注記(18)四、 圖形的分幅與整飾(19)五、 利用CASS7.0繪制采掘工程平面圖的實(shí)例(20)第三章項(xiàng)目的實(shí)施(24)第—節(jié)作業(yè)依據(jù)(24)第二節(jié)工程技術(shù)支持(25)第三節(jié)控制測(cè)量(25)—、選點(diǎn)埋石(25)二、 平面控制測(cè)量(25)三、 高程控制測(cè)量(27)第四章資料的檢查驗(yàn)收(29)—、全面檢查(29)二、 控制成果檢查(29)三、 采掘工程平面圖、斷面圖的檢查(29)四、 作業(yè)成果評(píng)定(30)第五章結(jié)論(30)參考文獻(xiàn)(32)致謝(33)第—章緒論煤碳是我國(guó)的主要能源輸出，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有及其重要的作用，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握礦山礦產(chǎn)資源的變化情況,避免能源浪費(fèi)，這對(duì)于規(guī)范煤礦企業(yè)的資源管理和促進(jìn)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。第一節(jié)測(cè)區(qū)概況測(cè)區(qū)位于臨汾市堯都區(qū)西部約20km處的嶺頭村境內(nèi)，行政區(qū)劃隸屬臨汾市堯都區(qū)枕頭鄉(xiāng)管轄?？傮w地勢(shì)呈中部高，四周低。最高點(diǎn)在井田中部的山梁上，其海拔標(biāo)高為909.0m,最低點(diǎn)在井田東部邊緣的溝谷中，其海拔標(biāo)高為715m，相對(duì)高差194m，屬低山區(qū)，剝蝕一侵蝕型山垣地貌。本區(qū)交通以公路為主。自井口向東北方向約200m與臨汾?鄉(xiāng)寧公路（309國(guó)道）相接，自交接點(diǎn)沿臨汾?鄉(xiāng)寧公路向東方向約20km可達(dá)南同蒲鐵路臨汾煤焦發(fā)運(yùn)站。并在此與大（同）?運(yùn)（城）高速公路、霍（縣）?候（馬）一級(jí)公路及南同蒲鐵路相接。可謂交通條件可為便利（詳見(jiàn)交通位置圖）。

第二節(jié)測(cè)量的目的與任務(wù)為確定臨汾市堯都區(qū)嶺頭煤礦是否越層越界開(kāi)采，受臨汾市堯都區(qū)國(guó)土資源局委托，山西省第五地質(zhì)工程勘察院于2008年3月13日（首次）和2008年3月22日（打開(kāi)可疑密閉）對(duì)臨汾市堯都區(qū)嶺頭煤礦進(jìn)行了測(cè)量工作。第三節(jié)資料的收集一、測(cè)區(qū)所使用的平面控制系統(tǒng)為平面控制坐標(biāo)系統(tǒng)采用1954年北京坐標(biāo)系，高程控制采用1956年黃海高程系統(tǒng)。臨汾市堯都區(qū)國(guó)土資源局提供了臨汾市測(cè)繪院2007年2月施測(cè)的該礦近井點(diǎn)坐標(biāo),JJ1(X=3993622.038，Y=37526468.535，H=710.009)，JJ2(X=3993585.712，Y=37526491.640，H=721.861)。二、測(cè)量依據(jù)《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》(GB/T18314-2001)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T0215-2002)《煤炭資源儲(chǔ)量核查地質(zhì)報(bào)告編寫提綱》(山西省地質(zhì)礦產(chǎn)科技評(píng)審中心)《工程測(cè)量規(guī)范》(GB50026-93)《煤礦測(cè)量規(guī)程》《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測(cè)量規(guī)范》(GB/T18341-2001)《煤田地質(zhì)勘探常用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)匯編》第二章超層越界開(kāi)采檢測(cè)的技術(shù)與要求第一節(jié)礦井聯(lián)系側(cè)量一、 礦井聯(lián)系測(cè)量的目的與任務(wù)將礦區(qū)地面平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)傳遞到井下的測(cè)量,稱為聯(lián)系測(cè)量。將地面平面坐標(biāo)傳遞到井下的測(cè)量稱為平面聯(lián)系測(cè)量，簡(jiǎn)稱定向。將地面高程系統(tǒng)傳遞到井下的測(cè)量稱高程聯(lián)系測(cè)量，簡(jiǎn)稱導(dǎo)入高程。礦井聯(lián)系測(cè)量的目的就是使地面和井下測(cè)量控制網(wǎng)采用同一坐標(biāo)系統(tǒng)。聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)在于：確定井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角；確定井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)x和y;確定井下水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程H。二、 地面近井點(diǎn)、井口水準(zhǔn)基點(diǎn)及井下定向基點(diǎn)的測(cè)設(shè)為了把地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的平面坐標(biāo)及方法傳遞到井下去，在定向之前，必須在地面井口附近設(shè)立作為定向時(shí)與垂球線連接的點(diǎn)，叫做“連接點(diǎn)”。由于井口建筑物很多，因而連接點(diǎn)不能直接與礦區(qū)地面控制點(diǎn)通視，以求得其坐標(biāo)及連接方向。為此，還必須在定向井筒附近設(shè)立一“近井點(diǎn)”。為傳遞高程，還應(yīng)設(shè)置井口水準(zhǔn)基點(diǎn)（一般近井點(diǎn)也可以作為水準(zhǔn)基點(diǎn)）。（一）近井點(diǎn)和水準(zhǔn)基點(diǎn)選點(diǎn)、埋石和造標(biāo)的基本要求近井點(diǎn)和井口水準(zhǔn)基點(diǎn)是礦山測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)，在建立近井點(diǎn)和井口水準(zhǔn)基點(diǎn)時(shí)，應(yīng)滿足下列要求：1、盡可能埋設(shè)在便于觀測(cè)、保存和不受開(kāi)采影響的地點(diǎn)。當(dāng)近井點(diǎn)必須設(shè)置于井口附近工業(yè)廠房頂上時(shí)，應(yīng)保證觀測(cè)時(shí)不受機(jī)械震動(dòng)的影響和便于向井口敷設(shè)導(dǎo)線；2、每個(gè)井口附近應(yīng)設(shè)置一各盡井點(diǎn)和兩個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)；3、近井點(diǎn)至井口的連測(cè)導(dǎo)線邊數(shù)應(yīng)不超過(guò)三個(gè)；4、多井口礦井的近井點(diǎn)應(yīng)統(tǒng)一合理布置，盡可能使相鄰井口的近井點(diǎn)構(gòu)成三角網(wǎng)中的一個(gè)邊，或力求間隔的邊數(shù)最少；5、近井點(diǎn)和井口水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)石的埋設(shè)深度，在無(wú)凍土地區(qū)應(yīng)不小于0.6m，在凍土地區(qū)盤石頂面于凍結(jié)線之間的高度應(yīng)不小于0.3m。6、 為使近井點(diǎn)和井口水準(zhǔn)基點(diǎn)免受損壞，在點(diǎn)的周圍宜設(shè)置保護(hù)樁和柵欄或朿0網(wǎng)。在標(biāo)石上方宜堆放高度不小于0.5m的碎石；7、 在近井點(diǎn)及與近井點(diǎn)直接構(gòu)成三角網(wǎng)邊的點(diǎn)上，宜用角鋼或廢鉆桿等材料建造永久覘標(biāo)。（二）利用全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)設(shè)近井點(diǎn)1、全球定位系統(tǒng)（GPS）簡(jiǎn)介GPS即全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）是美國(guó)從本世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。經(jīng)近10年我國(guó)測(cè)繪等部門的使用表明,GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，贏得廣大測(cè)繪工作者的信賴，并成功地應(yīng)用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、工程變形監(jiān)測(cè)、資源勘察、地球動(dòng)力學(xué)等多種學(xué)科，從而給測(cè)繪領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命。全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）是美國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是在子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它采納了子午儀系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)。和子午儀系統(tǒng)一樣，全球定位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)三大部分組成。按目前的方案，全球定位系統(tǒng)的空間部分使用24顆高度約2.02萬(wàn)千米的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。21+3顆衛(wèi)星均為近圓形軌道，運(yùn)行周期約為11小時(shí)58分，分布在六個(gè)軌道面上（每軌道面四顆），軌道傾角為55度。衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方，任何時(shí)間都可觀測(cè)到四顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖形（DOP）。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰?。地面監(jiān)控部分包括四個(gè)監(jiān)控站、一個(gè)上行注入站和一個(gè)主控站。監(jiān)控站設(shè)有GPS用戶接收機(jī)、原子鐘、收集當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)的傳感器和進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理的計(jì)算機(jī)。監(jiān)控站的主要任務(wù)是取得衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)傳送至主控站。主控站設(shè)在范登堡空軍基地。它對(duì)地面監(jiān)控部實(shí)行全面控制。主控站主要任務(wù)是收集各監(jiān)控站對(duì)GPS衛(wèi)星的全部觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算每顆GPS衛(wèi)星的軌道和衛(wèi)星鐘改正值。上行注入站也設(shè)在范登堡空軍基地。它的任務(wù)主要是在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時(shí)把這類導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站的指令注入到衛(wèi)星。這種注入對(duì)每顆GPS衛(wèi)星每天進(jìn)行一次，并在衛(wèi)星離開(kāi)注入站作用范圍之前進(jìn)行最后的注入。GPS定位技術(shù)的原理比較簡(jiǎn)單：衛(wèi)星向地面接收機(jī)發(fā)射帶有測(cè)距碼的載波信號(hào)，衛(wèi)星的軌道是已知的（x,y,z）,那么地面點(diǎn)在某一時(shí)刻通過(guò)對(duì)接收到的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行分析就可以得到衛(wèi)星到地面點(diǎn)的距離，那么只需要3顆衛(wèi)星就可以定出地面點(diǎn)的位置，但是接收機(jī)的時(shí)鐘是不準(zhǔn)確的，所以需要同時(shí)接收4顆衛(wèi)星的信號(hào)（4維）才能準(zhǔn)確地交會(huì)定出地面點(diǎn)的位置。2、GPS外業(yè)觀測(cè)GPS觀測(cè)作業(yè)需要預(yù)先制定觀測(cè)計(jì)劃，作業(yè)時(shí)統(tǒng)一調(diào)度指揮。但由于實(shí)際情況錯(cuò)綜復(fù)雜，執(zhí)行時(shí)要靈活處理。對(duì)于按1?3級(jí)導(dǎo)線技術(shù)要求實(shí)施的GPS點(diǎn)觀測(cè)，在執(zhí)行預(yù)定作業(yè)計(jì)劃的原則下，可以根據(jù)測(cè)站觀測(cè)條件、交通條件、基線長(zhǎng)度的因素，做出改變測(cè)段間公共點(diǎn)設(shè)置，適當(dāng)?shù)乜s短或延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間等改變。⑴GPS網(wǎng)點(diǎn)的選點(diǎn)原則選取GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)滿足下列基本要求：點(diǎn)位周圍應(yīng)視野較開(kāi)闊，如公園、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、地面停車場(chǎng)內(nèi)或建筑物樓頂，以利于安置接收設(shè)備和擴(kuò)展、聯(lián)測(cè)。GPS網(wǎng)點(diǎn)視場(chǎng)內(nèi)不應(yīng)有大于仰角15°的成片障礙物，以免阻擋來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)接收。選定能便于長(zhǎng)期保存，穩(wěn)定堅(jiān)固的地方設(shè)點(diǎn)，國(guó)家和地方基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)固定的標(biāo)石或儀器墩用于安置接收機(jī)天線、墩標(biāo)設(shè)于樓頂時(shí)，要對(duì)大樓的穩(wěn)定性和形變定期監(jiān)測(cè)。GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)高壓輸電線、變電站等設(shè)施，其最近處不得小于100m，同時(shí)距離省市級(jí)強(qiáng)輻射電臺(tái)、電視臺(tái)、微波中繼站不得小于300m，需要在這些地點(diǎn)設(shè)站時(shí)，必須在停止播發(fā)的時(shí)間段上進(jìn)行定位作業(yè)。交通便利點(diǎn)位離開(kāi)附近可通輕便車的道路不應(yīng)超過(guò)500m，且在點(diǎn)位30m內(nèi)有足夠的空間安置接收機(jī)和方便操作進(jìn)行。GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)對(duì)電磁波接收有強(qiáng)烈吸收和反射影響的金屬和其他障礙物，側(cè)面傾向測(cè)站的各種平面物體，大范圍水面等等。(2)GPS外業(yè)觀測(cè)注意事項(xiàng)：所有接收機(jī)統(tǒng)一設(shè)置歷元間隔和高度角限制，由于在基線解算時(shí)還可以設(shè)置這兩個(gè)參數(shù)，所以這兩個(gè)參數(shù)設(shè)置應(yīng)以較低為好。統(tǒng)一點(diǎn)號(hào)編排規(guī)則，防止出現(xiàn)同點(diǎn)不同名或不同點(diǎn)同名的混亂情況。嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)規(guī)定。精確整平、對(duì)中、量取儀器高，開(kāi)機(jī)后仔細(xì)輸入點(diǎn)名、儀器高等參數(shù)，并立即通知調(diào)度人員開(kāi)始記錄時(shí)間。GPS選點(diǎn)原則上要求無(wú)線電信號(hào)干擾源，如電視臺(tái)、微波站、水面、建筑物玻璃幕墻等能反射電磁波的物體等，但在實(shí)際工作中，是難以避免的。對(duì)于觀測(cè)條件較差的點(diǎn)，觀測(cè)時(shí)應(yīng)對(duì)其周圍障礙物的方位、高度及該方向的衛(wèi)星編號(hào)做出記錄，以供內(nèi)業(yè)基線解算時(shí)參考。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，枝葉茂盛的樹(shù)木、近距離的建筑物玻璃幕墻等對(duì)觀測(cè)成果的危害遠(yuǎn)大于無(wú)線電干擾源，應(yīng)予以特別重視。一個(gè)測(cè)段結(jié)束后的遷站過(guò)程，若時(shí)間較長(zhǎng)，保持不動(dòng)的接收機(jī)可以暫時(shí)關(guān)機(jī)以節(jié)省電力，但在同一GPS日內(nèi)重新開(kāi)機(jī)時(shí)，必須改變測(cè)段數(shù)，否則會(huì)覆蓋已測(cè)數(shù)據(jù)。(3)GPS內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理①基線解算及平差基線解算及平差工作因采用的軟件不同而略有差異，但是大體上可分為以下步驟：A、將GPS接收機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)調(diào)入計(jì)算機(jī)。B設(shè)置解算參數(shù)(高度角、歷元間隔、參考星等)或采用默認(rèn)參數(shù)，選擇觀測(cè)文件打開(kāi)，進(jìn)行基線解算。C、 對(duì)于不合格基線可以嘗試改變參數(shù)重新解算。在同步觀測(cè)GPS接收機(jī)數(shù)量較多，多余觀測(cè)基線較多的情況下，對(duì)于不合格的基線或質(zhì)量較差的基線，則可以直接刪除。D、 進(jìn)行三維無(wú)約束平差，檢驗(yàn)GPS的基線內(nèi)符合精度。E、 輸入坐標(biāo)系參數(shù)及已知點(diǎn)平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行二維約束平差，在平差過(guò)程中完成坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。F、 輸入已知高程數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)擬合的方法，將大地高轉(zhuǎn)換成正常高。②GPS內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的注意事項(xiàng)：A、GPS精度與網(wǎng)形關(guān)系不大，允許各級(jí)GPS網(wǎng)一次性觀測(cè)及數(shù)據(jù)處理。但是若基線長(zhǎng)度太短，則該基線平差后相對(duì)誤差可能達(dá)不到規(guī)范要求。B若三維平差精度很高，二維約束平差精度不合格，則是已知數(shù)據(jù)存在問(wèn)題。問(wèn)題主要有：⑴已知數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)不兼容。由于歸算變形近似成比例，二維約束平差數(shù)據(jù)模型設(shè)置了尺度比參數(shù)，不會(huì)產(chǎn)生不兼容問(wèn)題。因此不兼容問(wèn)題是三維空間基線轉(zhuǎn)換為高斯平面上二維基線時(shí)，所采用的中央子午線與已知點(diǎn)所屬坐標(biāo)系統(tǒng)的中央子午線不同所致。⑵已知點(diǎn)質(zhì)量不高甚至包含錯(cuò)誤。對(duì)于前一種情況，需要將兩者統(tǒng)一，若已知點(diǎn)所屬坐標(biāo)系中央子午線遠(yuǎn)離測(cè)區(qū)，則應(yīng)將其作換代計(jì)算。對(duì)于后一種情況，關(guān)鍵是要分析，是整體精度不高還是個(gè)別點(diǎn)錯(cuò)誤。若是個(gè)別點(diǎn)錯(cuò)誤，只要?jiǎng)h除即可。若是整體精度不高，則為了保持GPS網(wǎng)的較高相對(duì)精度，不能采用強(qiáng)制約束平差的數(shù)據(jù)處理方法。第二節(jié)井下控制測(cè)量在工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)，以必要的精度測(cè)定一系列控制點(diǎn)的水平位置和高程，建立起工程控制網(wǎng)，作為一系列測(cè)量的依據(jù)，這項(xiàng)測(cè)量工作稱為控制測(cè)量。地面控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則：由大到小逐級(jí)控制；具有足夠的密度；具有足夠的精度；要有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)格。它一般是以三角網(wǎng)的形式布設(shè)。井下控制測(cè)量也包括平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。它的坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)與地面坐標(biāo)控制系統(tǒng)一致，是由地面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)從井筒或斜井傳遞到井下，求出與地面坐標(biāo)系統(tǒng)一致的井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線的坐標(biāo)。井下由于受巷道通視限制，控制測(cè)量的作業(yè)與地面導(dǎo)線測(cè)量有明顯的不同。井下機(jī)器作業(yè)使空氣污染、光線暗淡、井巷限制、通視情況不好，加之松石等安全因素，測(cè)量工作較地面困難得多。如何克服上述因素，保證礦山井巷貫通測(cè)量的質(zhì)量，是礦山測(cè)量工作者的重要任務(wù)。一、井下平面控制測(cè)量由于受井下巷道條件的限制，井下平面控制均以導(dǎo)線的形式沿巷道布設(shè)，而不能像地面控制網(wǎng)那樣可以有測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、GPS網(wǎng)和交會(huì)法等多種可能方案。井下平面控制測(cè)量的目的是建立井下平面測(cè)量的控制，作為測(cè)繪和標(biāo)定井下巷道、硐室、回采工作面的平面位置的基礎(chǔ)，也能滿足一般貫通測(cè)量的要求。井下控制導(dǎo)線的布設(shè)也同地面一樣有選點(diǎn)、埋點(diǎn)、測(cè)角、量邊、坐標(biāo)計(jì)算等。只是井下測(cè)量的作業(yè)與地面有明顯的不同。因井下與地面的差異，井下基本控制導(dǎo)線是以支導(dǎo)形式布設(shè)測(cè)定的，其布設(shè)特點(diǎn)是：從局部來(lái)看，是先測(cè)設(shè)工作控制導(dǎo)線，后測(cè)設(shè)基本控制導(dǎo)線；從整體看，先測(cè)設(shè)基本控制導(dǎo)線，后測(cè)設(shè)工作導(dǎo)線，基本控制導(dǎo)線對(duì)工作控制導(dǎo)線起控制作用。當(dāng)巷道增多，出現(xiàn)有閉合、附合路線時(shí)，再對(duì)基本控制導(dǎo)線進(jìn)行閉合或附合導(dǎo)線測(cè)量。通過(guò)對(duì)本次礦區(qū)的測(cè)量控制，其范圍由下列拐點(diǎn)進(jìn)行圈定：X=3993650Y=19526400X=3993320Y=19526787X=3992820Y=19525956X=3993240Y=19525670允許開(kāi)采深度：1030m?800m1、井下平面控制導(dǎo)線的布設(shè)與等級(jí)（一）井下導(dǎo)線的等級(jí)井下導(dǎo)線的布設(shè)，按照“高級(jí)控制低級(jí)”的原則進(jìn)行。我國(guó)《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定，井下平面控制分為基本控制（表2-1）和采區(qū)控制（表2-2）兩類，這兩類有都應(yīng)敷設(shè)成閉（附）合導(dǎo)線或復(fù)測(cè)支導(dǎo)線。表2-1基本控制導(dǎo)線的主要技術(shù)指標(biāo)井田—翼長(zhǎng)'測(cè)角中誤一般邊導(dǎo)線全長(zhǎng)柑對(duì)閉合差度/km差河長(zhǎng)/m閉（附〉合導(dǎo)線逐仙支導(dǎo)線±760-20V80001/6C00<5±1540-14■"6000I/4000表2-2采區(qū)控制導(dǎo)線的主要技術(shù)指標(biāo)采區(qū)一翼妖度f(wàn)km測(cè)角中誤差嚴(yán)一般邊長(zhǎng)導(dǎo)線全底相對(duì)用件蔓閉矚合導(dǎo)?線復(fù)測(cè)支導(dǎo)線土祐30-901/40001/3000<1'±30-1/30001/2D00基本控制導(dǎo)線按照測(cè)角精度分為±7"和±15"兩級(jí)，一般從井底車場(chǎng)的起始邊開(kāi)始，沿礦井主要巷道（井底車場(chǎng)，水平大巷，集中上、下山等）敷設(shè)，通常每隔1.5—2.0km應(yīng)加測(cè)陀螺定向邊，以提供檢核和方位平差條件。采區(qū)控制導(dǎo)線按照測(cè)角精度分為±15"和±30"兩級(jí)，沿采區(qū)上、下山、中間巷道或片盤運(yùn)輸巷道以及其他次要巷道敷設(shè)。（二） 井下導(dǎo)線的發(fā)展與形式井下導(dǎo)線往往不是一次全面布網(wǎng)，而是隨著井下巷道掘進(jìn)而逐步敷設(shè)，當(dāng)由石門處拉門開(kāi)始掘進(jìn)主要運(yùn)輸大巷時(shí)，隨著巷道掘進(jìn)而先敷設(shè)低等級(jí)的±15"或±30"導(dǎo)線，用以控制巷道中線標(biāo)定和及時(shí)填繪礦圖，隨著巷道掘進(jìn)每30—100m延長(zhǎng)一次。當(dāng)巷道掘進(jìn)到300—500m時(shí)，再敷設(shè)±7"級(jí)和±15"級(jí)基本控制導(dǎo)線，用來(lái)檢查前面已敷設(shè)的低等級(jí)采區(qū)控制導(dǎo)線是否正確，所以其起始邊（點(diǎn)）和最終邊（點(diǎn)）一般應(yīng)與低等級(jí)控制導(dǎo)線邊（點(diǎn)）相重合。當(dāng)巷道繼續(xù)向前掘進(jìn)時(shí)，以基本控制導(dǎo)線所測(cè)設(shè)的最終邊為基準(zhǔn)，向前敷設(shè)低等級(jí)控制導(dǎo)線和給中線。當(dāng)巷道又掘進(jìn)300—500m時(shí)，再延長(zhǎng)基本控制導(dǎo)線，這樣不斷分段重復(fù)，直到形成閉（附）合導(dǎo)線和導(dǎo)線網(wǎng)。（三） 井下導(dǎo)線點(diǎn)的設(shè)置井下導(dǎo)線點(diǎn)按照其使用時(shí)間長(zhǎng)短和重要性而分為永久點(diǎn)和臨時(shí)點(diǎn)兩種。導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)當(dāng)選擇在巷道頂（底）板穩(wěn)固、通視良好且易于儀器觀測(cè)、盡量不受來(lái)往礦車影響的地方。導(dǎo)線點(diǎn)之間的距離按相應(yīng)的等級(jí)導(dǎo)線的規(guī)定邊長(zhǎng)（表2-1及表2-2）來(lái)確定。臨時(shí)導(dǎo)線點(diǎn)可設(shè)在巷道頂?shù)装鍘r石中或牢固的棚梁上。永久導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在主要巷道中，一般每隔300—500m埋設(shè)一組三個(gè)永久點(diǎn)，以便用測(cè)角來(lái)檢查其是否移動(dòng)。永久點(diǎn)的結(jié)構(gòu)應(yīng)以堅(jiān)固耐用和使用方便為原則，用作頂板點(diǎn)標(biāo)志的點(diǎn)芯鐵最好換上一段銅頭。設(shè)于巷道底版的永久點(diǎn)是將一段直徑25mm的鋼筋混凝土埋設(shè)于巷道底版，鋼筋的頂端磨成半球面，并鉆一中心小孔作為測(cè)點(diǎn)中心。所有導(dǎo)線點(diǎn)均應(yīng)做明顯標(biāo)志并統(tǒng)一編號(hào)，用紅漆或白漆將點(diǎn)位圈出來(lái)，并將編號(hào)醒目地涂寫在設(shè)點(diǎn)處的巷道幫上，以便尋找。2、井下全站儀的導(dǎo)線測(cè)量井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)，與地面導(dǎo)線基本相同，但由于井下環(huán)境的特殊性，也使井下導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)具有一些特點(diǎn)，下面，針對(duì)井下特點(diǎn)對(duì)導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)工作步驟加以說(shuō)明。（一）選點(diǎn)和埋石選擇導(dǎo)線點(diǎn)的位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮以下幾個(gè)方面：1.相鄰導(dǎo)線點(diǎn)之間通視良好，并應(yīng)盡可能使點(diǎn)間距離大些，在巷道的連接處和交叉口處，應(yīng)當(dāng)埋設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)。2.為了避免運(yùn)輸干擾，應(yīng)盡量將點(diǎn)設(shè)在遠(yuǎn)離運(yùn)輸軌道的一側(cè)。導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)當(dāng)選在巷道穩(wěn)定、安全、便于安置儀器進(jìn)行觀測(cè)的地方，避開(kāi)水淋，片幫落石和其他不安全因素。選點(diǎn)工作通常由3人完成，在保證相鄰點(diǎn)通視的條件下，同時(shí)選出后視、中間測(cè)站和前視3個(gè)點(diǎn)，并將后視點(diǎn)及中間點(diǎn)固定，而前視點(diǎn)需待3人繼續(xù)往前選點(diǎn)時(shí)在最后確定。（二）測(cè)角和量邊1.工作組織井下光電測(cè)距導(dǎo)線測(cè)角及量距一般需要4人，其中1人主測(cè)，1人記錄，另2人立鏡和照明前后視覘標(biāo)。鋼尺經(jīng)緯儀導(dǎo)線如果測(cè)角和量邊同時(shí)完成，則需要4—6人組成導(dǎo)線測(cè)量小組。在下井之前明確分工，一到井下工作地點(diǎn)便可各司其職，迅速而有條不紊地開(kāi)展工作。2.“三聯(lián)架”法導(dǎo)線測(cè)量目前的全站儀均有配套的棱鏡、覘標(biāo)和“三聯(lián)架”基座設(shè)備。這樣每個(gè)三角架連同基座可只整平對(duì)中一次，隨后在搬站時(shí)，只需移動(dòng)儀器頭和棱鏡覘標(biāo)，而不必移動(dòng)三腳架和基座。有了“三聯(lián)架”設(shè)備，可以簡(jiǎn)化工作組織，提高工作效率，并減少對(duì)中誤差對(duì)測(cè)角和量邊的影響。視不同情況，導(dǎo)線測(cè)量可以用“三架法”及“省點(diǎn)法”等多種方法來(lái)完成。三架法欲從已知導(dǎo)線點(diǎn)A和B開(kāi)始施測(cè)導(dǎo)線A—B—1—2—3…，首先在B點(diǎn)安置全站儀整平對(duì)中，在后視點(diǎn)A和前視點(diǎn)1安置覘標(biāo)整平對(duì)中。測(cè)完B站后，B點(diǎn)及1點(diǎn)的三腳架和基座保持不動(dòng)，將B點(diǎn)的儀器頭移到1點(diǎn)，直接插入原已安置好的三腳架基座中，而將A點(diǎn)的棱鏡覘標(biāo)直接插入B點(diǎn)的三腳架基座中，而將A點(diǎn)的三腳架和基座移到2點(diǎn)整平對(duì)中，并將1點(diǎn)的棱鏡覘標(biāo)插入2點(diǎn)已整平對(duì)中的基座中，即可開(kāi)始第二站的觀測(cè)，由此可見(jiàn)，每觀測(cè)完一站，只需在新的前視點(diǎn)上將三腳架和基座整平對(duì)中一次，從而提高了工作效率。省點(diǎn)法當(dāng)井下測(cè)量復(fù)測(cè)支導(dǎo)線，或?qū)τ谝呀?jīng)測(cè)過(guò)的導(dǎo)線進(jìn)行檢查測(cè)量時(shí)，往往只需要由原已知起始點(diǎn)A、B開(kāi)始，測(cè)到另一端的最終邊C、D，而不一定非要在中間點(diǎn)1、2、3…上整平對(duì)中。這樣，就可以類似水準(zhǔn)測(cè)量那樣，只在開(kāi)始時(shí)在B點(diǎn)和A點(diǎn)分別安置儀器和棱鏡覘標(biāo)整平對(duì)中，而前視點(diǎn)可以任選在適當(dāng)?shù)奈恢?’即可，1’點(diǎn)既不需要保留，也無(wú)需對(duì)中，只需整平。同樣，2’，3’...等中間點(diǎn)也可臨時(shí)選擇，只整平而不需對(duì)中。直到最后到達(dá)終點(diǎn)C和D時(shí)，才需對(duì)中和整平，從而大大提高了工作效率。碎步測(cè)量碎步測(cè)量的目的在于測(cè)得井巷的細(xì)部輪廓形狀，作為填繪礦圖的依據(jù)。為此,在進(jìn)行井下導(dǎo)線測(cè)量的同時(shí),完成測(cè)角量邊之后,還要進(jìn)行碎步測(cè)量,丈量?jī)x器中心到巷道頂板、底板和兩幫的距離（俗稱為量上、量下、量左和量右）。此外，還要測(cè)量巷道、硐室或工作面的輪廓，通常是用“支距法”。二、井下高程測(cè)量的目的和任務(wù)井下高程測(cè)量是測(cè)定井下各種測(cè)點(diǎn)高程的測(cè)量工作。其目的是為了建立一個(gè)與地面統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，確定各種采掘巷道、硐室在豎直方向上的位置及相互關(guān)系，以解決各種采掘工程在豎直方向上的幾何問(wèn)題。其具體任務(wù)大體有以下幾項(xiàng)：在井下主要巷道內(nèi)精確測(cè)定高程點(diǎn)和永久點(diǎn)的高程，建立井下高程控制；給定巷道在豎直面內(nèi)的方向；確定巷道底版的高程；檢查主要巷道及其運(yùn)輸線路的坡度和測(cè)繪主要運(yùn)輸巷道縱剖面圖。三、井下水準(zhǔn)測(cè)量（一）井下水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)外業(yè)主要是測(cè)出各相鄰測(cè)點(diǎn)間的高差。施測(cè)時(shí)水準(zhǔn)儀置于二尺點(diǎn)之間，使前、后視距離大致相等，這樣可以消除由于水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不平行所產(chǎn)生的誤差。由于井下黑暗，觀測(cè)時(shí)要用礦燈照明水準(zhǔn)尺，讀取前、后視讀數(shù)。讀數(shù)前應(yīng)使水準(zhǔn)管氣泡居中，讀數(shù)后應(yīng)注意檢查氣泡位置，如氣泡偏離，則應(yīng)調(diào)整，重新讀數(shù)。視線長(zhǎng)度一般以15m—40m為宜。要求每站用兩次儀器高觀測(cè)，兩次儀器高之差應(yīng)大于10cm，高差的互差不應(yīng)大于5mm。上述限差在施測(cè)時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢核，如不符合，即應(yīng)重測(cè)。最后取兩次儀器高測(cè)得的高差平均值作為一次測(cè)量結(jié)果。當(dāng)水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在巷道頂板上時(shí)，要倒立水準(zhǔn)尺，以尺底零端頂住測(cè)點(diǎn)，記錄者要在記錄薄上注明測(cè)點(diǎn)位于頂板上。井下水準(zhǔn)測(cè)量路線可為支導(dǎo)線、附合路段或閉合路線，井下每組水準(zhǔn)點(diǎn)間高差應(yīng)采用往返測(cè)量的方法確定，往返測(cè)量高差的較差不應(yīng)大于±50Rmm（R水準(zhǔn)點(diǎn)間的路線長(zhǎng)度，以km為單位）。如條件允許，可布設(shè)成水準(zhǔn)環(huán)線。閉、附合水準(zhǔn)路線可用兩次儀器高進(jìn)行單程測(cè)量，其閉合差不應(yīng)大于±50Lmm（L為閉、附合路線長(zhǎng)，以km為單位）。當(dāng)一段水準(zhǔn)路線施測(cè)完后，應(yīng)及時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)檢查外業(yè)手薄。檢查內(nèi)容包括：表頭的注記是否齊全；兩次儀器高測(cè)得的高差的互差是否超限；高差的計(jì)算是否正確；頂、底板的水準(zhǔn)點(diǎn)是否注明等。（二）水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)主要是計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)間的高差，經(jīng)平差后，再根據(jù)起算點(diǎn)的高程，求出各測(cè)點(diǎn)的高程。由于井下巷道中的高程點(diǎn)有的設(shè)在頂板上，有的設(shè)在底版上，因此可能出現(xiàn)四種情況（如下圖）。但不論哪種情況，在計(jì)算兩點(diǎn)間的高差時(shí)，仍與地面水準(zhǔn)測(cè)量一樣，

是用后視讀數(shù)a減去前視讀數(shù)b，即H=a-b（2.22）當(dāng)求得各點(diǎn)間的高差及各項(xiàng)限差都符合規(guī)定后，四、井下三角高程測(cè)量高程控制測(cè)量中，雖然水準(zhǔn)測(cè)量的精度為最好，但其作業(yè)量較大，工作效率較低且受地形起伏的限制，有時(shí)很難甚至無(wú)法施測(cè)。故井下斜井貫通測(cè)量的高程控制一般采用三角高程測(cè)量，它是應(yīng)用三角學(xué)原理，測(cè)疋兩點(diǎn)間水平距離和垂直角度來(lái)計(jì)算兩點(diǎn)間的高差，再?gòu)囊稽c(diǎn)高程推算出另一點(diǎn)高程施測(cè)方法如下：安置經(jīng)緯儀于A點(diǎn)，對(duì)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6,用鋼尺長(zhǎng)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。有圖可以看出，B對(duì)A點(diǎn)的高差可按下式計(jì)算：H=Lsin5+i-v(2.23)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)；S 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，測(cè)點(diǎn)在底版時(shí)為正值，頂板時(shí)為負(fù)值；v——覘標(biāo)高，由測(cè)點(diǎn)量至照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)的高度，測(cè)點(diǎn)在底版時(shí)為正值，頂板時(shí)為負(fù)值。當(dāng)井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線為光電導(dǎo)線測(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的斜距L0，經(jīng)氣象、加常數(shù)改正后斜距LOASB兩點(diǎn)間的高差可按下式計(jì)算：h=Lsin5+RL22cos5(cos&k)+i-v(2.24)式中k 折光系數(shù)；R——測(cè)線處地球曲率半徑。五、井下高程導(dǎo)線的平差井下高程測(cè)量和井下導(dǎo)線測(cè)量一樣，也有閉合的、附和的及支導(dǎo)線等幾種類型。單個(gè)閉合或附和的水準(zhǔn)路線只有一個(gè)條件方程式，所以當(dāng)?shù)染扔^測(cè)時(shí)，可將高程閉合差反號(hào)平均分配到各站高差上。復(fù)測(cè)水準(zhǔn)支線的平差，是取兩次測(cè)得高差的平均值作為最終結(jié)果。井下水準(zhǔn)網(wǎng)可用等權(quán)代替法或多邊形法平差。當(dāng)井下高程線路中，既有水準(zhǔn)高程，又有三角高程時(shí)，因?yàn)椴皇堑染扔^測(cè)，因此需考慮不同的權(quán)。各環(huán)節(jié)的權(quán)為：P=22hm|j而m2h=m2水h+m2經(jīng)h(2.25)式中p 單位權(quán)中誤差，可采用任一常數(shù)；m水h、m經(jīng)h——分別為環(huán)節(jié)中水準(zhǔn)測(cè)量合三角高程測(cè)量所測(cè)得的高差中誤差，可按高程測(cè)量的等級(jí)確定。當(dāng)用多邊形平差時(shí)，各環(huán)節(jié)的測(cè)站數(shù)應(yīng)用其權(quán)倒數(shù)1/p代替。權(quán)的計(jì)算方法同上。求得每一環(huán)節(jié)的總改正數(shù)5h后，即可計(jì)算該環(huán)節(jié)中水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量所測(cè)得的高差改正數(shù)：v水h=-水ph5pv經(jīng)h=-經(jīng)po5p（2.26）式中p水=22水hm|j;p經(jīng)=22經(jīng)hm|j;p=222經(jīng)水hhmm+po第三節(jié)CASS軟件的運(yùn)用目前市場(chǎng)上的數(shù)字成圖軟件較多，CASS軟件便是其中之一。CASS是南方測(cè)繪儀器公司在AutoCAD2002上開(kāi)發(fā)的新一代數(shù)字化地形地籍成圖軟件。在數(shù)字化方面它具有完備的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，圖形生成，圖形編輯，圖形輸出功能；在地圖應(yīng)用方面，它涵蓋了從事距離，面積，土方的計(jì)算到斷面圖的繪制，公路曲線設(shè)計(jì)，圖副管理等工程應(yīng)用和完善的地籍管理功能?！?、CASS“無(wú)碼法”編輯成圖方式“無(wú)碼法”工作方式外業(yè)工作時(shí)，沒(méi)有輸入描述各定位點(diǎn)相互關(guān)系的編碼，而是以“草圖”的形式記錄點(diǎn)位之間的關(guān)系以及所測(cè)地形、地物的屬性信息。由于沒(méi)有輸入編碼，所以坐標(biāo)文件中僅有碎部點(diǎn)點(diǎn)號(hào)及測(cè)量坐標(biāo)值，對(duì)于這樣的數(shù)據(jù)文件，系統(tǒng)不能自動(dòng)處理編輯成地形圖，只能對(duì)照“草圖”，在計(jì)算機(jī)上通過(guò)人機(jī)交互方法，一步步編輯成圖?！盁o(wú)碼法”編輯成圖的基本過(guò)程如下。（一）定顯示區(qū)當(dāng)測(cè)量范