第七章礦井聯(lián)系測量

1、第七章 礦井聯(lián)系測量,,平面聯(lián)系測量,高程聯(lián)系測量,聯(lián)系測量,第一節(jié) 概述,聯(lián)系測量：將礦區(qū)地面平面坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)傳遞到井下，使井上下能采用同一坐標系統(tǒng)所進行的測量工作。,一、礦井聯(lián)系測量的必要性,（1）需要確定地面建筑物、鐵路和河流等與井下采礦巷道 之間的相對位置關系。這種關系是用井上下對照圖來 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)系測量的目的和任務1、聯(lián)系測量的目的：使地面和井下測量控制網(wǎng)采用同一坐標系統(tǒng)。2、 聯(lián)系測量的任務：（1）確

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

4、平面聯(lián)系測量，又稱礦井定向。,為什么將平面聯(lián)系測量又稱為定向？,礦井定向的種類,礦井定向概括來說分為兩類：,,定向,幾何定向,,通過斜井或平硐,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,在一個井筒內(nèi)懸掛兩根垂球線由地面向井下傳遞平面坐標和方向的測量工作稱為一井定向 。,,一、一井定向,定向工作,（一）投點：在井筒內(nèi)懸掛垂球至定向水平。,,投點誤差,井筒內(nèi)飛流、滴水的因素,,投向誤差,減小投點誤差的方法？

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C、C′時，應使連接三角形△ABC和△ABC′滿足以下三個條件：,（1）點C與D及點C′與D′要彼此通視，且CD與C′D′ 的邊長要大于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，一般應小于1.5 m。,1）連接三角形應滿足的條件,2）連接三角形法的外業(yè),測角。井上、下水平角測量。井上測α、φ和γ井下測α′ φ′和γ′。,量邊。井上量取a、b、c三條邊的邊長。，井下丈量c，b′和a′三條邊的邊長。,3）連接三角形的解算,① 運用正弦定理，解算出α，β，α′，β′,②檢查測量和計算成果,首先，連接三角形的三個內(nèi)角α、β、γ以及α′、β′、γ′的和均應為180°。若有

7、少量殘差可平均分配到α、β或α′β′上。(角的檢驗）,其次，井上丈量所得的兩鋼絲間的距離c丈與按余弦定理計算出的距離c計相差應不大于2mm；,井下丈量所得的兩鋼絲間的距離c丈與計算出的距離c計 相差應不大于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線，如D—C—A— B—C′—D′，按照導線的計算方法求出

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

9、定向的外業(yè)測量與一井定向類似，也包括投點、連接、內(nèi)業(yè)計算。,兩井定向的示意圖,（一）兩井定向的外業(yè)測量工作,1、投點,兩個井筒中各懸掛一根垂球線A和B，投點設備和方法同一井定向。,2、連接,1）地面連接測量,目的是測定兩個垂球線A、B的平面坐標，由坐標算出兩垂球線的方位角。,導線可采用一級或二級導線,2)井下連接測量,在定向水平上，連接兩垂球線，測設導線A′—1—2—3—4—B′。,導線可以采用7″或15″基本控制導線。,（二）井定向的

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

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

12、A1邊的方位角αA1，計算出井下導線各點在地面坐標系統(tǒng)中的坐標和方位角;最后算得垂球B的坐標。,5、測量和計算的第二個正確性的檢驗,將井下連接導線按地面坐標系統(tǒng)，由A算出B點的坐標與按地面連接算得的B點坐標的相對的閉合差符合井下所采用的連接導線的精度時，則井下連接導線的測量和計算正確，閉合差按與邊長成比例分配（只對井下導線的坐標加以改正） 。,6、兩井定向應獨立進行兩次，其互差不得超過1′,兩井定向的優(yōu)點：由于兩井定向時，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,陀螺定向是運用陀螺經(jīng)緯儀直接測定井下未知邊的方位角。它克服了運用幾何定向方法進行聯(lián)系測量時占用井筒時間長、工作組織復雜等缺點，目前，已廣泛應用于礦井聯(lián)系測量和控制井下導線方向誤差的積累。,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，具有三個自由度的陀螺儀)的原理而制成的。自由陀螺儀具有以下兩個基本特性：,陀螺儀GP1-2A,第三節(jié) 高程聯(lián)系測量,高程聯(lián)系

14、測量又稱導入標高，其目的是建立井上、井下統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。 導入高程的任務：將地面水準基點的高程傳遞到井下高程測量的起點，確定井下水準點的高程。 采用平硐或斜井開拓的礦井，高程聯(lián)系測量可采用水準測量或三角高程測量，將地面水準點的高程傳遞到井下。 采用立井開拓的礦井，導入高程的實質(zhì)是丈量井筒深度。方法：鋼尺法、鋼絲法和光電測距法。,高程聯(lián)系測量：將地面高程系統(tǒng)傳遞到井下的測量稱為高程聯(lián)系測量簡稱導入高程。,1、長鋼尺導入高程,用長

15、鋼尺導入高程,下放鋼尺，分別在A、B兩點所立水準尺上讀取讀數(shù)a、b，然后將水準儀照準鋼尺，在井上下同時讀取讀數(shù)準儀m、n 。,同時測定井上下溫度t1、t2 。,根據(jù)上述測量數(shù)據(jù)，求得A、B兩點的高差為：,h=（m-n）+（b-a）+ΣΔL,目前國內(nèi)外使用的長鋼尺有500m、800m、1000m等幾種。,施測方法：,其中ΣΔL 為鋼尺的總改正數(shù)。它包括尺長、溫度、拉力和鋼尺自重等改正數(shù)。,導入高程需獨立進行兩次 前后兩次之差不得超過l/8

16、000。,2、鋼絲法導入標高,采用鋼絲法導入標高時，首先應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),鋼絲導入高程,,3、光電測距儀導入標高,運用光電測距儀導入標高，不僅精度高，而且縮短了井筒占用時間，因此是一種值得推廣的導入標高方法。,光電測距儀導入高程,基本方法：在井口附近的地面上安置光電測距儀，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)；通過光電測距儀

17、分別測量出儀器中心至井上和井下反射鏡的距離L、S。,從而計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為光電測距儀的總改正數(shù)。,然后，分別在井上、井下安置水準儀。讀取立于E、A及F、B處水準尺的讀數(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,運用光電測距儀導入標高也要測量兩次，其互差也不應超過H/8000。,下課了。。。,追求,休息一會兒。。。,