煤矿测量培训课件.ppt

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1、矿山测量知识矿山测量知识 一、矿山测量在煤炭生产和建设中的作用一、矿山测量在煤炭生产和建设中的作用 （一）矿山测量学的内容：包括为矿山勘探、基建和生产各阶段及资源的保护与合理开采提供基础性技术资料而进行的一切测量、计算和制图。 （二）煤矿测量的基本任务有两项：一是测绘各种矿图，供煤矿生产建设使用，称为测定；二是将图纸上设计好的工程位置标定于实地，称为测设或放线。 (三) 在均衡进行生产方面起保证作用。主要是通过测量及时提供或反映生产状况的各种图纸，参与采掘计划的编制和检查其执行情况。 （四）在安全生产方面起指导作用。通过测设（放线）及时正确地给出方向，使采矿巷道远离危险区，避免在井下掘露保安煤

2、柱或回采区塌陷，造成地面建筑物等的破坏导致事故发生。 地面测量是基础，联系测量是桥梁，井下测量是反应采掘平衡关系的主要依据，以其测量成果绘制的各种矿图，及时反应了煤矿的生产建设面貌及其位置关系。可见测量工作是煤炭生产和建设中不可缺少的一项技术基础工作。 二、矿山测量工作的主要任务二、矿山测量工作的主要任务 （1）建立矿区地面控制网和测绘大比例的地形图和矿图； （2）进行矿区地面与井下各种工程的施工测量和竣工验收测量； （3）测绘和编制各种采掘工程图及矿体几何图； （4）进行岩层与地表移动的观测及研究；为留设保护矿柱和安全开采提供资料； （5）参加采矿计划的编制，并对资源利用及生产情况进行检查和

3、监督。 （6）对资源利用及生产情况进行检查和监督； （7）进行矿区土地复垦及环境综合治理研究。 三、矿山测量工作的原则和特点三、矿山测量工作的原则和特点原则：矿山测量依然按照高级控制低级、站站有检核、测量精度满足工程要求这三项原则进行。矿井测量与地面测量相比具有以下特点：（1）工作条件不同。井下黑暗、潮湿、狭窄、行人和运输测量较多等困难条件下测量，需要采用适宜的仪器和方法。（2）测量对象不同。井下测量的主要对象是各种巷道，受条件限制，平面控制只能采用导线测量方法。 四、矿山测量工作的原则和特点四、矿山测量工作的原则和特点（3）考虑精度的出发点不同。地面测图的精度，不同的比例尺要求不同，且整个图

4、纸的精度比较均匀。而井下导线因短边和定向误差等影响，其误差由井田中央向边界迅速增大，图纸各处精度均不一致。故煤矿测量规范根据一般采矿工程对导线最远点的精度要求来制定基本控制导线的施测规格。（4）测量程序上有所不同。井下测量必须适应采掘工程的特点，一般从高级点起，先设次一级支导线进行控制、定向，再设基本导线实行检查，当巷道贯通后逐渐构成闭（附）合导线。这种分段控制、定向要求测量必须及时严谨和准确，否则出现差错很难弥补。 五、测量上的坐标系统五、测量上的坐标系统 在测量工作中，地面的空间位置使用坐标和高程来表示的。在大范围内用地理坐标系统表示点位，而在小范围内可用平面直角坐标系统表示。 1、表示点

5、在球面上位置的坐标系统称为地理坐标。地理坐标又按坐标所依据的基本线和面的不同以及求得坐标的方法不同，分为大地地理坐标和天文地理坐标两种。 我国的领土位于东半球与北半球，各地的地理坐标都是东经和北纬。 2、高斯平面直角坐标 为了解决将曲面展为平面，德国数学家高斯首先提出了横圆柱正行投影理论，后来德国大地测量学家克吕格补充研究完成。人们把这种投影称为高斯-克吕格投影。为了使这种投影变形误差不影响图纸使用，通畅采用高斯投影分带法。 分带投影是从首子午线开始，依次自西向东每隔6经差划分一带，全球共分为60个带。设L0为6分带的中央子午线精度，n为投影带编号数，两者关系为 L0=6n-3. 由于6带不能

6、满足1:10000及大比例尺图测图精度要求，故采用3分带投影法。3分带每隔3经差划分一带，全球共划分120带。设L为3分带的中央子午线经度，n为投影带号数，两者的关系为 L=3n 3带是在6带的基础上划分的。带号n为奇数的3带，其中央子线与6带的中央子午线重合。带号为偶数的3带，其中央子线则与6带的分界子午线重合。我国由东经75起，进行划分，直至东经135止，跨11个6带和21个3带。 在高斯平面直角坐标系中，规定了x轴为向北为正，y轴为向东为正，象限按顺时针编号，与数学上的象限顺序相反。我国位于北半球，x坐标值均为正号，y坐标却有正有负，为了避免横坐标出现负值，便于使用，将横坐标值统一增加5

7、00km。 六、直线定向的意义及标准方向六、直线定向的意义及标准方向 确定一条直线与标准方向的夹角关系成为直线定向。标准方向通常有真子午线、磁子午线和直角坐标纵线三种，统称三北方向线。 1.真子午线方向 通过地面上一点只想地球北极的方向为该店的真子午线方向或真北方向。同一纬度上两个点的真子午线方向所夹的角值称为子午线收敛角，以表示。凡坐标纵线偏在子午线以东者称东偏，其角值为正；以西者称为西偏，其角值为负。 2.磁子午线方向 通过地面上一点，指向地球北磁极的方向称为该点的磁子午线方向，或磁北方向。它是用罗盘来测定的。某点的磁子午线方向与真子午线方向之间的夹角称为磁偏角，以表示。当磁子午线北端偏向

8、真子午线以东者称为东偏，角值为正；偏向真子午线以西者称为西偏，角值为负。我国各地磁偏角的范围在-10-6间。 3.坐标纵线方向 在高斯平面直角坐标系和独立平面直角坐标系内，把坐标格网纵线称为坐标纵线方向，称为X轴方向。 七、直线的表示方法七、直线的表示方法 1、方位角 从标准方向线的北端起，顺时针旋至某一直线的夹角，称为该直线的方位角，角值为0-360。 当标准方向为真子午线时，称为真方位角；当标准方向为磁子午线时，称为磁方位角；当标准方向为直角坐标系的坐标纵线时，称为坐标方位角。坐标方位角与磁方位角、磁偏角、子午线收敛角的关系为： =磁+- 2、坐标方位角 在普通测量学范畴内，通常采用平面直

9、角坐标系，因此，一般是用坐标方位角来确定直线的方向。在直角坐标系内，同一条直线上正反方位角相差180。 测量误差的基本知识测量误差的基本知识一、观测误差一、观测误差误差的发生，有多种多样的原因。概括起来有三个方面。（1）观测工作是利用仪器进行的，由于每一种仪器只具有一定的精确度，使观测结果的精度受到了一定的限制。（2）由于观测者的感觉器官的鉴别能力有着一定的局限性，所以，不论在仪器的安置、照准、读数等方面都会产生误差。（3）观测所处的外界条件，如温度、湿度、锋利、大气折光等因素都会对测量结果直接发生影响。上述仪器、人、外界条件等三个方面的因素是引起误差的主要来源。因此我们把这三个方面的因素综合

10、起来称为观测条件。 测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为系统误差和偶然误差。二、观测成果的精度指标二、观测成果的精度指标1、精度的含义：所谓精度，就是指误差分布的密集或离散程度。2、精度指标：测量工作不仅要对某一个未知量进行多次测量，求其最可靠的结果，还必须对观测成果的精确程度作出评定。通常采用中误差、容许误差和相对误差作为评定精度的指标。 1）中误差：对一个未知量进行n此观测，取各个独立真误差平方和的平均数的平方根为中误差（又称均方误差） 2）容许误差：偶然误差的第一个性质告诉我们，在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的界限。如果测量中某一观测值的误差超过了改界限，那么这次观

11、测的质量不符合要求，应该舍弃，这个限值称作容许误差。 3）相对误差：相对误差是中误差与观测值之比。对于真误差与极限误差，也有用相对误差来表示的。 与相对误差相对应，真误差、中误差、容许误差均称为绝对误差。联联 系系 测测 量量 联系测量是将地面测量坐标传递到井下，使井上、下采用同一坐标系统所进行的工作。联系测量包括平面联系测量和高程联系测量两个部分，前者简称定向，或者简称导入高程。 联系测量的作用就是使井上下采用同一坐标系统。 联系测量的任务：（1）确定井下经纬仪导线起始边的方位角和起始点的平面坐标；（2）确定井下水准几点的高程。一、地面近井点的设立一、地面近井点的设立在井口附近建立的近井点和

12、水准几点应满足下列要求：（1）尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点；（2）近井点至井口的联测导线边数应不超过三个；（3）水准基点不得少于两个（近井点可作为水准点使用）。井口水准基点的高程测量应按四等水准的精度要求测设。二、一井定向二、一井定向 通过一个竖井进行几何定向，也就是说在井筒内挂两根钢丝，钢丝一端固定在地面，另一端用垂球自由悬挂于定向水平，再按地面坐标系统求出量垂球的平面坐标及其连线的方位角；在定向水平上把垂球线和井下永久点连接起来，这样便能将地面的方向和坐标传递到井下而达到定向的目的。因此可把一井定向分为两个部分：投点、连接。三、两井定向三、两井定向 当矿山有两个竖井，且在

13、定向水平有巷道相同并能进行测量时，就要采用两井定向。所谓两井定向，就是在两个井筒中各挂一个垂球线，然后在地面和井下把两个垂球线连接起来，从而把地面坐标系统中的平面坐标及方向传递到井下。四、高程联系测量四、高程联系测量高程联系测量的任务是把地面坐标系统中的高程，经过平硐、斜井或竖井传递到井下高程测量的起始点上，所以升值为高程联系测量，也称导入高程。钢尺导入高程：用钢尺导入高程，在使用长钢尺导入高程是应加入钢尺的改正数，包括比长改正、温度改正、拉力改正和自重改正。五、陀螺经纬仪定向五、陀螺经纬仪定向几何定向存在着占用井筒，耗费大量人力、物力和时间，并随着井筒深度增加，定向精度降低等确定，所以人们研

14、究采用物理方法进行矿井定向，即陀螺经纬仪定向。陀螺仪定向的常见方法是逆转点法和中天法。井下平面控制测量井下平面控制测量一、井下平面控制导线的布设与等级一、井下平面控制导线的布设与等级1、井下平面控制测量的特点在地面平面控制网的基础上，通过联系测量将地面平面坐标系统传到井下去，求得井下起始边的方向及起始点的坐标。由于井下条件的限制，井下平面控制网均以导线的形式布设、因而井下平面控制测量实际上是经纬仪导线测量。2、井下经纬仪导线的等级煤矿测量规程规定：井下平面控制分为基本控制和采区控制两类。井下平面控制分为基本控制和采区控制两类。基本控制精度较高，是矿井的首级控制导线，其精度应能满足一般贯通工程的

15、要求；采区控制导线精度较低，应能满足日常生产测量及测图的要求。井下平面控制导线的布设与等级井下平面控制导线的布设与等级 基本控制导线分为7和15两级，主要敷设在斜井、平硐、井底车场、水平运输巷道、矿井总回风巷、暗斜井、集中上下山和集中运输石门等主要巷道。各矿可根据井田范围大小，选用其中一种作为本矿的基本控制导线。 采区控制导线分为15和30两级，一般由主要巷道中的基本控制点开始，沿采区上、下山，中间巷道或区盘运输巷道以及其他次要巷道敷设。矿可根据采掘工程的实际需要，选用其中一种作为本矿的采区控制导线。 对于已建立井下控制网的矿井，在条件允许时，应用加测陀螺定向边的方法改建井下平面控制网，以提高

16、其精度。井下平面控制导线的布设与等级井下平面控制导线的布设与等级井下平面控制导线的布设与等级井下平面控制导线的布设与等级二、井下经纬仪导线的类型井下导线点布设在巷道中，受巷道掘进和开拓方式的限制，最初大多为支导线形式，随着巷道的延伸及巷道数量的增多，可以形成闭合导线、附合导线及导线网。4、井下导线点的分类、设置井下导线点按其使用的长短分为永久点和临时点两类，永久点应设置在便于使用和保存的稳定顶板、碹顶或棚梁上。只有当顶板岩石松软、破碎，容易移动或某些特殊情况下，才将其设置在巷道底板内。永久导线点应设在矿井主要巷道内，一般每隔300m500m设置一组，每组不得少于3个。 导线的延长及检查导线的延长及检查 井下导线是随巷道掘进分段测设的，及逐渐向前延测。一般规定：基本控制导线每隔300m500m延测一次；采区控制导线随巷道掘进每30m100m延测一次。 为检查在导线延测时所依据的已知点的可靠性，在延测之前，必须对上次所测量的最后一个水平角按相应的测角精度进行检查，本次观测与上次观测该水平角只差d应满足d22m；式中m为各等级导线的测角中误差。对于井下7、15和30导线的的限差，分别为204