内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
第三章 矿山测量的基本工作
3.1 矿山测量
为了确定井下巷道、硐室、采掘工作面及各种特征点的空间位置及相互关系，须进行的一系列测量。但井下测量并不像地面测量那样是在一定的区域内进行测量，而是受到井下巷道条件的限制，只能沿巷道设点，开始只能布设支导线形式，随着巷道的延伸和增多，可逐渐布设成闭（附）合导线、导线网等。
随着测绘技术的发展，现已经出现了较为先进的GPS测量系统，已经大大的降低了测绘工作者得强度，也加快了测量的速度。但是，受到矿山测量条件的限制，井下测量的现状并没有得到太多的改善，一些传统的测量仪器以及测量方法仍在使用，并在今后一段时间内还会继续使用。本文以经纬仪简要的介绍一下井下的测量方法[3]。 3.1.1 井下导线的角度测量
由于井下的导线点多布设在巷道顶板上，因此用经纬仪测角进行对中整平时和地面的不同，要在测点下进行对中（如图3.1所示），所以对中器应该在仪器的上面，即经纬仪望远镜镜筒上应当刻有仪器中心，即镜上中心经纬仪在测点下对中时，要整平仪器并令望远镜水平，由测点上悬挂下垂球，移动经纬仪使镜上中心对准垂球尖。对中用的垂球尖最好是可伸缩的，以利于微调。如果井下巷道中风大，可加挡风布。
图3.1 点下对中图
目前大多数矿井采用J2、J6型经纬仪测量井下基本控制导线和进行其他精密测量。用J6型经纬仪测量采区控制导线及次要巷道、日常施工测量等。为了保证测量成果的质量，所有的测量仪器必须定期的进行检验和校正。在校正好后就可以井下角度测量了.井下测角一般用测回法[4]，如图3.2所示。
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图3.2 测回法测角图
测量角度?时，在C点安装经纬仪，整平对中，在后视点A和前视点B悬挂垂球线作为站标，并用矿灯蒙上白纸照明垂球线。测回法的步骤如下:①正镜瞄准后视点A，使水平读盘大致对于00，读取水平读盘读数a1，并使十字丝的水平中丝照准垂球线上的标志，使竖盘指标水准器的气泡居中后，读取竖盘读数LA；②正镜顺时针方向旋转照准部，照准前视点B，读取水平读盘读数b1和竖盘读数L；③倒镜后逆时针旋转照准
B部，照准前视点B，读取水平读盘读数b2和竖盘读数RB；④倒镜逆时针旋转照准部，照准后视点A，读取水平读盘读数a2和竖盘读数RA;⑤最后计算一测回所测水平角为:
12竖直角?的计算公式随经纬仪竖盘刻划方法的不同而异。若竖盘以全圆顺时针方向注
???ACD?(b1?a1?b2?a2) （3.1）
记，且当望远镜水平时竖盘读数为900(正镜)和2700(倒镜)，则竖直角?的计算公式为:
1??2? （3.2）
1?B??RB?LB?1800???2??A?(RA?LA?1800)?
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表3.1 经纬仪导线水平角的观测限差
仪器级别
同一测回中半測回互差 J2 J6 20'' 40'' 12' 30'' 30'' 60'' 两測回间互差 两次对中測回间互差
表3.2 经纬仪导线垂直角的观测限差
观测方法
測回数
垂直角互
差
对向观测(中丝法) 单向观测（中丝法）
1 2
-
''DJ2经纬仪
指标差互差 -
''DJ6经纬仪
測回数
垂直角互差
2 3
25 25
''''指标差互差 25 25
''''15 15
3.1.2 井下导线的边长测量
井下用钢尺量边时采用的工具包括有钢尺、拉力计（弹簧秤）和温度计等。钢尺长度宜采用30m或50m的，最好整尺全长均有毫米刻划。由于巷道内泥泞潮湿，钢尺每次用完之后应立即擦净并上油以免生锈。拉力计是为了在精确量边时对钢尺施加一定拉力时用的，温度计则是用来测定量边时钢尺的温度，以便进行各项改正计算。
井下多采用悬空丈量边长的方法。具体做法是在前、后所挂垂球线上用大头针作出标志，作为测量倾角时经纬仪望远镜十字丝水平中丝瞄准的目标和钢尺量边时的端点。丈量边长时，钢尺一端刻划对准经纬仪的镜上中心，另一端用拉力计施加在钢尺比长时的标准拉力，并对准垂球线上的大头针出在钢尺上的读数，要估读到毫米，每尺段以不同起点读数三次。并且导线边长必须往返丈量，丈量结果加入各项改正数之后的水平边长互差不得大于1/6000。
当边长超过尺长时，须分段丈量。这时要用经纬仪定线，在中间加点如3.3所示。1、2两点位于望远镜视线上，并在1、2点的垂线绳与十字丝水平中丝交点处插上小钉，
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然后分段丈量A-1、1-2和2-B三段距离。
图3.3 悬空丈量法
3.1.3 “三架法”和“四架法”导线测量
如果采用经纬仪和测距仪进行测角量边，则导线测量工作要简单迅速得多。即仪器头和棱镜站标可以共用相同的基座与三脚架。这样，每个三脚架连同基座可只整平对中一次，随后在搬站时，只需移动仪器头和棱镜站标，而不必移动三脚架和基座。可以简化工作组织，提高工作效率，并减少对中误差对测角和量边的影响。视不同情况，导线测量可以用“三架法”和“四架法”等方法来完成。
(1)三架法
如图3.4所示，一般从已知导线点A和B开始施测导线A-B-1-2-3?,首先在B点安置仪器对中整平，在后视点A和前视点1安置站标对中整平。测完B站后，B点及1点的三脚架和基座保持不动，将B点的仪器头移动1点，直接插入原已安置好的三脚架基座中，将A点的棱镜站标直接插入B点的三角架基座中，而将A点的三脚架和基座移到2点对中整平，并将1点的棱镜站标插入2点已对中整平的基座中，即可开始第二站的观测。这样，每观测一站，只需在新的前视点上将三脚架和基座整平对中一次，从而提高了工作效率。
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图3.4 三架法和四架法导线测量
(2)四架法
由图3.4可以看出，“三架法”中，当测完B站后，须将后视A点的三脚架和的三脚架和基座移到新的前视点2去整平对中，不但距离远，而且有时前视点2不宜马上找到，从而影响工作效率。为此，可以再配备第四个三脚架和基座，当仪器在B点观测时，第四个三脚架和基座已提前在2点对中整平；当测完B站后，即可将仪器头移到新的测站点1开始观测。当然，由于有了第四个三脚架和基座，所需人员也相应增加。 3.1.4 井下高程测量
井下高程测量以矿井高程联系测量导入的高程起始点为依据，测定井下导线点和高程点的高程。同地面一样，测量井下点高程的方法采用水准测量和三角高程测量的方法。水准测量一般适用于倾角小于80的水平巷道或微倾巷道，一般分为I级水准测量和Ⅱ级水准测量，三角高程测量一般适用于倾角大于80的倾斜巷道或急倾斜巷道，一般分为基本三角高程测量和采区三角高程测量两个级别。此外，对于某些次要巷道还可以采用悬挂半圆仪进行高程测量。井下高程点应埋设在巷道顶、底板或两帮的稳定岩石中、碹体中或井下巷道永久固定设备的基础上。永久导线点也可作为高程点。所有的高程点都应统一编号，并将编号明显地标记在点的附近。
水准测量内业主要是计算出各测点间的高差，经平差后，再根据起算点的高程，求出各测点的高程。
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