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矿山测量教案 矿山测量 主讲人：易胜强 第一章 全站仪在矿山测量中的应用 在地下矿山测量中,运用传统的经纬仪、水准仪进行测量,不但外业、内业测量计算工作量大,而且影响测量精度的因素许多,运用全站仪不仅可削减部分因素的影响,提高测量精度,而且可减轻测量人员的劳动强度,从而提高工作效率。 在矿山测量中, 井下测量与地面测量可谓千差万别,无论从测量条件、劳动强度还是平安因素等都比地面测量困难得多。由于井下受阴暗、潮湿、温差、炮烟、水汽、照光明度等影响, 目标难找影响测量。巷道狭小、滴水、噪声、机车的往来、井下爆破等都是影响测量精度的因素。在井下测量中, 以往运用传统的经纬仪、水准仪、挂罗盘进行测量, 不但外业测量工作量大、作业时间长,而且内业整理、计算、检查测量成果工作量也大, 并且外业影响测量因素较多,导致测量成果精度较低。 全站型电子速测仪(简称全站仪) 是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统。由于该仪器能较完善地实现测量与处理过程中的电子化和一体化, 将其应用到地下矿山测量,不但可以减轻测量人员的劳动强度,提高工作效率,而且削减了很多中间环节,干脆削减了很多因素的影响,可提高测量精度,真正体现科技给测量带来的发展机遇。 1.1仪器的打算 仪器的选型及参数的设置 地下矿山运用的全站仪,在仪器的选型上,首先必需考虑井下的特点,要选择防水等级为IXP4 级以上的全站仪, 即防溅型全站仪(即仪器能受随意方向的水溅而不受影响) 。这种仪器具有较强的密封性能,有较好的防水和防尘效果。 全站仪内部的参数可依据井下温度、气压等按公式或图表进行设置。但棱镜常数及仪器常数则应依据运用的棱镜设置或测定。仪器在首次运用和运用一段时间(一般指一年)后, 必需对其各项指标进行检校。由于仪器精密性较高,一般须送往专业测绘部门进行检验。 1.2仪器的对中 1.2.1 全站仪对中 目前全站仪只设置有点上光学对点器, 而未设置点下光学对点器。因此, 在井下测量时须借助垂球进行对中。为减小井下风流使垂球摇摆而产生对中误差, 在对中时一般用350g 的活尖垂球进行, 否则必需用遮挡物(如雨伞等) 挡去风流的影响, 或关掉风机。 一般全站仪在望远镜筒上设置了一小点做点下对中用, 而有些全站仪(如托普康全站仪) 又在手柄电池上设置了点下对点, 因怕手柄电池的紧固螺丝有松动现象,对点不在同一竖直轴上而产生误差,在进行较高级测量时, 必需用望远镜筒上的点对中。即先打开电源把垂直角对好水平90°后, 关闭电源,取下手柄电池再对中。精确对中后再当心安上手柄电池,即可重新开机测量。 1.2.2 镜站对中 全站仪棱镜在井下运用时必需先做好一些打算工作, 否则棱镜对中无法进行。一般的全站仪棱镜上没有点下对点装置。我们依据自己的实际状况,制作了一个“棱镜对点器”供大家参考。其俯视图为, 侧视图为, 直径按棱镜轴套内径为24mm(本例为TOPCONGTS 311S 基座式点上对中棱镜) ,高度以便利取出为好,一般不小于3cm为宜。做好后把它放在棱镜套孔中细致对中后,轻手取下,再把棱镜当心放上对准全站仪,即可进行测量。 对中误差是引起测量误差的一个重要因素, 测量人员在设置测站时应细致对中。按理论计算, 当仪器离测量点高度为1.5m、而对点误差为0.5mm时, 则引起仪器竖轴倾斜误差为109, 而这一误差对10m以外的目标将产生约10的水平角误差。可见对中因素对测量产生误差的影响。 测量前输入全站仪内部的全部数字,如仪器高、镜站高、测站点坐标、测站点高程, 以及后视点方位等都必需反复核对,确定无误后,才能进行下一步测量工作,否则,所测结果无法运用。特殊要留意在输入完坐标数据后即时瞄准后视点, 或输完后视坐标数据刚好提取方位角, 否则所测的结果将产生旋转或平移。 1.3 一般测量 利用全站仪在井下进行一般测量时, 为了加快测量速度, 可干脆设置后视方位、测站坐标及高程,并设置好仪器高及镜站高,干脆读取、记录所测点的坐标及高程。从而刚好了解掘进进度, 指导井下工程按设计进行施工,保证平安作业。为便于检查,须同时记录所测点的方位(HR)、平距(HD)、高差(VD)、垂直角()、斜距(SD) 。井下定中线、腰线时,由于全站仪可干脆调出方位和读出距离, 省去了许多协助工作,能便利、精确地现场标定中、腰线。 1.3 内置固化程序测量 井下测量时,由于受巷道狭小的影响,一般照准方向不多, 全站仪自带的一些固化程序不是都可以用得上(如对边测量、后方交会法、面积测量等) , 必需依据井下的特点来敏捷应用这些固化程序。 1.3.1 角度测量 角度测量是井下测量中的重要工作, 也是关键的工作, 角度测量精度的凹凸干脆影响到方位角的大小, 从而影响最弱点和最弱边的误差。利用全站仪内置的重复角度测量模式测量, 既能消退正倒镜的2C 差, 又能刚好反映测量误差, 避开了来回转换正倒镜。井下角度测量照准方向一般以垂球线为最佳。为了得到最好的背景效果, 可在垂球线后面用照明工具透过透亮纸进行照明, 并把部分反光的照明灯关闭,以便更好地找寻测量目标。 1.3.2 边长测量 传统的井下导线测量边长是两人用15kg 力水平同时拉钢尺,两人读取数字,往往因两人力气把握不均, 难以读数, 此外还有因听错、读错或算错而导致限差不合要求, 从而经常进行反复多次测量才符合要求, 特殊在斜井(2030°) 上测量边长, 难度系数更大。由于受钢尺长度的影响, 限定了导线边长不能超过50m, 当测量高级导线超过50m, 除必需设中间定转点外, 还必需考虑钢尺的高差改正和垂曲改正, 给测量工作带来许多困难。全站仪的测电子测距克服了钢尺测量的诸多缺点。 边长远远超过50m,不但削减了测站, 而且提高了测量精度。值得留意的是棱镜整平对中后必需通过小视察孔对准全站仪测站方向。 由于井下受潮湿、温度、能见度、照光明度等影响,加上垂球线细度问题以及照准方向背景不好,两测量导线点的边长设置, 在直线巷道中以不大于300m为宜。 1.3.3 坐标测量 坐标测量是干脆对准棱镜, 仪器自动计算出并显示未知点的坐标,在设置好测站点的坐标、后视方位(或后视点坐标) 后, 即可进行测量。关机后可复原测点坐标的模式, 给测量工作带来了检查便利。在进行测量放样中, 通过坐标测量可对放样点马上进行检查,发觉问题可马上订正。 1.3.4 定向测量 在井下指导工程掘进, 尤其是巷道进行相向贯穿,定向测量显得尤为重要,在巷道的中线、腰线、规格三要素中,中线、腰线的标定工作对贯穿起关键性的作用。全站仪屏幕上干脆显示的角度, 削减了传统经纬仪读数的出错概率, 为标定方向削减了很多中间环节,提高了定向测量的精确性。 1.3.5 放样测量 井下工程测量管理过程中, 放样测量工作相对 较少,但在一些重点开拓工程的设备基础安装时,各种轴线的放样标定工作, 同样对测量提出了较高要求。通过全站仪的各种放样固化程序, 先设置好各种参数, 一般很简单达到要求。在实施放样的过程中,仪器还能人性化地告知棱镜应当往左往右,还是往前往后,并测量出误差结果。 1.3.6 高程测量 井下高程测量一般利用水准仪进行, 全站仪通过输入测站高程,量取仪器高和镜站高,干脆显示测量未知点的高程,虽然测量的是三角高程,但对指导一般的工程施工,同样可达到快而准的效果,并且可以与水准高程相互检核。 其次章 巷道及回采工作面测量 2.1巷道及回采工作面测量的任务 是指巷道掘进及工作面回采时的测量工作在井下平面、高程限制基础上进行，任务是： 1.在实地标设巷道位置。给中腰线。 2.刚好精确测定巷道位置，填绘矿图.3.测绘回采工作面位置，统计产量储量变动，验收。 4.采矿、钻探、地质特征点、断层面等测定标图.2.2巷道中线的标定工作 中线：巷道水平投影的几何中心线 作用：指示巷道水平面内的掘进方向 给中线：将图纸上设计好的巷道标设到实地，指导掘进方向和位置，边掘边标，不断向前 1.检查设计图纸。 2.确定标定的必要数据，标定要素。 3.实地标定巷道开切点位置和掘进方向。 4.标定和延长巷道的中腰线。 5.测绘已掘巷道，填图，检查纠己标设方向。 2.2.1 标定巷道开切点和掘进方向 标定巷道开切点和开掘方向的工作，习惯上称为“开门子”。如下图所示，虚线表示新设计的巷道，AB为巷道的中线， 4、5点为原有巷道内的导线点。标定前，应从图上量出(或算出)4点到A点的距离l1和5点到A点的距离l2，l1+l2要等于45导线边长，再量出(或算出)45边与AB间的夹角。习惯上称为指向角，l 1、l2和即为所需的标定要素。 井下实地标设前，应先检查原有导线点是否移位，在确认无移位后，方可用作标定的基点。巷道开切口和掘进方向的标定一般采纳经纬仪法。标定时在4点安置经纬仪，照准5点沿此方向由4点量取平距l1，在顶板上标出开切点A，并丈量l2作为检核。然后将经纬仪安置在A点，后视4点，拨指向角，此时望远镜视线的方向就是新开巷道中线AB的方向。沿此方向在原有巷道顶板上固定临时点2，倒转望远镜在其延长线上再固定临时点1。由 1、A和2三点组成一组中线点，即可指示新巷道开切的方向。为明显起见，还可用白灰浆或白油漆在顶板上画出三点的连线。标定后应实测角，作为检核。 2.2.2 标定直线巷道中线 巷道开掘后，最初标设的临时中线点常被放炮所破坏或移位，当巷道开掘58m 后，应当用经纬仪重新标定一组中线点。这时应先检查开切点A是否移位，若发觉A点已移位，则应重新标定A点。经检查确认A点未移位或重新设置后，将经纬仪安置在A点上。用正倒镜标定角，并沿视线方向在新巷道内标出2点和2点，取它们的中点2作为中线点。为了避开差错，应重新用一个测回测角，作为检查。所测角值与标定角值之差应在1以内，若超限则应重新标定2点。 检查符合要求后，沿A2方向再标设1点。A、 1、2三点组成一组中线点。中线点应固定在顶板上挂下垂球线指示巷道掘进的方向。一组中线点不得少于3个，点间距离不小于2m为宜。可以从三点是否在一条直线上而发觉中线点是否移位。当发觉中线点移位时，应当用仪器重新标定。也可设置4个点为一组，当发觉一个点移位，而其余三点仍在一条直线上时，该组中线仍可接着运用。切忌未作检查而运用两个中线点连线作为指示巷道掘进的方向。 给定巷道的平面方向，除了标定巷道几何中线的方法之外，也常采纳标定轨道中心线或标定巷道边线的方法。 在大断面双轨巷道，特殊是巷道断面不断改变的车场部分，采纳标定某一条轨道的中心线是有利的，因为这样做就不必常常变更中心线的位置。有的矿井习惯采纳标设靠近巷道一帮的边线，因为这种方法更易于发觉巷道的掘偏现象，对驾驭巷道规格质量有利。 巷道边线(或轨道中心线)的详细标设。巷道边线平行于巷道中线，它距巷道两帮的距离是不相同的。图中A点为巷道中线点，现要标设出巷道边线的起始点B及一组边线点。 标设前应先依据边线至巷道中线的距离a和A、B两点间的距离lAB计算出标定B点的指向角，计算公式为： = arcsina /lAB (4-1) = - (4-2) 标定时，先在A点安置经纬仪，依据角和距离lAB即可标定出B点。然后将仪器移至B点，后视A点标设(180°+)角，这时仪器视线方向就是边线(或轨道中心线)的方向。再在视线上连续标设1点和2点，则B、 1、2即为一组边线点。边线到较近帮的距离称为边距，用c表示。明显，a、c与巷道宽度D之间的关系为： c=D/2-a (4-3) 用边线给向时，测量人员必需将距离c刚好通知施工人员，以便他们依据距离c和(D-c)限制巷道的掘进方向。应当留意的是，当相向贯穿巷道用边线指示巷道掘进方向时，两头边线的称谓是相反的。 在巷道掘进过程中，掘进工作面炮眼的布置和支架的位置都是以巷道中线为依据的。用经纬仪标设一组中线点后(或由边线找出中线的位置)，在肯定距离内可以该组中线点为依据，用三点连直线原理把巷道中线延长标在掘进工作面上。 2.2.3直线巷道的延长和检查 中线不断向前延设,掘3040M延设一组中线。保证最前一个中线点距工作面不超过4050m,以防掘偏。 方法：经纬仪法，瞄线法，拉线法 2.2.4标定曲线巷道中线 井下运输巷道转弯处或巷道分岔处，都有一段曲线巷道。曲线巷道中心线是一条平面曲线。 井下曲线都是圆曲线，其半径依据矿车行驶速度及矿车轴距等因素而定，一般在1025m之间。曲线巷道的起点、终点、曲线半径和转角(曲线中心角)等参数均在设计中给定。 曲线巷道的中线是弯曲的，无法像直线巷道那样干脆标出中线，而只能在肯定范围内以直代曲，即用分段的弦线来代替分段的圆弧线，用内接折线来代替整个圆曲线，并实地标设这些弦线来指示巷道掘进的方向。 2.2.4.1 经纬仪弦线法 分段弦线的长度可以是相同的，也可以是不相同的。 1 计算标设要素 首先要确定合理的弦线长度l，使得转折点尽量少，弦两端能通视且便于施工。一般先绘比例尺为1100或150的大样图。在图上确定段的划分方案，也可以采纳公式 估算。 S为巷道上宽的一半 图4-6为一曲线巷道，已知曲线始点A，终点B，曲线半径R，中心角。现采纳等分曲线中心角的弦线法来计算标设要素。将曲线段所对中心角分为n等分，则每等分对应的弦长为： 由图可知，起点A和终点B处的转向角为： A=B=180°+/2n (4-5) 中间各弦交点处的转向角为： 1=2=180°+/n (4-6) 图4-6所示为转向角大于180°的状况。反之，当转向角小于180°，即由B向A掘进时，则上述各转向角(左角)相应为： 180°-/2n和180°-/n 2.实地标设 如图所示，当掘进到曲线起点A后，先标出A点。然后在A点安置经纬仪，后视直线巷道中线点M，测设转向角A，即可给出弦A1的方向。因为此时曲线巷道尚未掘出，只能倒转望远镜，在A1的反方线上于巷道顶板标出中线点1和1，则1、1、A三点组成一组中线点，指示A1段巷道掘进的方向。当掘至1点后，再置经纬仪于A点，在A1方向上量取弦长l标出1点。然后将经纬仪置于1点，后视A点，拨转向角1可标出12段巷道掘进的方向。照此方法逐段标设下去，直至弯道的终点B为止。 2.2.4.2短弦法 本法的特点是弦比较短，故可用线交会法标设，如图4-10所示，已知圆心角，曲线半径R。设弦的个数为n，则弦长l和d为： l=2Rsin(/2n), d=l2/R 实地标设时，先标出A点，再由A点沿中线方向向后丈量距离2l标出M点。以点A、M为圆心，分别以2l和d为半径，用线交会法定出A1点。A1A指示第一弦的掘进方向。当巷道掘到B点后，沿A1A的方向由A点丈量弦长l标出B点，然后再以A、B为圆心，分别以d和l为半径，用线交会法定出B1点，B1B指示其次弦的掘进方向。以此类推。 2.2.5标设竖直巷道的中线 由下向上掘进小井时，标设中线可采纳下面的方法。 如图4-12a所示，先在下部巷道中标出小井的井中位置A，并在巷道底板上坚固埋设标记。在小井的帮上相对位置 1、3和 2、4点，令其相对点连线的交点恰好是井中A点，以作检查用。 小井向上掘进时，可由工作面对下挂一垂球线使其对正A点，此时垂球线即是小井的中心线。 接着向上掘进时，小井将分为放矸间和梯子间，中心垂球无法下挂，这时可在梯子间缝隙中设法挂下两个垂球O1和O2，见图4-12(b)。在下部巷道内丈量距离O1A和O2A，然 后以此距离用线交会法将中心点A标设在工作平台下部的木支撑上(A1点)。施工人员只须 把工作平台板拿开一块，挂垂球线对正A1点，垂球线即为小井中心线，这样就可在工作面标 出井中位置，指导掘进施工。A1点要随着掘进不断地向上移设。 接着向上掘进时，小井将分为放矸间和梯子间，中心垂球无法下挂，这时可在梯子间缝隙中设法挂下两个垂球O1和O2，见图4-12(b)。在下部巷道内丈量距离O1A和O2A，然 后以此距离用线交会法将中心点A标设在工作平台下部的木支撑上(A1点)。施工人员只须 把工作平台板拿开一块，挂垂球线对正A1点，垂球线即为小井中心线，这样就可在工作面标 出井中位置，指导掘进施工。A1点要随着掘进不断地向上移设。 2.3巷道腰线的标定工作 为了运输、排水或其他须要，井下巷道须有肯定的坡度或倾角。 巷道腰线是用来指示巷道在竖直面内的掘进方向及调整巷道底板或轨面坡度用的。腰线通常标设在巷道的一帮或两帮上，离轨面1m，离巷道底板1.3m。 不论采纳哪种数值，全矿井应统一，以免造成差错。每组腰线点不得少于3个，点间距不小于2m为宜。最前面一个腰线点至掘进工作面的距离一般不应超过30m。 标定巷道腰线时的打算工作和标定中线时基本是一样的，实际标设工作也往往同时进行，要留意它们之间的联系。 2.3.1 斜巷腰线的标定 (一)经纬仪法 1.中线点兼作腰线点的标设法 这个方法的特点，是在中线点的垂球线上作出腰线的标记。同时量腰线标记到中线点的距离，以便随时依据中线点复原腰线的位置。如图4-14所示， 1、 2、3点为一组已标设腰线点位置的中线点， 4、 5、6点为待设腰线点标记的一组中线点。 标设时经纬仪安置于3点，量仪器高i，用正镜瞄准中线，使竖盘读数对准巷道设计的倾角，此时望远镜视线与巷道腰线平行。在中线点 4、 5、6的垂球线上用大头针标出视线位置，用倒镜测其倾角作为检查。已知中线点3到腰线位置的垂距a3，则仪器视线到腰线点的垂距b为： b=i-a3 (4-7) 式中，i和a3均从中线点向下量取(i和a3值均取正号)。求出的b值为正时，腰线在视线之上，b值为负时则在视线之下。从三个垂球线上标出的视线记号起，依据b的符号用小钢尺向上或向下量取长度b，即可得到腰线点的位置。在中线上找出腰线位置后，拉水平线将腰线点标设在巷道帮上，以便掘进人员驾驭施工。 2.伪倾角标设法 tg=h/OA, tg=h/OB tg=tg·OA/OB 即 tg=tgcos 式中：OA、OB两视线间的水平角。 实地标设时，仪器安置在中线点上，在标出新中线点后，量仪器高i,并依据本站的中线点与腰线点的高差a(a是上次给线时求出的)，算出视线到腰线的高差b。水平度盘置零，瞄准中线点，然后瞄准帮上拟设腰线点4处，测出水平角，算出伪倾角。仪器竖盘对准角，依据望远镜视线在帮上标出4点。最终从4点用小钢尺向上或向下量取b值定出腰线点4。用同法可连续标设一组腰线点。标设完腰线点后，应将高程导到中线点上，并求出a值(a=v-b)，为标设下一组腰线点用。式中，a、v均以中线点向下量为正值。 (二) 用斜面仪标设腰线 斜面仪的结构如图所示。在经纬仪主望远镜2的上部安装一个副望远镜1，其转动轴3同时垂直于主望远镜视准轴及横轴，同时副望远镜的视准轴与本身转动轴垂直。当主望远镜视准轴置于巷道设计倾角的倾斜方向上时，转动副望远镜，此时副望远镜视准轴扫过的是一平行于腰线的倾斜面。倾斜面与巷道两帮的线即是与巷道腰线相平行的一条线。 用斜面仪在斜巷中标设腰线的方法如图4-18所示。在中线点A整置斜面仪，用主望远镜照准另一个中线点，固定水平度盘，再使垂直度盘读数等于巷道的设计倾角，固定垂直度盘。主望远镜固定不动后，转动副望远镜，瞄准原有腰线点1的上方1点，用小钢尺量得垂距a，再瞄准腰线点2处上方2点，量22=a作检查。检查无误后，即可标设新的一组腰线点。转动副望远镜，照准巷帮拟设腰线点处，在视线上标设视点3、4和5，自视点向下(或向上)量取a，即可标出一组新腰线点 3、4和5。 2.3.2平巷腰线的标定 在平巷中，用得最普遍的是水准仪标设腰线，在次要平巷中可用半圆仪标设腰线。 在巷道中已有一组腰线点 1、 2、3，巷道的设计坡度为i，需向前标设一组新的腰线点 4、 5、6。组间距一般为30m左右。 标设时水准仪安置在两组点之间，先照准原腰线点 1、 2、3上的小钢尺并读数，然后计算各点间的高差，以检查原腰线点是否移动。当确认其牢靠后，登记3点的读数a。a的符号以视线为准来定，点在视线之上为正，在视线之下为负。然后丈量3点至4点的距离l34，则可按下式算出腰线点4距视线的高度b。 b=a+h34=a+l34·i (4-9) 式中: l343点与4点间的高差。 坡度i的符号规定为：上坡为正，下坡为负。水准仪前视4点处，以视线为准，依据b值标出腰线点4的位置。b值为正时，腰线点在视线之上，b值为负时则在视线之下。 5、6腰线点依同法标设。 上述标设方法虽简洁易行，但稍不留意就要出错。标设时应特殊留意a、b、i的符号，图4-19中分别表示出三种不同的状况。 标设好新的一组腰线点后，应当由3点求算 4、 5、6点的高程。连续向前标设几组腰线点后，应进行检查测量。检查时，可从水准点引测高程到腰线点，看腰线点的高程是否与设计相符。如不相符，应调整腰线点，使其符合设计位置后，再由调整后的腰线点向前接着标设腰线。对于平巷，有的矿井要求在大巷的两帮均标出腰线，或在帮上用涂料画出腰线，以便严格限制巷道掘进和铺轨的坡度。 2.4激光指向仪及其应用 2.4.1激光指向仪的结构 仪器的主要特点是采纳半导体激光器为光源，两节5号电池为电源，故体积大大减小，它又设计了悬挂钩，成为便携式，在巷道拐弯较多时运用极为便利。仪器由半导体激光放射器、电池腔、后盖、电源开关及悬挂装置组成。 拧开后盖，装入2节5号干电池后将后盖拧紧，按开关接通电源，则激光放射器即发出红色光束。悬挂装置的两个挂钩挂于巷道内连接两中线点之间的线绳上，激光束穿过前面的中线垂球线给出巷道掘进方向，激光束在掘进迎头形成一个圆形光斑(在40m内，光斑直径40mm)。依光斑中心即可布置炮眼、扶棚或检查工程质量。 仪器用后即可取下装入盒内带走，为确保挂钩位置的正确性，挂钩上设有调整螺旋，以便对挂钩进行检校。检校时，在4050m内拉线绳或钢丝，在线绳前端挂一垂球线，在其背后衬以白纸，在线绳后端悬挂仪器，按动电源开关，则激光束照在前端的线绳上，并在白纸上映出光斑，当垂线平分光斑时，则仪器悬挂轴线与激光束处于同一铅垂面内，不必校正。反之，则松开指向仪前端挂钩的螺钉，微调该挂钩，使光斑中心与垂线重合，然后固定挂钩螺钉即可。 2.4.2激光指向仪的安置及运用 (1) 指向仪在井下的安置 指向仪的安置地点，距离掘进工作面一般应不小于70m，以防爆破引起仪器振动或损坏。依据仪器的性能，在保证光斑清楚和稳定的前提下，可自行确定仪器到掘进工作面的最大距离。指向仪的安置方式要视巷道的详细状况而定。 在锚杆上安置指向仪与调整光束的步骤。 1) 用经纬仪在巷道中标设三个以上中线点，如A、B、C三点，并在中线垂球线上标出腰线位置。B、C两点间距为3050m.2) 在安置指向仪的中线点处顶板上按肯定的尺寸固定四根锚杆，再将有长孔的两根角钢按在锚杆上。 3) 将仪器的托板用螺栓与角钢相连，依据仪器前后的中线垂球移动仪器，使之处于中线方向上，然后把螺栓固紧。 4) 将电缆从电源经防爆开关引入仪器接线箱内。接通电源，光束即由聚焦镜筒内出。 5) 调整仪器，正确标定光束方向。微调水平微动螺旋，使光斑中心对准前方B、C两个中线。再上下调整光束，使光斑中心至两垂球线的腰线标记的垂距d相同为止。这时红橙色激光束即是与腰线平行的一条巷道中线。安置完毕后，应锁紧调整机构，并套上外罩爱护，以免受碰或他人随意操作。 (2 ) 运用激光指向仪的留意事项 1) 指向仪在现场安装须由测量人员会同施工单位进行。安装完毕后，测量人员应将光束与巷道中腰线的关系向施工人员交代清晰。 2) 施工人员在运用前应检查光束是否偏离正确位置，发觉问题应刚好通知测量人员进行检查调整。 3) 巷道每掘进100m，要进行依次检查测量，并依据测量结果调整中腰线。 4) 指向仪的电源承受电压与外界电压要一样，外壳要接地，开关要符合防爆规定。 5) 仪器若是矿用防爆性，可在各级瓦斯矿井运用；若是矿用平安型，只能在二级以下瓦斯矿井运用，且在运用前要与有关单位共同制订平安运用指向仪的措施。 2.5采区联系测量 有些煤矿的采区巷道是通过竖直巷道或急倾斜巷道与主要巷道连接的。金属矿山各中段(或分段)采准平巷间的联络及其与采场的连接，大多是采纳竖直巷道(天井)和急倾斜巷道。因此就存在着通过这些竖直和急倾斜巷道进行联系测量的问题。 采区联系测量的目的就是通过竖直和急倾斜巷道向采区内传递方向、坐标和高程。采区联系测量的特点是，限制范围小，精度要求低，测量条件差，并且一般是由下面的巷道向上面的巷道或采场传递的。 因此，在保证必要精度的前提下，可以采纳简易的联系测量方法进行。煤矿测量规程规定：采区内定向测量的测角、量边按采区限制导线的要求进行，两次定向测量结果之差不得超过14，各分水平(分阶段)依次逐级定向时，同一分水平两次定向测量结果之差不得超过14/n1/2(n为中间定向水平个数)；采区内通过竖直巷道导入高程，应用钢尺法进行，两次导入的高程之差不得大于5cm。 第三章 贯穿测量 3.1概 述 3.1.1贯穿和贯穿测量 一个巷道按设计要求掘进到指定的地点与另一个巷道相通，叫做巷道贯穿，简称贯穿。 采纳两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进同一井巷时，为了使其按设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作，称为贯穿测量。 可加快施工进度，改善通风状况与劳动条件，有利于矿井开采与掘进的平衡接续，加快矿井建设。 井巷贯穿可能出现下述三种状况： (1) 相向贯穿 (2) 同向贯穿或追随贯穿 (3) 单向贯穿 井巷贯穿时，矿山测量人员的任务就是要保证各掘进工作面均沿着设计的位置与方向掘进，使贯穿后接合处的偏差不超过规定的限度。 测量人员的责任非常重大。若未能贯穿，或者贯穿后偏差值超限，将影响井巷质量，甚至造成井巷报废、人员伤亡等严峻后果。 矿山测量人员必需一丝不苟，肃穆仔细地对待贯穿测量工作。 工作中应当遵循下列原则：一是要在确定测量方案和方法时保证贯穿所必需的精度，过高的或过低的精度要求都是不对的；二是对所完成的测量和计算工作应有客观的检查校核，尤其杜绝粗差。 3.1.2贯穿的种类、容许偏差 井巷贯穿一般分为: 一井内巷道贯穿 两井之间的巷道贯穿 立井贯穿 贯穿巷道接合处的偏差值，可能发生在三个方向上: 水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差，这种偏差只对贯穿在距离上有影响，而对巷道质量没有影响； 水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差x； 竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差h ； 后两种偏差x和h对于巷道质量有干脆影响，又称为贯穿重要方向的偏差。 对于立井贯穿来说，影响贯穿质量的是平面位置偏差，即在水平面内上、下两段待贯穿的井筒中心线之间的偏差。 井巷贯穿的容许偏差值，由矿(井)技术负责人和测量负责人依据井巷的用途、类型及运输方式等不同条件探讨确定。以上三种类型井巷贯穿的容许偏差见表5-1。 对于立井贯穿来说，影响贯穿质量的是平面位置偏差，即在水平面内上、下两段待贯穿的井筒中心线之间的偏差。 井巷贯穿的容许偏差值，由矿(井)技术负责人和测量负责人依据井巷的用途、类型及运输方式等不同条件探讨确定。以上三种类型井巷贯穿的容许偏差见表5-1。 表5-1 贯穿测量的容许偏差 在贯穿面上的容许偏差/m 贯穿种类 贯穿巷道名称及特点 在中线之间 在腰线之间 第一类 同一矿井内贯穿巷道 0.3 0.2 其次类 立 井 贯 通 第三类 两井之间贯穿巷道 0.5 0.2 用小断面开凿立井井筒 0.5 - 全断面 全断面且预装罐梁 灌道 0.1 - 0.02-0.03 - 巷道贯穿的容许偏差值，也可以用计算方法来确定。 (1)轨道运输平巷贯穿时，中线和腰线的容许偏差值x和h可用下式计算(见图5-4)： x=2lv/s (5-1) h = 2li极限 (5-2) 式中 l由完全铺设好永久轨道的巷道到贯穿相遇点的距 离，即铺设临时轨道的距离，一般l=2030m； v轨距与车轮间距之间的容许差值，一般v=20mm； s电机车头的轴间距； i极限贯穿巷道的实际坡度与设计坡度之间的容许差值，一般i极限= 0.0020.003 3.1.3贯穿测量的工作步骤及贯穿测量设计书的编制 (一)贯穿测量的工作步骤 (a) 调查了解待贯穿井巷的实际状况，依据贯穿的容许偏差，选择合理的测量方案与测量方法。对重要的贯穿工程，要编制贯穿测量设计书，进行贯穿测量误差预料，以验证所选择的测量方案、测量仪器和方法的合理性。 (b) 依据选定的测量方案和方法，进行施测和计算，每一施测和计算环节，均须有独立牢靠的检核，并要将施测的实际测量精度与原设计书中要求的精度进行比较。若发觉实测精度低于设计中所要求的精度时，应当分析其缘由，实行提高实测精度的相应措施，返工重测。 (c) 依据有关数据计算贯穿巷道的标定几何要素，并实地标定巷道的中线和腰线。 (d) 依据掘进巷道的须要，刚好延长巷道的中线和腰线，定期进行检查测量和填图，并根据测量结果刚好调整中线和腰线。 (e) 巷道贯穿之后，应马上测量出实际的贯穿偏差值，并将两端的导线连接起来，计算各项闭合差。此外，还应对最终一段巷道的中腰线进行调整。 (f) 重大贯穿工程完成后，应对测量工作进行精度分析与评定，写出总结。 (二) 贯穿测量设计书的编制 重要的贯穿工程起先之前，应编制测量设计书，其主要任务是选择合理的测量方案和测量方法。 1.井巷贯穿工程概况 2.贯穿测量方案的选定 3.贯穿测量方法 4.贯穿测量误差预料 5.贯穿测量中应留意的问题和应实行的相应措施 3.2一井内巷道贯穿测量 凡是由井下一条起算边起先，能够敷设井下导线到达贯穿巷道两端的，均属于一井内的巷道贯道。 不论何种贯穿，均需事先求算出贯穿巷道中心线的坐标方位角、腰线的倾角(坡度)和贯穿距离等，这些统称之为贯道测量几何要素，即标定巷道中腰线所需的数据，其求解方法随巷通特点、用途及其对贯穿的精度要求而异。 3.2.1采区内次要巷道的贯穿测量 一般采区内次要巷道贯穿距离较短，要求精度较低，可用图解法求其贯穿测量几何要素。巷道贯穿方向，在设计图上是用贯穿巷道的中心线来表示的，测量人员只要在大比例尺设计图上把巷道的设计中心线AB用三角板平行移到旁边的纵、横坐标网格线上，然后用量角器干脆量取纵坐标(x)线与巷道设计中心线之间的夹角，即可求得贯道巷道中心线的坐标方位角。 贯穿巷道的坡度(倾角)与斜长，可用三棱尺和量角器在剖面图上干脆量取。 3.2.2在两个已知点之间贯穿平巷或斜巷 设要在主巷的A点与副巷的B点之间贯穿二号石门，即图5-8中用虚线所表示的巷道，其测量和计算工作如下： (1) 依据设计，从井下某一条导线边起先，测设经纬仪导线到待贯穿巷道的两端，并进行井下高程测量，然后计算出CA、DB两条导线边的坐标方位角CA和db以及A、B两点的坐标及高程。 (2) 计算标定数据： 贯穿巷道中心线AB的坐标方位角 AB=arctg(yB-yA)/(xB-xA) AB为： (5-4) 计算AB边的水平长度lAB为： lAB=(yB-yA)/sin AB=(xB-xA)/cosAB =(xB-xA)2+(yB-yA)2)1/2 (5-5) 计算指向角A和B。由于经纬仪水平度量的刻度均沿顺时针方向增加，所以在计算A点和B点的指向角时，也要按顺时针方向计算。 A点：A=CAB= AB-AC BA-BD B点：B=DBA= 计算贯穿巷道的坡度 i： i=tgAB=(HB-HA)/lAB (5-6) (5-7) 式中：HA、HB分别为A点和B点处巷道底板或轨面的高程。 计算贯穿巷道的斜长(实际贯穿长度)LAB： LAB=lAB/cosAB=(HB-HA)/sinAB =(HB-HA)2+l2AB)1/2 (5-8) 3.3两井间巷道贯穿测量 两井间的巷道贯穿，是指在巷道贯穿前不能由井下的一条起算边向贯穿巷道的两端敷设井下导线的贯穿。 这类贯穿的特点是两井都要进行联系测量，并在两井之间进行地面测量和井下测量，因而积累的误差一般较大，必需采纳更精确的测量方法和更严格的检查措施。 两井之间贯穿中心回风上山： 图5-14为某矿中心回风上山贯