巷道贯通测量课程设计(共23页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上工程测量学课程设计报告 巷道贯通测量技术设计院系: 建筑工程学院专业: 测绘工程地点: 测绘专业课程设计教室班级: 姓名: 学号:教师: 2012年7月9日 至 2012年7月13日目录一、工程概况2二、控制网的布设.3三、贯通测量概述.11四、 测量方案的实施 .13五、 贯通测量误差预计13六、 组织安排. .18七、质量与安全保障措施. 19八、技术总结.19九、经费预算.21十、提交成果资料.21十一、体会.21一、工程概况1.1 矿区概况门头沟区地处北京西部山区,是具有悠久历史文化和优良革命传统的老区。这里还蕴藏着丰富的煤炭资源。门头沟区自古以产煤著称,煤炭
2、资源储量极为丰富,地下埋藏范围广,集中分布于辖区的南部,面积近700平方公里,门头沟区的采煤业至少已有千年的发展历史。 历史上,由于门头沟煤炭资源丰富,自元代以来一直是北京城的重要能源基地、军事重地和工业基地。门头沟区位于北京城区正西偏南,东经115度2500“至116度1007”,北纬39度4834“至40度1037”之间。东西长约62公里,南北宽约34公里,总面积1455平方公里。其东部与海淀区、石景山区为邻,南部与房山区、丰台区相连,西部与河北省琢鹿县、涞水县交界,北部与昌平区、河北省怀来县接壤。属太行山余脉,地势险要“东望都邑,西走塞上而通大漠”,自古为兵家必争之地。大安山乡位于房山西
3、北部,大寨岭南麓。乡政府驻地大安山村。北为门头沟区界,东、南与佛子庄乡接壤,西邻史家营乡。总面积63.3平方公里,辖八个行政村,人口1895户4939人。劳动力2333人,耕地2879亩。 大安山乡工业主要以采煤为主。全乡煤炭资源丰富,分布面积广,煤质好,热量大灰分少。现有采煤矿井118个,年产原煤35 万吨左右。 发展方向,对煤矿企业合理规划、合理布局、形成规模, 科学开采同时还要进行深加工,搞好综合利用(如筛选、块沫分开、做蜂窝煤、洁净煤等)。组建煤炭开发集团和煤炭交易市场。 重点企业有乡办永红矿,年产10万吨左右。新矿区位于木城涧煤矿西北方向,主井直线距离约为2.4公里。该矿为西南东北走
4、向,长约两公里。主井井口的坐标为:X=.7428,Y=.8977,风井井口的坐标为:X=.5042,Y=.6303。新矿区属丘陵地区,地势变化不大。区域内最高点标高约为 1313m(木城涧煤矿附近),最低点标高约为728m(宝地洼附近)。矿区范围内北东高、南西低,最高点位于南西主井附近,标高1240m;最低点位于矿区中心位置附近,标高约 1145m,相对高差约95m。新矿区在建设初期,主井(竖井)与风井(竖井)贯通工程是该矿的重点工程之一,该工程的顺利贯通将会解决该矿技改期间的施工进程;同时,为优质高效的开拓该矿其它巷道创造良好的施工条件。该贯通工程采用北京54坐标系和黄海高程系统,井巷施工长
5、度约2000m(包括风井井筒深110m,石门长度150m,主井井筒深200m,石门长度300m。)两井所地段属丘陵地区,地势变化不大。根据工程需要和测量技术人员共同商定,确定贯通相遇点在水平重要方向上的允许偏差不得超过0.5m,在高程方向上的允许偏差不得超过0.3m。二、 控制网的布设1、 地面控制测量(1)GPS控制测量GPS测量与常规方法相比,具有很大的优越性和灵活性:观测站之间无需通视,定位精度高,观测时间短,提供三维坐标,操作简便,全天候作业,适合各种地下工程的地面控制测量,尤其适合山岭地区大型隧道和跨河,跨海隧道的地面控制测量。选点工作应遵守以下原则: 点位应设在易于安装接收设备、视
6、野开阔的较高点上。 点为目标要显著,视野周围15以上不应有障碍物,以减小GPS信号被遮挡或被障碍物吸收。 点位应远离大功率无线电发射器,其距离不小于200m;远离高压输电线和微波无线电信号传输通道,其距离不得小于50m。以避免电磁场对GPS信号的干扰。 点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收的物体,以减弱多路径效应的影响。 点位应选在交通方便,有利于其他观测手段扩展与联测的地方。 地面基础稳定,易于点的保存。 选点人员应按技术设计进行踏勘,在实地按要求选定点位。当利用旧点时,应对旧点的稳定性、完好性,以及觇标是否安全、可用性进行检查,符合要求方可利用。 网形应有利于同步观测边、点
7、联结。 当所选点位需要进行水准联测时,选点人员应实地踏勘水准路线,提出有关建议。遵循统一的测量规范GPS测量定位速度快、相对定位精度高、工作时间短、效益好,是现代的测量方法,必须遵循统一的测量规范,按等级标准设计和作业。国家质量技术监督局发布的全球定位系统(GPS)测量规范中,GPS按其精度划分为六个等级,见下表表1 GPS测量等级划分级别固定误差/mm比例误差系数 A A30.01 A50.1 B81 C105 D1010 E1020表2 GPS测量精度分级等级平均距离(km)a(mm)b(ppmD)最弱边相对中误差二91021/12万三51051/8万四210101/4.5万一级11010
8、1/2万二级115201/1万注:当边长小于200m时,以边长中误差小于20mm来衡量。表3 闭合环或附合线路边数的规定等级二三四一级二级闭合环或附合线路的边数68101010表4 接收机的选用 等级项目二三四一级二级单频/双频双频或单频双频或单频双频或单频双频或单频双频或单频标称精度(10mm+3ppmD)(10mm+3ppmD)(10mm+3ppmD)(10mm+3ppmD)(10mm+3ppmD)观测量载波相位载波相位载波相位载波相位载波相位同步观测接收机数22222表5各级GPS测量作业的基本技术要求项目 等级 方法二三四一级二级卫星高度角()相对 快速1515151515有效观测卫星
9、数相对快速445454545观测时段数相对22221重复设站数快速2222时段长度()相对快速906020451545154515数据采样间隔()相对 快速10601060106010601060PDOP相对 快速66888工程控制网一般属D级或E级,相当于国家三等网和四等网。GPS网布设时,除了联测测区内高级GPS点外,不必按常规测量方式逐级布网,可根据实际需要,采用相应的等级规定一次完成全网的布点和施测。当测区内无高级GPS点时,可与测区内或附近的国家大地控制点连测。(2)导线测量和地面水准测量表6 导线测量的主要技术要求等级导线长度(Km)平均边长(Km)测角中误差()测距中误差(mm)
10、测距相对中误差(mm)测回数方位角闭合差()相对闭合差三等1431.820610四等91.52.51846一级40.551524二级2.40.2581513三级1.20.1121512注:表中n为测站数;当测区测图的最大比例尺为1:1000时,一、二、三级导线的平均边长及总长可适当放长,但最大长度不应大于表中规定的2倍。 以主井近井点作为起算点,向东北风井测设光电测距附和导线,按四等导线要求建立。要求对此导线闭合环进行严密平差,在各项闭合差满足规程要求的前提下,消除误差影响.东北风井的高程测量应按国家水准测量规范有关地面四等水准测量规定,由主井近井水准点向东北风井近井点传递,独立进行两次,在限
11、差符合要求的前提了,取两次平均为值作为最终成果。这样,井上、下都以主井近井水准点作为起算点自成系统。 主井与副井之间的水准测量,以两近井点同时作为水准基点,为顾忌两井口水准相对高程中误差引起贯通点K在Z轴方向的偏差中误差的限定值,即0.03m,所以井口水准基点的高程测量按照国家水准测量规范四等水准测量的精度要求测设。水准方案是从已知三角点起测,沿着水准路线测设到近井点一,此段为双程往返测量。从水准点一开始向主井布设水准路线,传递主井高程。副井高程传递方案同主井,从已知三角点一布设水准路线,测设到近井点二,再从近井点二向副井布设水准路线,同样采用双程往返测量。两近井点之间的水准测量最终结果均取两
12、次测的高程平均值。略图如下:图 1 地面水准略图水准测量采用国产北光仪器厂DS3自动安平水准仪,区格式木质水准尺。每一站采用双面尺法观测两点之间的高差,两次测得的结果如果在5mm限差之内,则取两次结果的平均值作为观测高差的结果。由于地形高低起伏,为防止脚架升降和水准尺升降,要在测量时踩实脚架并运用尺垫,从三角点一到近井点一、二之间侧段都布设偶数段测站,相邻测站间标尺要互换。2、 联系测量(1)定向测量矿井定向的种类几何定向: 通过平硐或斜井的几何定向; 通过一个立井的几何定向(一井定向); 通过两个立井的几何定向(两井定向)。物理定向: 用精密磁性仪器定向; 用投向仪定向; 用陀螺经纬仪定向。
13、一井定向方式主井:井深200m,采用一井定向,三角形法连接,一井独立定向三次风井:井深100m,采用一井定向,三角形法连接,一井独立定向五次采用连接三角形进行已经定向时,要在井筒悬挂两根垂球线。投点时,采用单重投点法,即在投点过程中,垂球的重量不变。投点过程中,为了减少投点误差,课尽量增加两垂球线的距离,并选择合理的垂球线位置。在定向时,最好定制风机运转或增设风门,减小风速,以此减少马头门处对气流的影响,对较长的钢丝,适当增加垂球重量,并将垂球浸入稳定挡水措施,并在大水筒上加挡水盖。进行单重稳定投点所需设备和安装系统如图,缠绕钢丝的手摇绞车固定在出车平台上,钢丝通过安装在井架横梁上的导向滑轮2
14、、自定点板3的缺口挂下,定点板固定在一专用的木架4上,用以稳住垂线悬挂点的平面位置,使其不受井架震动的影响。在钢丝下端挂上垂球,并将它放在盛有稳定液体的水桶6中。两井投点略图如下,1点与为井下第一起算点,副井与主井的方式相同,01为起算点。图2稳定投点设备图3井下投点略图导入高程采用长钢丝法导入高程,在定向投点工作结束后,钢丝上下做好标记,提升到地面后再进行丈量。采用钢丝法导入标高时,首先应在井筒中部悬挂一钢丝,在井下端悬挂重锤,使其处于自由悬挂的状态,然后,在井上下同时用水准仪测得A、B处水准尺上的读数a和b,并用水准仪瞄准钢丝,在钢丝上做标记,变换仪器高再测一次,若两次测得的井上下高程点与
15、钢丝上相应的标志之间的高差互差不超过4mm,则可取其平均值作为最终结果。最后,可通过在地面建立的比长台用钢尺往返分段测量出钢丝上两标记间的长度,且往返测量的长度互差不的超过L/8000(L为钢丝上两标志见的长度)。图4长钢丝法导入高程2、 井下控制测量(1)井下平面控制测量(导线测量)(1)井下平面控制测量按基本控制导线施测,其测角精度为7,按支导线形式布设,导线点分永久点和临时点两种。永久点设在碹顶上或巷道顶底板的稳定岩石中。临时点设在顶板岩石或牢固的棚梁上,所有测点统一编号,并将编号明显地记在点的附近。(2)永久导线点每隔300500m或巷道与巷道交叉处设置一组,每组有三个相邻点,在主要巷
16、道中全部埋设永久导线点。其主要技术指标为:表7矿测量地下导线主要技术要求导线类别井田(采区)一翼长度/km测角中误差/()一般边长/m导线全长相对闭合差闭(附)合导线复测支导线基本控制导线57602001/80001/6000515401401/60001/4000采区控制导线11530901/40001/30001301/30001/2000(3)进行井下控制导线测量时,所用的仪器和作业要求应符合:表8 井下各经纬仪导线水平角观测所采用的仪器及作业要求导线类别使用仪器观测方法按导线边长(水平边长)15m以下1530m30m以上对中次数测回数对中次数测回数对中次数测回数7导线2级测回法3322
17、1215导线6级测回法或复测法22121230导线6级测回法或复测法111111(4)多次对中,每次对中测一个测回。若用固定在基座上的光学对中器进行点上对中,每次应配置度盘360/n。n为对中次数表9 导线水平角的观测限差要求仪器精度同一测回中半测间互差()两测间互差()两次对中(复测)测回间互差()2级2012306级403060(5)在用全站仪进行井下边长测量时: 测定气压读至100Pa,气温读至1C; 每条边的测回数不得少于两个。采用单向观测或往返(或不同时间)观测时,其限差为:一测回读数较差不大于10mm,单程测回间较差不大于15mm;往返(或不同时间)观测同一边长时,化算为水平距离(
18、经气压改正和倾斜改正)后的互差,不得大于1/6000; 仪器严禁淋水和拆卸。应建立电源使用卡片,定期充电;(6)井下观测工作完成后,应及时整理和检查外业手簿,确认各观测成果符合规定,方可进行内业计算。 分别按往返成果计算导线最末边的方位角 计算并建和角度闭合差 分配角度闭合差,若往测和返测的中间导线点不完全重合,则角度闭合差应分别分配,即往返测各分配一半 按分配闭合差后的水平角推算往返测各边的方位角 计算坐标增量和往返测坐标增量闭合差 计算并检核坐标相对闭合差 分配坐标闭合差 分别计算往返测各导线点的坐标井下高程控制测量井下高程测量一般采用水准测量和三角高程测量的方法。在施工过程中井下水准路线
19、一般为支水准路线,所有的平面控制点都作为高程控制点,其技术要求为:(1)当巷道较为平缓时大多采用一般水准测量,井下每组水准点之间高差应采用往返测量的方法确定,往返测量高差的较差不应大于50mm(R为水准点间的路线长度,以km为单位)。图 5 井下水准测量表10 地下水准测量等级及使用仪器要求测量等级每公里高差中数的偶然误差/mm两开挖洞口间水准路线长度/km水准仪等级水准标尺类型二三四1.03.05.0321132511 线条式因瓦水准标尺区格式水准标尺区格式水准标尺(2)当巷道的倾角较大时一般水准测量无法进行实测,则需要进行三角高程测量。在进行三角高程测量时,采用对向观测的方法进行,用2级仪
20、器测两个测回,其垂直角互差和指标差互差不得大于15,在量取仪器高和前视高时,应在观测前和结束后各丈量两次,且两次的互差不得超过3mm;相邻两点往返测量的高差互差不应大于(10+0.3l)mm,l为导线水平边长,高程闭合差不应大于100mm,;每公里高差中误差为50;(L为导线长度,以公里为单位)。图 6 井下三角高程测量三、 贯通测量概述1、井巷贯通和贯通测量采用两个或多个相向或同向掘进同一井巷时,为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作,称为贯通测量。采用贯通方式多头掘进,可以加快施工进度,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。它是加快矿井建设的重要技术措施,
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