矿山测量设计.docx
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1、课程设计说明书题目名称:矿山测量课程设计系 部:米矿工程系专业班级:学生姓名:学 号:指导教师:完成日期: 2017年1月6日图3-4经过一个立井利用陀螺经纬仪定向时的联系测量由三局部组成:1)经立 井由地面向定向水平投点;2)井上、下与垂球线连接测量;3)井下基本控制 导线起始边的陀螺经纬仪定向。投点:由于立井较深、井筒中淋水、尘雾较大,为了保证精度要求,所以采 用钢丝投点法。为尽量减少或不占用井筒的提升时间,垂球线布设在管子间。 投点采用单重稳定投点。连接:1)地面连接:在近井点12架设全站仪后视K1前视点1 (1为连接点):在1 点安置仪器与垂球线连接,测角、量边的精度按煤矿测量规程中执
2、行。导线 采用I级导线,观测两测回。2)井下连接:由陀螺定向边DC起基本控制导线D-C-l-2。点D,C, 1组成 一组井下永久导线点,点2可采用临时点。在1点架仪器与垂球线E的稳定 位置连测,连接精度要求同导线。井上、下连接导线与垂球线E的连接都应独 立进行两次,其最大相对闭合差对地面二级导线不大于1/10000 (光电测距导 线)。陀螺经纬仪的定向定向测量方法:1)在地面边上测定仪器常数图3-5各方位角及仪器常数关系图2)在待定边上测定陀螺方位角3)在地面上重新测定仪器常数4)求子午线收敛角5)求待定边的坐标方位角运用两逆转点法进行粗略定向观测记录数据表3-1:逆 转 点 读 殷4. 左
3、方中 值右 方359。2130.8”(3592204. 1)3592237.3359。2305.6”35902334. 0359。5153.7359。5 r53. 8359。515140。2143. 2(002ri0. 3”)002037. 31 一, 平均值359。5153. 0周期7. 5 min表3-1测前零位测后零位左方中值右方左方中值右方2.84.4(2.8)0.05-2.7(4. 35)0. 08-4.22.84.3周期35S周期35s正镜173。1653. 6173。1655. 1附 注倒镜353。1656 2”353。1654.2平均173。1654. 9173。1654. 7
4、测线方向值17301(:54. 8”天气:晴与温.”甘陀螺北方向值_359。5153.01 iml:L风力:2级计零位改正数振动:无陀螺方位角_173。25,01.8/开始时间:30 min 15 s算仪器常数 000518. 8启动时间:1 min 45 s地理方位角 173。3020.6磔例口? |Mj ; i min 10 s停止时间:55 min 20 s收敛角 01322.6运转时间:25 min 05 s_坐标方位角173。1658. 04 .矿井高程联系测量为是地面与地下建立统一的高程系统,应通过斜井、平胴或立井江地面高程 传递到地下巷道中,该测量工作称为高程联系测量。通过斜井、
5、平碉的高程联系 测量,可从地面用水准仪和三角高程测量方法直接导入,这里不再赘述。下面仅 讨论通过立井导入高程的方法。通过立井导入高程的方法常用的有长钢尺法、长 钢丝法、光电测距仪铅直测距法等高程联系测量的任务,就在于把地面的高程系统,经过平碉、斜井或立井传 递到井下高程测量的起始点上。所以我们称之为导入高程。一般取导入高程的误 d差M 2、/2 , d为允许误差,约等于井深的1/8000o长钢尺法导入高程如图4-1所示,将经过检定的钢尺挂上重锤,自由悬挂在井中。分别在地面 与井下安置水准仪,首先在A、B点水准尺上读取读数a、b。然后在钢尺上读取 读数m、no同时应测定地面、地下的温度八和/下。
6、由此求得B点高程:-N)+(b-a)+EA/ (4-1)式中 E/钢尺改正数总和(包括尺长改正、温度改正、自重伸长改正),其中 计算钢尺改正时,应采用井上、下实测温度的平均值。钢尺自重伸长改正计算公a y I,_L式为 1()E1“(4-2)I-m-n式中/钢尺悬挂点值重锤端间长度,即自由悬挂局部的长度 钢尺密度,去7.8g/cm2E钢尺弹性模量,一般取2*1。2左g/2假设钢尺悬挂重量与钢尺检定时的拉力不相同,还应加入拉力改正4.1 钢丝法导入高程采用钢丝法导入标高时,首先应在井筒中部悬挂一钢丝,在井下端悬一重锤,使 其处于自由悬挂状态。施测方法:(1)在井上、井下同时用水准仪测得A、B处水
7、准尺上的读数a和b,并 用水准仪瞄准钢丝,在钢丝上作上标记;变换仪器高再测一次,假设两次测得的 井上、井下高程基点与钢丝上相应标志间的高差互差不超过4mm,那么可取其平 均值作为最终结果。(2)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得超过L/8000(L为钢丝上两标志间的长度)。(3)这样,井下水准基点B的高程HB即可通过下式求得:/=/一+(。_但(4-3)图4-24.2 光电测距仪铅直测距法导入高程当井筒内水汽较少时,可采用光电测距仪导入高程。导入高程时,可将罐笼 提升至井口后固定,在其中固定一个平台,将光电测距仪直接竖直安放在平台上。 另
8、将放光镜平方在井底平台D上,用光电测距仪直接瞄准放光镜测距S。并用水 准仪在井上测出地面水准点A与安置光电测距仪平台C之间的高差心在井下测出井下水准点B与安置放光镜平台D之间的高差4,同时测定井上、下得温 度及气压。那么A、B两点间高差可按下式计算:/AB = S “AC + 八人13 + /( 4-4 )式中 1为光电测距仪镜头到仪器中心的长度10/各项改正之和,包括气象改正、加常数和乘常数改正、光电测距仪 镜头到仪器中心的距离改正等。另外,应注意加入棱角反射中心到井下平台之间的距离改正。其主要操作步骤和示意图(4-3)如下:1)在井口附近的地面上安置光电测距仪,在井口和井底的中部,分别安置
9、反 射镜;井上的反射镜与水平面成45。夹角,井下的反射镜处于水平状态;通过光 电测距仪分别测量出仪器中心至井上和井下反射镜的距离L、So从而计算出井 上与井下反射镜中心间的铅垂距离H: H=S-L+AL正数。2)分别在井上、井下安置水准仪。读取立于E、A及F、B处水准尺的读数 e a 和 f、bo3) A、B 之间的高差为:h=H- (a-e) +b-f 4) B 的高程 HB: HB = HA-h 5)运用光电测距仪导入标高也要测量两次,其互差也不应超过H/8000o反射反射E.贯通测量当两个或多个掘进工作面按照工程设计掘进同一条巷,并在设计位置正确接 通的工程,称为贯通。为此而进行的测量工
10、作,叫做贯通测量。为加快工程进度,巷道贯通通常采用两个或多个的工作面进行分段掘进,而 后被此相通。因此,贯通工程有三种情况:(1)两个工作面相向掘进,叫做相向贯通。(2)两个工作面同向掘进,叫做同向贯通。(3)从巷道的一端向另一端的指定处掘进,叫做单向贯通。保证贯通工程的顺利完成,工作中应遵循以下原那么:11一是,要在确定测量方案和测量方法时保证贯通所必需的精度,过高或过低 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当有客观的检查,尤其要防止出现不应 有的粗差。4.3 贯通测量的种类和容许偏差贯通测量的种类:第一类是沿导向层的贯通,就是巷道沿矿层或某个地质标志层掘进的贯通。 它又可
11、分沿导向层贯通水平巷道和沿导向层贯通倾斜巷道两种。第二类是不沿导向层的贯通。按照贯通的性质不同,可以将巷道的贯通分 为一井内不沿导向层的贯通、两井间的巷道贯通和立井贯通。容许偏差:由于测量过程中不可防止的存在测量误差,因此贯通工程会出现贯通偏差。 如果贯通结合处的巷道偏差到达某一限值,但并不影响巷道的正常使用,那么称该 限差为贯通的容许偏差。这种容许偏差的大小随采矿工程的性质和需要而定,也 叫做贯通的生产误差。贯通巷道结合处的偏差值,可能发生在3个方向上:(1)水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差。(2)水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差(3)竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差的。一般在煤矿测量
12、规程规定的井巷贯通的容许偏差贯通种类贯通巷道名称在贯通处的容许偏差m中线间腰线间第一种沿导向层开凿的水平巷道0.2第二种沿导向层开凿的倾斜巷道0.3第三种在同一矿井中开凿的倾斜巷道或水平巷道0.30.2第四种在两矿井中开凿的倾斜巷道或水平巷道0.50.2第五种用小断面开凿的立井井筒0. 5第六种全断面开凿并同时砌筑永久井壁0. 1第七种全断面倔砌并安装灌梁灌道0. 02-0. 034.4 一井内巷道贯通测量误差预计如图(5-1)所示的巷道贯通中,测量工作不需要进行地面连测和矿井联系 测量,只需进行井下导线测量和高程测量,因此误差预计只需预计井下导线测量 和高程测量的误差。12在井下贯通工程中,
13、需要在上平巷与下平巷之间贯通二号下山,设计的贯通 设计点为Ko水平重要方向上的误差预计该贯通工程的测量工作,可将9点、10点的平面坐标及高程作为起始数据,平面测量可由9-10边分别引测支导线误差到达K点。所以预计在水平重要方向上 的贯通误差,实质上就是预计两条支导线终点K在才方向上的误差用.。根据 前面推导的支导线终点的点位误差预计公式可知,由导线的测角误差引起的K 点在方向的误差为式中,羯一井下导线的测角中误差Ry,-K点与各导线点连线在V轴上的投影长度,可在设计图上量取。由导线的量边误差引起的K店在方向上的误差计算过程如下。1)钢尺量边%,/ = 土aSl cos2 ar式中a钢尺量边的偶
14、然误差影响系数 优一导线各边与尤轴间的夹角2)光电测距13A/v7 = cos2 am, = (A + Bl)式中 叫-光电测距的量边误差K点在反向上的预计中误差为M/k平=土个 M:, + M;假设导线独立施测两次,那么平均值中误差为.*M ,K、砰=FK点在7方向上的误差预计为预=平522竖直方向上的误差预计贯通相遇点K在竖直方向上的误差是由上、下平巷中的水准测量误差和两个 上下中的三角形高程测量误差引起的,可按水准测量和三角高程测量的误差公式 分别计算,然后求其积累总和。1)上、下平巷中的水准测量误差引起K点在高程上的误差井下水准测量误差水可按每千米水准路线的高差中误差估计;M咏=吗也显
15、式中叫也每千米水准路线高程中误差,可按煤矿测量规程规定为mhL502V2= 17.7mm/左机或按本矿实测资料分析求得;R上、下平巷中水准路线总长度,km2)井下三角高程测量的误差按单位长度三角高程路线的高差中误差估计算:M侬他也式中加每千米水准路线的高差中误差,可按煤矿测量规程规定为100 77- = 5 0mm/ kmhL 23) K点在高程上的预计误差14知“预=2 A/.k平如图5-1进行二号下山的贯通工程。其中上、下得平巷总长为1200m,两个 下山长度均为380m。导线总长为1960m,设计采用30级采区控制导线施测。 试求K点在水平重要方向上及竖直方向上的贯通误差。预计K点x方向
16、上的贯通误差。在1:2000的贯通测量设计图上量取和/cos?优,并计入表5-1中基本误差参数取用/囹=30,平巷a平=0.0008 ,斜巷中a斜=0.0016 ,那么导线测角误差引起的x方向的贯通误差为租 2M 鼠=-4流,=7 X 453600=9595 X1 O-6/?:2“02)2062652导线量边误差引起的方向上的贯通误差为15M;,=嘘 Z7 cos2 a +cos2 a=0.00082 xll22+0.00162x55 = 859xl0-6m2那么K点在V方向上的预计中误差为MxK = 土 J 呜 += 0. m那么K点在水平重要方向上的预计贯通误差为2蛆欠平=042%M/k预
17、允=3加预计误差小于0.3 m的贯通容许偏差,测俄方案可行“由预计可以看出,测角误差 引起的贯通藤差是主要的,而沿贯通中线方向(了轴方向)的量边误差,对贯通精度没有 影响。平巷中水准测量引起的K点在高程上的误差为水=mh/YR = 17. 7 /1. 2 = 19. 4 mm两下山中三角高程测量弓I起的K点在高程上的误差为Mh纱=mhijL = 500. 38 +0. 38 = 43. 6 mmK点在高程上的预计中误差为MHk = 土水 + 叽=47.7 mm考虑到高程测量需独立施测两次,并取两倍中误差作为预计的贯通误差,那么K点在 竖直方向上的预计贯通误差为MhM 预=2途=67.5mm16
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