矿山测量课程设计本科论文.doc
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1、 课 程 设 计 报 告所属课程: 矿山测量 设计名称:矿山(工程)测量课程设计学 院: 测绘学院 专业班级: 测绘工程11-1 学 号: 学生姓名: 指导教师: 2015年 1月 23日矿山(工程)测量工程设计任务书课程设计题目矿山(工程)测量课程设计姓名吾爱仙子学号2011305306专业测绘工程班级1任务下达日期2115.1.19设计完成日期2015.1.23指导教师安静娴雅设计资料1、矿山(工程)测量课程设计井上下对照图(1:5000);2、矿山(工程)测量课程设计基础资料及设计说明;3、矿山(工程)测量工程设计报告模板。设计内容1、根据贯通工程的具体情况,进行整体贯通测量方案的选择;
2、2、选择贯通相遇点,确定重要方向、贯通相遇点处的工程允许偏差,陀螺定向边的数量及测定位置的确定;3、确定作业的技术依据,选择与确定贯通测量误差预计参数,测量技术方法的确定;4、绘制贯通测量图,在图上进行井下贯通导线设计。一般情况下应具有两个贯通路线和方案,对两个方案进行对比分析,优化出最佳方案;5、根据所选方案及测量技术方法进行贯通相遇点重要方向上的误差预计,并提出贯通工程质量的保证体系,人员组织及经费预算。要求设计成果1、贯通测量设计图:地面控制测量设计、联系测量设计、井下导线和高程测量设计、陀螺定向边设计;2、贯通测量设计报告。设计进程安排2015.1.19-2015.1.19:课程设计任
3、务下达;2015.1.20-2015.1.22:课程设计实施和指导阶段;2015.1.23-2015.1.23:课程设计成果提交。主要参考资料1、张国良等.矿山测量学M.徐州:中国矿业大学出版社,20082、国家质量监督检验检疫总局.全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T 18314-2009)M.北京: 中国标准出版社,20093、中华人民共和国能源部.煤矿测量规程M.北京: 煤炭工业出版社,19894、国家技术监督局.国家三、四等水准测量规范(GB12898-91)M.北京:中国标准出版社, 1992指导教师签名系主任签名课程设计成绩评定表学生姓名: 吾爱仙子 学号: 201130530
4、6 专业班级: 测绘工程11-1 所属课程: 矿山测量 设计名称: 矿山(工程)测量课程设计 指导教师评语:成绩: 指导教师: 安静娴雅 年 月 日目 录1课程设计目的与背景12 工程概况13 贯通测量工程概况44 误差预计95. 地面控制测量146 矿井平面联系测量207. 井下控制导线228 地面水准测量269 高程联系测量2710 井下高程控制测量2811 最佳整体方案选择3112. 设计感想与感谢31矿山(工程)测量工程设计1 课程设计目的与背景矿山测量课程设计是在学完矿山测量学课程和完成矿山测量教学实验之后进行的。是对学生进行测绘高级工程人才基本训练的一个重要环节。其目的在于通过对某
5、矿井的主要矿山测量工作的设计,培养学生独立分析问题和解决问题的能力及其创新能力。为了通过模拟实践更好的理解课本知识,更真实的了解矿山测量工作。贯通测量,尤其是大型巷道贯通测量是矿山测量工作的一项重要工作,贯通工程质量的好坏,直接关系到整个矿井的建设、生产和经济效益,为了加快矿井的建设速度、缩短建井周期、保证正常的生产接替和提高矿井产量,经常采用多井口或多头掘进,这样就会出现两井间或井田的长距离巷道贯通测量,所以两井间贯通测量就成为了矿井生产中必不可少的一项工作。2 工程概况2.1交通位置与自然地理条件该矿区淮南市位于亚热带和暖温带的过渡地带,气候条件优越,其主要气候特征是:春温多变,夏季雨水集
6、中(占全年雨量的50%),春季次之,秋季较少,冬季最少,累计年平均降水为937.2毫米。秋高气爽、冬季干冷、季风显著、四季分明。累计年平均气温为15.3。无霜期较长,最长为261天,最短为179天,平均为224天。冻土深度为0.3m井田范围北起F81断层,南止F211断层,西自1煤层隐伏露头,东至三十一勘探线和13-1煤层-1000m底板等高线地面垂直投影线。全井田南北走向长平均约13km,东西倾斜宽平均11km左右,面积约140km2。测区内总体地势平坦,最大高差不足4m;村庄密集,高大树木较多,不利于采用常规三角网和导线网进行平面控制;乡村道路较为发达,大部分道路能通行汽车,其余部分可通行
7、三轮摩托车,交通便利。2.2 地质采矿条件简介地层及煤层:本井田新生界松散层厚224.10576.00m。含煤地层为石炭、二叠系,共有9层可采煤层,平均总厚度24.11m,其中13-1、11-2、8、6-2和1煤层为主采煤层,平均总厚度21.14m,各煤层赋存稳定,倾角一般515。地质构造:本井田地层形态总体为一走向近南北、倾向东的反“S”型单斜构造。共发现断层167条,大致可划分为近东西、北西、北东向3个断层组。由于受区域构造作用影响,井田五线以北构造中等,五线F92断层之间构造简单,F92断层以南构造中等偏复杂本井田面积大,煤层埋藏深,煤层数目多且赋存平缓,因此设计确定矿井采用立井、分区开
8、拓、分区通风、集中出煤的开拓方式。主要巷道采用主要石门及分层(组)大巷布置形式。全井田划分为中央区、西区、北区和南区4个分区。矿井初期先开中央区,其他分区为接替区。根据矿井提升、通风等要求,矿井投产时在中央区工业场地内设主井、副井和中央回风井3个井筒;并预留1个主井位置。西区、南区和北区分别设进、回风井井筒各1个,形成各自独立的通风系统;其中进风井装备提升设备,用于各分区辅助提升。全矿井共设井筒11个。全井田划分2个生产水平开采。其中,一水平标高为-780m,采用上、下山开采,下山采至-850m;二水平标高-950m,亦采取上、下山开采,下山采至-1000m。本矿井煤层倾角小,一般515。因此
9、,根据不同采区块段的开采条件及开拓布置,确定采区采用走向长壁与倾斜长壁相结合的布置方式2.3 南区井巷工程概况南区主要作为整个矿井的后备采区,为该矿的后备主力采场,出煤系统仍由中央区主井承担。考虑到行人运料战线长以及通风能力不足,南区布设进风井和回风井2个立井,设计断面进风井8.6m、回风井7.2m。回风井2008年7月正式开挖,进风井2008年10月,第一水平设计标高-796m,第二水平-905m。水文地质情况:表土(新地层)段300350m,以沙层为主,富水性强。基岩段以泥岩、砂质泥岩和砂岩为主,局部砂岩富水性较强,井筒穿过煤层主要为11-2和13-1煤层。施工方法采用冻结法,井筒外围预注
10、浆,局部通风机供风。表土(新地层)段人工挖掘,基岩段炮掘,模板浇注混凝土,其中基岩段双层井壁,内壁采用套壁法施工。单层井壁厚度0.50.8m,施工时井筒内主要设施包括吊盘、模板、风水管路、电缆线、吊桶、散钻、大抓、双路风筒等目前,进风井已掘至-550m标高,回风井接近第一水平-796m。回风井-796m马头门拨开后,便施工-796m井底车场,首先与进风井贯通。2.4 中央区井巷工程概况中央区与南区均为立井开拓,中央区第一水平标高-780m,南区第一水平设计标高-796m,第二水平-905m。南区布设两个井筒进风井和回风井,中央区副井与南区回风井间直线距离4.6km。根据设计图纸和生产安排,中央
11、区与南区第一水平大巷预计2009年下半年进行贯通,中央区与南区大巷总长约4.9km,共设计三条大巷,即胶带机大巷、轨道大巷和回风大巷,设计巷道净断面5.6m4.4m,锚网喷支护一次成巷,软岩地段采用U型钢二次支护。地质概况:目前该矿南翼采区处于开拓之中,南翼轨道大巷将先后穿过6080、H=050m的FD95逆断层,5055、H=555m的FD108-1正断层,65、H=085m FD108正断层, 7080、H=030m的F114-1正断层等大型断层。该区为地质异常带,有新构造断层活动的迹象,目前南翼轨道大巷迎头底板距11-2煤层顶板法距约25m,巷道向前掘进过FD95逆断层后巷道顶板距13-
12、1下煤层底板法距约20m左右;穿过FD108-1正断层后将进入13-1煤层顶板地层中掘进,巷道底板距13-1煤层顶板最小法距不到20m;穿FD108正断层后将揭露13-1煤层,并穿过13-1煤层,进入其底板中掘进;在穿F114-1断层附近将可能揭露11-2煤层,巷道穿F114-1断层后最终进入11-2煤层底板中掘进。该区域构造极其复杂,断层众多且落差较大,受其影响,巷道施工层位及岩层产状变化强烈,岩性复杂且岩体破碎。水文地质概况:南翼轨道大巷构造发育,岩体破碎,受其影响,煤系砂岩含水层富水性好,巷道掘进时将会时常发生顶底板涌水现象。巷道在穿FD95及F108等断层时,受大断层影响,砂岩富水性将
13、会进一步增强,且存在导通新生界下含水的可能性。该区域构造复杂。2.5 已有测量成果概况该矿区平面控制网属原矿务局的三等三角网。该网是测量队于1981年建立的,根据该市城建局于1975年施测的三等三角网和测量队于1981年施测的三等三角网组合而成,其成果经测量队进行两网的整体平差后提供的。平差采用的坐标系统为BJ-54坐标系,中央子午线经度为120,投影带为3带的第40带。该网平差后的测角中误差为0.58,最弱点点位中误差为0.022m,最弱边边长相对中误差为1/21万。2007年4月,为确保矿区安全生产,该矿与某大学联合建立矿区基准网,以确保这两个大巷的正确贯通,并建立近10年内不受开采影响(
14、含邻近矿区开采影响)的矿区测绘基准。矿区平面基准网由26个D级GPS点组成,高程基准网为18个点(其中16个点为D级GPS点)构成的三等水准网(路线总长约71.4 km )组成。GPS平面基准网转换到BJ-54坐标系下后,点位中误差均在0.5cm以内,最大点位误差为0.28cm,平均为0.16cm;最弱边边长相对中误差为1/41万,平均为1/663万;相邻点间的坐标方位角中误差最大不超过1,平均为0.05。三等高程基准网平差后的单位权中误差为,每公里观测高差观测值的全中误差为4.2 mm。在中央区,布设由P0、P5、P6和P7等四个矿区基准网点(D级GPS点)组成的近井网,其中P0和P5点位于
15、楼顶,P6和P7点位于工广内;P25为D级GPS点和三等水准点,也为矿区基准网中的点。在南区,布设由K5、I132、G6和G11等四个矿区基准网点(D级GPS点)组成的近井网,其中K5和G6点位于楼顶,I132和G11点位于工广外围;I132和G11点同时为三等水准点。2.5相关作业依据与要求1.煤矿安全规程2.煤矿测量规程3.全球定位系统(GPS)测量规范(GB/18314-2009)4.DZS3水准仪使用说明书(北京博飞)5.LeicaTC1500用户手册(瑞士徕卡)6.测绘产品检查验收规定,CH1002957.测绘产品质量评定标准,CH1003953 贯通测量工程概况3.1 本次贯通测量
16、方案简述由于中央区和南区间没有已贯通巷道,因此进行联系测量(导入坐标、方位和高程)时只能在中央区和南区分别采用一井定向或陀螺定向方式进行。(1)地面导线采用E级GPS网要求布设,导线采用一级光电测距导线,附合在三角点上,用国产NTS202全站仪,精度为,,以三个测回测量水平角,每边往返测量边长,往返及返测4个测回,一测回内各读数之间较差不得超过,4个测回之间较差不得超过,往返侧边较差不得超。导线角度闭合差小于,坐标相对闭合差小于。在中央区建立(P5P6P72#)E级GPS网,筹建2#近井点在南区建立(G6G111321#)E级GPS网;筹建1#近井点(2)定向测量及连接 中央区回风井:井深78
17、0m,采用陀螺定向。南区回风井:井深796m,采用陀螺定向采用国产JT15陀螺经纬仪在建立陀螺定向边AB和CD,如图31和图32在中央区回风井;由P6P7边起敷设一级导线至连接点2#。在2#点架仪器与垂球线E连接;由陀螺定向边CD起敷设7基本控制导线至B1、B2点。在B1点架仪器与垂球线E的稳定位置连接,连接精度要求同7导线 地面连接导线2#P7P6和井下连接导线DCB2B1可在与垂球线连接前或连接后进行观测。井上、下连接导线和垂球线E的连接都应独立进行两次,其最大相对闭合差对地面一级导线不得超过(光电测距导线)和(钢尺量距导线),对井下导线应小于。南区的定向测量及连接的基本原理同中央区相似,
18、这里不再详细说明。(3)井下导线测量中央区风井从井下陀螺定向边AB开始,沿胶带机运输大巷由北至南进行南区风井从井下陀螺定向边CD开始,沿胶带机运输大巷由南向北进行测角用国产南方ET02电子经纬仪,两个测回施测,量边用Red mini2型防爆测距仪,每边往返观测4个测回,一侧回内读数较差不大于10mm,单程测回间较差不大于15mm,往返测及返测边长化算为水平距离(经气象和倾斜改正)后的互差,不得大于边长的所有闭(附)合导线和支导线均由独立测量两次,取两次测量的角度及边长的平均值,并进行近似平差。(4)地面水准测量中央区风井和南区风井的水准测量按地面四等水准要求施测,南区从G11三等水准点开始,中
19、央区从P25开始,采用国产北京测绘仪器厂S3水准仪施测.(5)导入高程采用长钢丝法导入高程,在定向投点工作结束后,钢丝上下做好标志,提升到地面后再进行丈量。导入高程独立进行两次,互差不得超过井深的(6)井下高程测量平巷中用北京S3水准仪往返观测,往返测高差的较差不大于(为水准点间的路线长度,以km为单位)斜巷中三角高程测量与导线同时施测,每条导线边两端点往返测高差的互差不大于(为导线长度,以m为单位),每段三角高程导线的高差往返测互差不应大于(为导线长度,以km为单位)以上高程测量均独立进行两次。图3-1 中央回风井定向示意图图3-2 南区回风井定向示意图3.2 井巷贯通允许偏差两井间的巷道贯
20、通,是指在巷道贯通前不能由一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下导线,而只能由两个井口,通过地面联测、联系测量,再布设井下导线到待贯通巷道两端的贯通。贯通巷道接合处的偏差值,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。贯通测量允许偏差,须参照按煤矿测量规程要求表3-1 巷道贯通的容许偏差贯通种类贯通巷道名称及特点贯通面上容许偏差/m第一类同一矿井内贯通巷道中线之间腰线之间两井之间贯通0.30.2第二类立井之间巷道贯通0.50.2第三类用小断面开凿立井井筒0.5-全断面0.1-全断面预装罐梁灌道0.
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