礦山測量

課程設計報告姓名：張智遠班級：測繪10-2班學號：07103094指導老師：顧和和中國礦業大學環測學院2013/7/20目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 課程設計概述 1\o"CurrentDocument"1.1設計目的 1\o"CurrentDocument"1.2設計內容 1\o"CurrentDocument"1.3編制依據 1\o"CurrentDocument"1.4坐標系統 1\o"CurrentDocument"二、 礦井平面聯系測量 2\o"CurrentDocument"2.1兩井定向方案 2\o"CurrentDocument"2.1.1技術規范及限差要求 2\o"CurrentDocument"2.1.2測量方案 3\o"CurrentDocument"2.1.3投點、連接 4\o"CurrentDocument"2.1.4工作組織與安全措施 5\o"CurrentDocument"2.1.5內業數據處理 5\o"CurrentDocument"2.2陀螺定向方案 6\o"CurrentDocument"2.2.1陀螺經緯儀定向基本原理 6\o"CurrentDocument"2.2.2陀螺經緯儀定向步驟 7\o"CurrentDocument"2.2.3組織工作與注意事項 8\o"CurrentDocument"2.2.4陀螺經緯儀定向誤差分析 8\o"CurrentDocument"2.3兩種方案的比較 9\o"CurrentDocument"2.3.1兩井定向精度估計 9\o"CurrentDocument"2.3.2陀螺定向精度估計 9\o"CurrentDocument"三、 井下平面控制測量 11\o"CurrentDocument"3.1井下導線的等級與布設 11\o"CurrentDocument"3.2導線布設系統 12\o"CurrentDocument"3.2.1基本控制設計 12\o"CurrentDocument"3.2.2采區控制設計 12\o"CurrentDocument"3.3精度估算 13\o"CurrentDocument"3.3.1基本控制精度估算 13\o"CurrentDocument"3.3.2采區控制精度估算 14\o"CurrentDocument"四、 高程聯系測量 15\o"CurrentDocument"4.1高程導入方法 15\o"CurrentDocument"4.1.1鋼尺導入高程 15\o"CurrentDocument"4.1.2鋼絲導入高程 16\o"CurrentDocument"4.1.3光電測距儀導入高程 16\o"CurrentDocument"4.2精度估算 17\o"CurrentDocument"五、 井下高程控制測量 17\o"CurrentDocument"5.1地面水準測量 17\o"CurrentDocument"5.1.1地面水準布設方案 18\o"CurrentDocument"5.1.2地面水準精度估算 19\o"CurrentDocument"5.2井下水準控制網設計 20\o"CurrentDocument"5.2.1井下水準布設方案 20\o"CurrentDocument"5.2.2井下水準精度估算 21\o"CurrentDocument"5.3井下三角高程設計 225.3.1布設方案 225.3.2精度估算 22\o"CurrentDocument"六、體會 23、課程設計概述1.1設計目的礦山測量課程設計是在學完礦山測量學課程和完成礦山測量教學實驗之后進行的,是對學生進行測繪高級工程人才基本訓練的一個重要環節。其目的在于通過對某礦井的主要礦山測量工作的設計，培養學生獨立分析問題和解決問題的能力及其創新能力。為了通過模擬實踐更好的理解課本知識，更真實的了解礦山測量工作，環測學院在2013年7月組織10級學生進行為期一周的礦山測量課程設計，讓學生將學過的知識進行有效的復習并形成體系。1?2設計內容礦井平面聯系測量井下平面控制測量高程聯系測量井下高程控制測量1?3編制依據《煤礦安全規程》《煤礦測量規程》《全球定位系統(GPS)測量規范》(GB/18314-2009)《DZS3水準儀使用說明書》(北京博飛)；《LeicaTC1500用戶手冊》(瑞士徠卡)；⑹《測繪產品檢查驗收規定》，CH1002—95。⑺《測繪產品質量評定標準》，CH1003—95。1?4坐標系統一個礦區應采用統一的坐標和高程系統。為了便于成果、成圖的相互利用，應盡可能采用國家3°帶高斯平面坐標系統。在特殊情況下，可米用任意中央子午線或礦區平均高程面的礦區坐標系統。礦區面積小于50km2且無發展可能時，可采用獨立坐標系統。礦區高程盡可能采用1985國家高程基準，當無此條件時，方可采用假定高程系統。、礦井平面聯系測量將地面平面坐標系統傳遞到井下的測量稱平面聯系測量，簡稱定向。礦井聯系測量的目的是使地面和井下測量控制網采用同一坐標系統。其必要性在于：需要確定地面建筑物、鐵路和河湖等與井下采礦巷道之間的相對位置關系。需要確定相鄰礦井的各巷道間及巷道與老塘(采空區)間的相互關系，正確地劃定兩相鄰礦井間的隔離礦柱。為解決很多重大工程問題，如井筒的貫通或相鄰礦井間各種巷道的貫通，以及由地面向井下指定地點開鑿小井或打鉆孔等等。聯系測量的任務在于確定：井下經緯儀導線起算邊的坐標方位角；井下經緯儀導線起算點的平面坐標x和y；井下水準基點的咼程H。本設計采用兩井定向方案與陀螺經緯儀定向兩種方案，并對其進行了精度評定和比較。2.1兩井定向方案當礦區有兩個立井，且兩井之間在定向水平上有巷道相通并能進行測量時，就要采用兩井定向。兩井定向時，由于兩垂球線間距離大大增加，因而由投點誤差引起的投向誤差也大大減小，這是兩井定向的最大優點。兩井定向示意圖2.1.1技術規范及限差要求表1近井光電測距導線的布設與精度要求

等 級附（閉）合導線長度（km）一般邊長（km）測距相對中誤差測角中誤差導線全長相對閉合差三等導線152~51/100000±1.81/00000四等導線101~21/100000±2.51/40000一級導線50.51/30000±51/20000二級導線30.251/20000±101/10000表1《煤礦測量規程》規定，兩井兩次獨立定向所算得的井下定向邊的方位角之差，不應超過土1‘。則一次定向的中誤差為M =±60〃/22，21.2”€0若忽略投向誤差0,認為井上、下連接誤差大致相同，則m，m=±21.2、江=±15"2.1.2測量方案本設計中，井上測設采用二級導線，從兩個給定已知點M、N敷設導線，求得近井點的坐標及方位角，設計圖見圖1-1（綠色部分為井上導線）。圖1-1近井點測量設計圖本設計中，在井下定向水平，測設經緯儀導線A-1-2-3-4-5-6-7-B，導線采用15"基本控制導線。導線布設圖見圖1-2（藍色部分為井下導線）。2.1.3投點、連接投點：在兩個立井中各懸掛一根垂球線A和B。投點的方法與一井定向相同，只是每個井筒懸掛一根鋼絲，投點工作比一井定向簡單，而且占用井筒時間短。用錘線或激光束將地面點的位置通過立井傳遞至定向水平的測量工序。包括單重穩定投點、單重擺動投點和激光投點。本礦井筒400左右，不算太深，滴水不大，井筒氣流比較緩和，因此決定采用單重穩定投點方式。所需設備及要求：垂球：50-100kg；鋼絲：0.5-2mm的高強度優質碳素彈簧鋼絲；單閘手搖絞車；導向滑輪：直徑不小于150mm；定點板；加蓋大水桶；小錘球。地面連接：地面連接的任務在于測定兩垂球的坐標，再由坐標算出兩垂球的方位角來。關于地面連接的方式，根據兩井筒相距的遠近而有所不同。當兩井相距較近時，則可插入一個近井點,然后用導線連接，當兩井相距較遠時，則可在兩井筒附近各插入一個近井點來連接。如圖1所示。當敷設導線時，應該使導線具有最短的長度并盡可能沿兩垂球連線的方向延伸，因為此時量邊誤差對聯線的方向不產生影響。一般可按照設立近井點的要求進行測量，但在定向之前,應根據一次定向測量中誤差不超過土20〃的要求。井下連接：在定向水平上，一般可用井下7〃經緯儀導線將兩垂球線連接起來,在巷道形狀可能的情況下，和地面連接導線一樣盡可能沿兩垂球方向敷設，并使其長度最短。在選定了井上下連接方案后，應進行精度預計。如果井下經緯儀導線起始邊的方位角中誤差"不超過20〃，方案才能被采用。

2.1.4工作組織與安全措施工作組織的主要流程有：（1） 準備工作選擇連接方案，做出技術設計；定向設備及用具準備；檢查定向設備及檢驗儀器；預先安裝某些投點設備和將所需用具設備等送至定向井口和井下；確定井上下負責人，同一負責指揮和聯絡工作。（2） 制定地面的工作內容及順序（3） 制定定向水平上的工作內容和順序（4） 定向時的安全措施：定向過程中應勸阻一切非定向工作人員在井筒附近停留；提升容器應牢固停妥；井蓋必須結實可靠地改好；對定向鋼絲必須事先仔細檢查，放提鋼絲時應事先通知井下，只有當井下人員撤離時才能開始；垂球未到井底，人員不得進入井筒；鋼絲要均勻慢放。（5） 定向后的技術總結：包括定向測量的實際時間安排，實際參與定向的人員和分工；地面連測導線的計算成果及精度；定向的內業計算和精度評定；定向測量的綜合評述和總結。2?1?5內業數據處理由于每個井筒內只投一個點，不能直接推算井下導線邊的方位角。因此，首先采用假定坐標系統，然后經過換算求得與地面坐標系統一致的方位角。（1）根據地面導線計算A、B點坐標，通過坐標反算原理求出兩錘球線連線在地面坐標系統中的方位角、邊長；y一y €yy一y €ytana=—^A=abABx一x €xBA ABSABy—y——B AsinaABx一x

——B AcosaAB=(€x)2+(€y)2AB AB（2）建立井下假定坐標系統，計算在定向水平上兩錘球線連線的假定方位角、邊長。通常為了計算方便，假定A-1邊為x'軸方向，與A-1垂直方向為y'軸，A點為坐標原點，即a'A1=0O00'00"計算井下連接導線各點假定坐標，直至錘線b的假定坐標x'B和yB。再通過反算公式計算AB的假定方位角及其邊長:tanaABxtanaABx'B，x'Ay'，y' x'，x' i S' =BA=B A=(€x')2+(€y')2ABsina'cosa' 、AB ABAB AB理論上講，Sab和S'AB應相等。（3）按地面坐標系統計算井下連接導線各邊的方位角及各個點的坐標。€，€-€'A1 AB AB式中 若€AB<€'AB時， €，€?360…-€'A1 AB AB然后根據€A1之值，以錘線A的地面坐標重新計算井下連接導線各邊的方位角及各點的坐標，最終求得錘線B的坐標。井下連接導線按地面坐標系統算出B點坐標值應和地面連接導線所算得的B點坐標值相等。為了檢核，兩井定向也應獨立進行兩次，兩次算得的井下起始邊的方位角互差不得超過1’。2.2陀螺定向方案設計應包括選用儀器、選定地面和井下測定邊、觀測方法和限差、精度估計、坐標傳遞、工作組織等陀螺定向是運用陀螺經緯儀直接測定井下未知邊的方位角。它克服了運用幾何定向方法進行聯系測量時占用井筒時間長、工作組織復雜等缺點，目前，已廣泛應用于礦井聯系測量和控制井下導線方向誤差的積累。本次陀螺定向所用陀螺經緯儀為JT15No79563陀螺經緯儀。2?2?1陀螺經緯儀定向基本原理A=A—€0 TA，€’+ATA，€+y00€，A—入，€'?A—yT 平在地面已知邊上測定儀器常數求得儀器常數：匕-1u在井下定向邊上測定陀螺方位角在井下進行陀螺定向，則定向邊的地理方位角A為：A=€t+人。測量要求：測定定向邊陀螺方位角應獨立進行兩次，其互差應小于40〃。儀器上井后重新測定儀器常數儀器上井后，應在已知邊上重新測定儀器常數2—3次。前后兩次測定的儀器常數，其中任意兩個儀器常數的互差應小于40〃，然后求出儀器常數的最或是值。用白塞爾公式m，士WV]/（n?1）評定一次測定中誤差。求算子午線收斂角…地理方位角和坐標方位角的關系為：Ao=€o+0子午線Y0的符號由安置經緯儀的位置確定，在中央子午線以東為正，以西為負。求算井下定向邊的坐標方位角由上述公式可得出："兒「 l：--因此井下定向邊的坐標方位角為：「 '： '2?2?2陀螺經緯儀定向步驟本次測量運用逆轉點法第一步：在A點安置陀螺經緯儀，嚴格整平對中，并以兩個鏡位觀測測線方向AB的方向值——測前方向值M。第二步：將經緯儀的視準軸大致對準北方向（對于逆轉點法要求偏離陀螺子午線方向不大于60’。第三步：測量懸掛帶零位值一一測前零位，同時用秒表測定陀螺擺動周期。第四步：用逆轉點法精確測定陀螺北方向值Nt。啟動陀螺馬達，緩慢下放靈敏部，使擺幅在1°~3°范圍內。調節水平微動螺旋使光標像與分劃板零刻度線隨時保持重合，到達逆轉點后，記下經緯儀水平度盤讀數。連續記錄5個逆轉點的讀數0、J、U3、U4、U5，并按下式計算叫：第五步：進行測后零位觀測，方法同測前零位觀測。第六步：再以兩個鏡位測定AB邊的方向值——測后方向值M。2第七步：計算T陀螺方位角：€tABT=M1+M2-NAB陀 2 T于是可得井下定向邊坐標方位角。2?2?3組織工作與注意事項必須在熟悉陀螺儀性能的基礎上，由具有一定操作經驗的人員來使用儀器。在啟動陀螺馬達達到額定之前和制動陀螺馬達的過程中，陀螺靈敏部必須處于緊鎖狀態，防止懸掛帶和導流絲受損傷。在陀螺靈敏部處于緊鎖狀態、馬達又在處于高速旋轉時，嚴禁搬動和水平旋轉儀器。在使用陀螺電源逆變器時，要注意接線的正確；使用外接電源時應注意電壓、極性是否正確。在沒有負載時，不得使用逆變器。陀螺儀存放時，要裝入儀器箱內，放入干燥劑，儀器要正確存放，不要倒置或躺臥。儀器應放在干燥，清潔，通風良好處，切忌放到熱源附近。儀器用車輛運載時，要使用專用防震包裝箱。在野外觀測時，儀器要避免太陽光直接照射。目鏡或其他光學零件受污時，先用軟毛刷輕輕拭去灰塵，然后用鏡頭紙或軟絨布揩拭，一面傷光潔度和表面涂層。2?2?4陀螺經緯儀定向誤差分析按跟蹤逆轉點法進行陀螺定向時，主要誤差來源有：經緯儀測定方向的誤差；上架式陀螺儀與經緯儀的連接誤差；懸掛帶零位變動誤差；靈敏部擺動平衡位置的變動誤差；外界條件，如風流、氣溫及震動等因素的影響。

2.3兩種方案的比較2.3.1兩井定向精度估計地面連接誤差+nm2P地面連接誤差包括由近井點T到結點II和由結點II到兩垂球線A、B所設兩部分導線的誤差。為了研究方便起見，假定一坐標系統：AB為y軸，垂直于AB的方向線為x軸。則m2=m2…土p2Cn2++nm2P上，AB XA XBmXAc――兩垂球線間的距離mXA由結點到垂球線A間所測設的支導線誤差所引起的A點在x軸方向上的位置誤差;mXB由結點到垂球線B間所測設的支導線誤差所引起的B點在X軸方向上的位置誤差;nmXBmp――由近井點到結點間導線的測角誤差。m2=(mjp》工R2、m2…工m2sin2①、m2 =(m.p>工R2、m2…工m2sin2①xAP P■' yAxAl l xBP P： yB xBl l經計算，得肌上=12.78v21.2，符合精度要求井下連接誤差井下導線測角誤差所引起的不同邊的連接誤差計算公式：M2…m2p/c2€R<2+工Rs)]，2P //、A 、B、M2…m2p/c2R‘2+工R<2)>M2…m2p/c2(2R<2+工R<2)，iP / A B丿由井下導線量邊誤差所引起的連接誤差計算公式：m2…p2a2/c2工lsin2①, ■' i i上式中R'A(見圖9-11)為由導線點1、2、3、…、(i-1)到垂球線A的距離在AB連線上的投影;而R'B則為由導線點i、i+1、…、(n-1)到垂球線B的距離在AB連接上的投影。經計算，最大方位角誤差為14〃，小于限差15〃，符合精度要求。則叫二+門需二Ji/十nd=19.1"2?3?2陀螺定向精度估計陀螺經緯儀的測量精度，以陀螺方位角一次測定中誤差表示，跟蹤逆轉點法定向時的誤差

分析。以德國威斯特發倫采礦聯合公司的GYR0MAT2000型陀螺經緯儀為例來進行探討。按跟蹤逆轉點法進行陀螺定向時，主要誤差來源有：①經緯儀測定方向的誤差；②上架式陀螺儀與經緯儀的連接誤差；③懸掛帶零位變動誤差；④靈敏部擺動平衡位置的變動誤差；⑤外界條件，如風流、氣溫及震動等因素的影響。經緯儀測定方向的誤差一條測線一次觀測的程序為：儀器在測站對中整平；測前以一測回測定測線方向值；以5個連續跟蹤逆轉點在度盤上的讀數確定陀螺北方向值；測后以一測回測定測線方向值。這樣，此項誤差包括：對中誤差一般陀螺定向邊都較長，當測線邊長d=60m時，取e=e=0.8mm,則覘標對中誤差和儀器對中Tc誤差為:(?T士誤差為:(?T士卩鬲=2x用廠豪60X10測線一測回的測量方法中誤差m二±6"i測前測后兩測回的平均值中誤差±4".2由5個逆轉點觀測確定陀螺北方向的誤差逆轉點觀測誤差包括跟蹤瞄準誤差m和讀數誤差m。u o二±4"m二±0.05t二±0.05t,60二±3"o故逆轉點觀測誤差為：m=士嚴2+m2十'42+32=±5"u o由5個逆轉點讀數計算平均值的公式為:(u+3u+4u+3u+u)1 2 3 4 5則相應的誤差為:二士1二士1+9+16+9+1,m144二士牛=±2".5故經緯儀測定方向的誤差為:m二士.m2+m2+m2+m2=±-x1.892+1.892+4.242+2.52=±5".6H '、ec eT i平 N0上架式陀螺儀與經緯儀的連接誤差陀螺儀與經緯儀靠固定在照準部上的過渡支架來連接。每次定向都要把陀螺儀安置在經緯儀支架上，這樣由于每次拆裝連接而造成的方向誤差，根據用WILDT3經緯儀對三臺儀器多次的實際測試，求得其連接中誤差m<±2"，取m，±2"。E E（3） 懸掛帶零位變動誤差懸掛帶對陀螺擺動系統的指向起阻礙作用，在實際觀測時采用跟蹤的方法可以消除懸掛帶扭力的大部分影響。懸掛帶材料的力學性質的優劣、陀螺運轉造成的溫升、外界氣候的變化以及擺動系統的機械鎖緊和釋放等因素的影響，均會引起零位變位。根據對三臺陀螺經緯儀的167次測試結果，求得懸掛帶零位變動中誤差m，€4"。a（4） 靈敏部擺動平衡位置的變動誤差影響擺動平衡位置變動的主要因素是：電源電壓頻率的變化引起角動量的變化,靈敏部內部溫度的變化引起重心位移以及由于溫升造成懸掛帶和導流絲的形變等因素都會造成平衡位置的變動。由此而造成的誤差多呈系統性，按JT15陀螺經緯儀靈敏部結構形式進行的98次試驗，擺動平衡位置的最大離散度為12"?16",中誤差m，±6"。b（5） 外界條件，如風流、氣溫及震動等影響這些條件的影響程度較為復雜，無法精確地一一測試，可取m，±5"。外所以，測線陀螺方位角一次測定中誤差為：m，土m2+m2+m2+m2+m2，±、'5.62+22+42+62+52，±10".6T \HEab 夕卜誤差分析的結果說明德國威斯特發倫采礦聯合公司的GYR0MAT2000型陀螺經緯儀的設計精度是合理可行的。三、井下平面控制測量在井下施工過程中，平面控制測量按照與地面控制測量統一的坐標系統，建立地下的控制系統。根據地下導線的坐標，就可以放樣出巷道中線及其腰線的位置，指出巷道開挖的方向,保重貫通施工時時的精度要求。礦區控制一般布設成三角網，邊角網或導線網。在布設控制網時，每個井口附近至少有一個控制點。而在井下巷道中測量時，只能敷設成支導線或者導線網的形式，隨著巷道的開挖向前延伸。3?1井下導線的等級與布設井下導線的布置，按照“高級控制低級”的原則進行。根據我國1989年能源部頒發《煤礦測量規范》規定，井下平面控制測量分為基本控制和采區控制兩類。這兩類又都應該敷設成閉（附）合導線或者復測支導線。技術指標見表1-1、表1-2。表1-1基本控制導線的主要技術指標

井田一翼長度/km測角中誤差/〃一般邊長/m導線全長相對閉合差閉（附）合導線復測支導線三5±760?2001/80001/6000V5±1540?1401/60001/4000表1-2采區控制導線的主要技術指標井田一翼長度/km測角中誤差/〃一般邊長/m導線全長相對閉合差閉（附）合導線復測支導線三1±1530?901/40001/3000V1±30——1/30001/2000基本控制導線按照測角精度分為土7〃和±15〃兩級，一般從井底車場起始邊開始，沿主要巷道（井底車場，水平大巷，集中上、下山等）敷設，通常每隔1.5?2.0km應加測陀螺定向邊，以提供檢核和方位平差條件。采區控制導線按測角精度分為±15〃和±30〃兩級，沿采區上、下山、中間巷道或片盤運輸巷道以及其他次要巷道敷設。3?2導線布設系統3.2.1基本控制設計由于本礦井兩翼長度在4km和3km左右，因此基本導線測角中誤差要求15〃，附和導線導線全長相對閉合差要求1/6000。根據技術規范，基本控制布置為四等導線就可滿足要求，采用J經緯儀進行。基本控制網設計見圖3-1。63?2?2采區控制設計由于本設計小于1km,因此測角中誤差小于±30〃即可，采用J經緯儀進行。采區控制設計見6圖3-2。

3?3精度估算3?3?1基本控制精度估算措度評定點名方位角中課差邊住中謀差（mm）邊校相對中誤茅相如直陸中誤差mm2標謀基Mx(hmd)My(mnj)H(:nun〕A(hud^E(hhd)N（度〕B0.650.43L/5萬0.45120.260.370.450.430.li122.230.8G0.461/君萬0.70110.&40.560.S50.640.56167.L9L.Q10.12L/S4Q310.46100.760.661.000.760.66L7S.&21.090.471/戲萬0.9391.400.791.611.420.7412.521.100.431/659130.4581.380.751.571.390.745.611.050.431/11萬0.4971.230.701.461.230.785.3S0.940.421/687730.4461.190.771.411.190.770.340.760.471/33萬0.73&0.930.771.20D.930.75170.L90.640.481/節萬0.735&.780.731.0G0.800.70150.090.670.43L/619740.4340.720.711.01D.760.67138.520.670.461/29萬0.6330.470.6S0.7S&.650.41LL7.330.730.441/□萬0.5130.310.550.63&.570.29104.550.730.441/13萬0.4810.290.360.4G0.430.17127.470.610.431/13萬0.46A精度評定（1）點位總誤差MK2=MOK2+Mdk2+Ms2由定向引起的點位誤差MOkM0k1=R]*ma0/p=0.04376m=43.76mm由井下導線測角兩邊引起的點位誤差mdkMDK=MC=40.35mm由起始點坐標誤差引起的點位誤差ms

MS=9.87mm由于兩井定向獨立進行兩次=羽=39.96mnri點位總誤差口mK=JMDK+Mg+ =57.64(2)點位總預計誤差Mk=2MkK預 KM=2M=115.28mm＜生產限差(200mm)K預 K3?3?2采區控制精度估算如圖1所示，設導線起點為第1點，終點為第(n+1)點，共需推算n個點的坐標，在推算中,設各點角度觀測值為€i,各邊觀測值為si,各邊方位角為ai,各點坐標為xi、yi,則導線末端點坐標為：X1+ 0icosai(1)X1+ 0icosai(1)yi+52SisinCLiJ i=]如不考慮起始點坐標xi、yi的誤差影響，微分上式可得:(2)式中，(yn+1+yi)、(xn+1+xi)分別為第i點至末端點在y和x方向的坐標增量。經計算，D5點的點位誤差為(3.08mm,4mm)符合精度要求。

四、高程聯系測量礦井高程聯系測量又稱導入標高，其目的是建立井上、井下統一的高程系統。采用平硐或斜井開拓的礦井，高程聯系測量可采用水準測量或三角高程測量，將地面水準點的高程傳遞到井下。4.1高程導入方法4.1.1鋼尺導入高程高程導入是立井高程導入并用長鋼尺導入，目前國內外使用的長鋼尺有500m、800m、1000m等幾種。施測方法：下放鋼尺在地面及井下安平水，分別在A、B兩點所立水準尺上讀取讀數a、b，然后將水準儀照準鋼尺，在井上下同時讀取讀數準儀m、n，同時測定井上下溫度tl、t2，溫度取井上下的溫度平均值，即t=(t1+t2)/2。根據上述測量數據，求得A、B兩點的高差為：h=(m-n)+(b-a)+SAL其中LAL為鋼尺的總改正數。它包括尺長、溫度、拉力和鋼尺自重等改正數。即》AL=ALk+ALt+ALp+ALc高程導入的基本公式和圖形如下：h=l-a+b=l+(b-a)B點在統一坐標系中的高程HB=HA-h導入高程需獨立進行兩次前后兩次之差不得超過1/8000。4.1.2鋼絲導入高程采用鋼絲法導入標高時，首先應在井筒中部懸掛一鋼絲，在井下端懸一重錘，使其處于自由懸掛狀態。施測方法：在井上、井下同時用水準儀測得A、B處水準尺上的讀數a和b，并用水準儀瞄準鋼絲，在鋼絲上作上標記；變換儀器高再測一次，若兩次測得的井上、井下高程基點與鋼絲上相應標志間的高差互差不超過4mm,則可取其平均值作為最終結果。可通過在地面建立的比長臺用鋼尺往返分段測量出鋼絲上兩標記間的長度，且往返測量的長度互差不得超過L/8000(L為鋼絲上兩標志間的長度)。這樣，井下水準基點B的高程HB即可通過下式求得：H=H—L+(a-b)B BA4?1?3光電測距儀導入高程運用光電測距儀導入標高，不僅精度高，而且縮短了井筒占用時間，因此是一種值得推廣的導入標高方法。光電測距儀導入標高的基本方法：在井口附近的地面上安置光電測距儀，在井口和井底的中部，分別安置反射鏡；井上的反射鏡與水平面成45°夾角，井下的反射鏡處于水平狀態；通過光電測距儀分別測量出儀器中心至井上和井下反射鏡的距離L、S。從而計算出井上與井下反射鏡中心間的鉛垂距離H：H=S-L+AL式中，AL為光電測距儀的總改正數。分別在井上、井下安置水準儀。讀取立于E、A及F、B處水準尺的讀數e、a和f、b。A、B之間的高差為：h=H-(a-e)+b-f。B的高程巴：HB=HA-h。運用光電測距儀導入標高也要測量兩次，其互差也不應超過H/8000。

4.2精度估算導入高程均需獨立進行兩次，也就是說在第一次進行完畢后，改變其井上下水準儀的高度并移動鋼尺，用同樣的方法再作一次。加入各種改正數后，前后兩次之差，按《煤礦測量規程》規定一般取導入高程的誤差M=止，d為允許誤差，約等于井深的1/8000。h0 2J235080003508000€15.47mm五、井下高程控制測量5?1地面水準測量水準測量采用國產北京光學儀器廠DS3自動安平水準儀，使用木質水準尺。每一測站采用兩次儀器高法觀測兩點之間的高差，兩次測得結果若在5mm限差之內，則取兩次結果平均數作為所測高差結果。由于測區內地理原因，為了防止腳架的升降，應自備尺墊。為減弱水準標尺的零點誤差及儀器及腳架沉降所帶來的誤差對觀測結果的影響，從國家二等水準點SZ1到近井點I,及由近井點I至國家二等水準點之間測段都布設為偶數段測站，并且在觀測過程中，相鄰測站間標尺要互換。高程控制與平面控制一樣，亦自成系統。礦區地面之間通視良好，地勢起伏不大，附合水準路線按地面四等水準測量要求施測，見表1-1水準點埋設完畢，即可按擬定的水準路線進行觀測。先在水準起始點立尺，作為后視尺，再安置儀器于測站1,同時選擇轉點，放上尺墊，并立另一水準尺于其上，作為前視尺，后視起始點水準尺，得后視讀數，前視轉點得前視讀數，后視值減前視值得起始點與轉點的高差，記錄計算完畢后，沿水準路線前移，將儀器安置于第二站，第一站的前視尺原處不動，轉過尺

面作為第二站后視尺，第一站前視尺作為后視尺，同時繼續觀測、記錄及計算。重復此過程,完成高程觀測全部工作。表1-1四等精度水準要求等級儀器級別線度視長(m)前后視距差(m)前后視距累差(m)視線離地面低高度(m)基本分劃、輔助分劃黑紅面讀數(mm)基本分劃、輔助分劃黑紅面高差(mm)四級DS31005100.23.05.05?1?1地面水準布設方案主井與副井之間的水準測量，以近井點I作為水準基點。為顧及兩井口水準基點相對高程中誤差引起貫通點K在Z軸方向的偏差中誤差的限定值，即土0.03m，所以井口水準基點的高程測量按照《國家水準測量規范》四等水準測量的精度要求測設。本次地面水準測量作業方案為自已知國家二等水準點SZ1起測，沿水準附合線測設到國家二等水準點SZ2。從水準點I開始向主井布設水準支線，傳遞主井高程。5?1?2地面水準精度估算在MATLAB中編程進行求解，以下為代碼：B=zeros(&7);JK=[1,99;1,2;2,3;3,4;4,5;5,6;6,7;7,99];i=l；while1fi==9break;endj=JK(i,1);k=JK(i,2);B(i,j)=1；fk==99;a=1;elseB(i,k)=-1;endi=i+1;endQ=blkdiag(2.6628,1.4047,4.2235,1.7795,1.611,1.3075,3.2838,1.2187);P=inv(Q);BTPB=B'*P*B;Qhh=inv(BTPB);表點位精度估算水準方向邊長(m)權值以200m為單位權協因數JH口點號點位誤差SZ1->175.1092.6627972.257413.0049291->2142.381.4046923.121623.533612->347.3544.2235084.361134.1766493->4112.3881.7795494.272544.1340054->5124.1491.6109673.880153.9395945->6152.9611.3075233.343563.6570486->760.9053.2838031.133872.1296017->SZ2164.1031.218747注：每千米咼差中誤差10mm5.2井下水準控制網設計石門處為平巷部分，采用與地面上同樣的北光DS3自動安平水準儀進行往返觀測，往返測高差的較差不大于土50mm<R.（R為水準點間路線長度，以km為單位）。本次任務中水準路線部分路程較短，采用地下二級水準測量的技術規格。本次平巷部分采用水準高程測量。水準儀高差傳遞的具體作法是：當由上平巷向下平巷通過斜巷傳遞高程時，在斜巷上端整置儀器，后視上平巷中的高程點A,測垂直角量斜邊和A點處的覘標高。然后，前視一臨時設置的固定照準點，測垂直角量斜邊。在斜巷中每兩站之間均用臨時設置的固定照準點代替測點。在上下兩站觀測過程中，其中間設置的固定照準點一直保持不動（遷站時應特別注意不要碰動照準點）。中間各站均前后視照準點測垂直角量斜邊。當測到斜巷下端時，在最后一站后視固定照準點，測垂直角量斜邊，前視下平巷中的高程點B,測垂直角量斜邊和B點處的覘標高。A、B各水準點之間的高差按下式計算：h=H-H=h+h+ h+a-bABBA1 2 n式中a 上平巷水準點覘標高；b 下平巷水準點覘標高；采用變更儀器高（兩次儀器高互差應大于10cm）的方法進行觀測。兩次測得的相鄰點間的高差互差不大于5mm時，取其平均值作為觀測成果。由于井下高程點有的設在頂板上程點在頂板上時，應在讀數前加“-