《矿井联系测量》PPT课件.ppt

第七章矿井联系测量,平面联系测量,高程联系测量,联系测量,第一节概述,联系测量：将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下，使井上下能采用同一坐标系统所进行的测量工作。,一、矿井联系测量的必要性,（1）需要确定地面建筑物、铁路和河流等与井下采矿巷道之间的相对位置关系。这种关系是用井上下对照图来反映。（2）需要确定相邻矿井的各巷道间及巷道与老塘（采空区）间的相互关系，正确的划定两相邻矿井间的隔离矿柱。（3）为解决很到重大工程问题。例：井筒的贯通或相邻矿井间的各种贯通，以及由地面向井下指定的地点开凿小井或打钻孔等等都需要井上下采用统一系统。,二、联系测量的目的和任务1、联系测量的目的：使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。2、联系测量的任务：（1）确定井下导线起算边的坐标方位角；（2）确定井下导线起算点的平面坐标x和y；（3）确定井下水准基点的高程H。,平面联系测量的任务：将地面的已知平面坐标和坐标方位角传递到井下导线的起始点和起始边上，使井上、下采用统一的坐标系统。传递过程的主要误差：坐标方位角传递误差。因此，平面联系测量，又称定向。衡量定向精度的标准：导线起始边坐标方位角的误差。,第二节平面联系测量,平面联系测量：将地面平面坐标系统传递到井下的测量称为平面联系测量，又称矿井定向。,为什么将平面联系测量又称为定向？,矿井定向的种类,矿井定向概括来说分为两类：,定向,几何定向,通过斜井或平硐,一井定向,两井定向,物理定向,精密磁性仪定向,投向仪定向,陀螺经纬仪定向,在一个井筒内悬挂两根垂球线由地面向井下传递平面坐标和方向的测量工作称为一井定向。,一、一井定向,定向工作,（一）投点：在井筒内悬挂垂球至定向水平。,投点误差,井筒内飞流、滴水的因素,投向误差,减小投点误差的方法？检查钢丝是否自由悬挂的方法？,（二）连接,连接方法：一般采用连接三角形法和瞄直法,1、连接三角形法,图中三角形ABC和ABC称为连接三角形。为了提高定向的精度，在选择井上、井下连接点C、C时，应使连接三角形ABC和ABC满足以下三个条件：,（1）点C与D及点C与D要彼此通视，且CD与CD的边长要大于20m；,(2)三角形的锐角和要小于2；构成最有利的延伸三角形,(3)a/c与b/c的值要尽量小一些，一般应小于1.5m。,1）连接三角形应满足的条件,2）连接三角形法的外业,测角。井上、下水平角测量。井上测、和井下测和。,量边。井上量取a、b、c三条边的边长。，井下丈量c，b和a三条边的边长。,3）连接三角形的解算,运用正弦定理，解算出，,检查测量和计算成果,首先，连接三角形的三个内角、以及、的和均应为180。若有少量残差可平均分配到、或上。(角的检验）,其次，井上丈量所得的两钢丝间的距离c丈与按余弦定理计算出的距离c计相差应不大于2mm；,井下丈量所得的两钢丝间的距离c丈与计算出的距离c计相差应不大于4mm。,若符合上述要求可在丈量的a、b、c以及a、b、c中加入改正数Va，Vb，Vc及Va，bc,将井上、井下连接图形视为一条导线，如DCABCD，按照导线的计算方法求出井下起始点C的坐标及井下起始边CD的方位角。,2、瞄直法,在连接三角形中，如使连接点C、C位于AB延长线上，即瞄直法。C、C精确地设在AB延长线上很困难，所以精度相对很低。适用小型煤矿。,二、两井定向,1.概述,当矿井有两个竖井，且在定向水平有巷道相通、并能进行测量时，就可采用两井定向。,两井定向是在两个井筒内各用重球悬挂一根钢丝，通过地面和井下导线将它们连接起来，从而把地面坐标系统中的平面坐标和方向传递到井下。,两井定向的外业测量与一井定向类似，也包括投点、连接、内业计算。,两井定向的示意图,（一）两井定向的外业测量工作,1、投点,两个井筒中各悬挂一根垂球线A和B，投点设备和方法同一井定向。,2、连接,1）地面连接测量,目的是测定两个垂球线A、B的平面坐标，由坐标算出两垂球线的方位角。,导线可采用一级或二级导线,2)井下连接测量,在定向水平上，连接两垂球线，测设导线A1234B。,导线可以采用7或15基本控制导线。,（二）井定向的内业计算,两井定向的井上下连接,按照导线的计算方法，计算出地面两钢丝点A、B的坐标(x，y)、（x，y）；,c2=（xBxA）2+(yByA)2,（2）根据假定坐标系统计算井下连接导线,以井下导线起始边A1为x轴，A点为坐标原点建立假定坐标系，设B点的假定坐标为(x，y)；计算井下导线各连接点在此假定坐标系中的平面坐标及AB之间的距离。,c2=xB2+yB2,（1）根据地面连接测量的成果，计算两垂球连线的方位角及长度。,3、测量的计算和检验,用比较井上与井下算得的两垂球线间距离c和c进行检查，由于两垂球的向地心性，差值,c=c-(c+H*c/R),4、按地面坐标系统计算井下导线各边的方位角及各点的坐标,A1ABAB=,若为负数则应加360,其他边的方位角为i=+i,式中i该边在假定坐标系中的假定方位角,根据A点的坐标(xA，yA）和计算出的A1边的方位角A1，计算出井下导线各点在地面坐标系统中的坐标和方位角;最后算得垂球B的坐标。,5、测量和计算的第二个正确性的检验,将井下连接导线按地面坐标系统，由A算出B点的坐标与按地面连接算得的B点坐标的相对的闭合差符合井下所采用的连接导线的精度时，则井下连接导线的测量和计算正确，闭合差按与边长成比例分配（只对井下导线的坐标加以改正）。,6、两井定向应独立进行两次，其互差不得超过1,两井定向的优点：由于两井定向时，两垂球线之间距离增加，因而减少了投向误差。,三、陀螺经纬仪定向,概述,陀螺定向是运用陀螺经纬仪直接测定井下未知边的方位角。它克服了运用几何定向方法进行联系测量时占用井筒时间长、工作组织复杂等缺点，目前，已广泛应用于矿井联系测量和控制井下导线方向误差的积累。,陀螺经纬仪的基本原理,陀螺经纬仪是根据自由陀螺仪(在不受外力作用时，具有三个自由度的陀螺仪)的原理而制成的。自由陀螺仪具有以下两个基本特性：,陀螺仪GP1-2A,第三节高程联系测量,高程联系测量又称导入标高，其目的是建立井上、井下统一的高程系统。导入高程的任务：将地面水准基点的高程传递到井下高程测量的起点，确定井下水准点的高程。采用平硐或斜井开拓的矿井，高程联系测量可采用水准测量或三角高程测量，将地面水准点的高程传递到井下。采用立井开拓的矿井，导入高程的实质是丈量井筒深度。方法：钢尺法、钢丝法和光电测距法。,高程联系测量：将地面高程系统传递到井下的测量称为高程联系测量简称导入高程。,1、长钢尺导入高程,用长钢尺导入高程,下放钢尺，分别在A、B两点所立水准尺上读取读数a、b，然后将水准仪照准钢尺，在井上下同时读取读数准仪m、n。,同时测定井上下温度t1、t2。,根据上述测量数据，求得A、B两点的高差为：,h=（m-n）+（b-a）+L,目前国内外使用的长钢尺有500m、800m、1000m等几种。,施测方法：,其中L为钢尺的总改正数。它包括尺长、温度、拉力和钢尺自重等改正数。,导入高程需独立进行两次前后两次之差不得超过l/8000。,2、钢丝法导入标高,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,钢丝导入高程,3、光电测距仪导入标高,运用光电测距仪导入标高，不仅精度高，而且缩短了井筒占用时间，因此是一种值得推广的导入标高方法。,光电测距仪导入高程,基本方法：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、S。,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+L,式中，L为光电测距仪的总改正数。,然后，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、b,A、B之间的高差为：,h=H-（a-e）+b-f,B的高程H：HBHA-h,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/8000。,下课了。,追求,休息一会儿。,