煤礦測量培訓課件

1、礦山測量知識礦山測量知識 一、礦山測量在一、礦山測量在煤炭煤炭生產和建設中的作用生產和建設中的作用 （一）礦山測量學的內容：包括為礦山勘探、基建和生產各階段及資源的保護與合理開采提供基礎性技術資料而進行的一切測量、計算和制圖。 （二）煤礦測量的基本任務有兩項：一是測繪各種礦圖，供煤礦生產建設使用，稱為測定；二是將圖紙上設計好的工程位置標定于實地，稱為測設或放線。 (三) 在均衡進行生產方面起保證作用。主要是通過測量及時提供或反映生產狀況的各種圖紙，參與采掘計劃的編制和檢查其執(zhí)行情況。 （四）在安全生產方面起指導作用。通過測設（放線）及時正確地給出方向，使采礦巷道遠離危險區(qū)，避免在井下掘露保安煤

2、柱或回采區(qū)塌陷，造成地面建筑物等的破壞導致事故發(fā)生。 地面測量是基礎，聯(lián)系測量是橋梁，井下測量是反應采掘平衡關系的主要依據，以其測量成果繪制的各種礦圖，及時反應了煤礦的生產建設面貌及其位置關系?？梢姕y量工作是煤炭生產和建設中不可缺少的一項技術基礎工作。 二、礦山測量工作的主要任務二、礦山測量工作的主要任務 （1）建立礦區(qū)地面控制網和測繪大比例的地形圖和礦圖； （2）進行礦區(qū)地面與井下各種工程的施工測量和竣工驗收測量； （3）測繪和編制各種采掘工程圖及礦體幾何圖； （4）進行巖層與地表移動的觀測及研究；為留設保護礦柱和安全開采提供資料； （5）參加采礦計劃的編制，并對資源利用及生產情況進行檢查和

3、監(jiān)督。 （6）對資源利用及生產情況進行檢查和監(jiān)督； （7）進行礦區(qū)土地復墾及環(huán)境綜合治理研究。 三、礦山測量工作的原則和特點三、礦山測量工作的原則和特點原則：礦山測量依然按照高級控制低級、站站有檢核、測量精度滿足工程要求這三項原則進行。礦井測量與地面測量相比具有以下特點：（1）工作條件不同。井下黑暗、潮濕、狹窄、行人和運輸測量較多等困難條件下測量，需要采用適宜的儀器和方法。（2）測量對象不同。井下測量的主要對象是各種巷道，受條件限制，平面控制只能采用導線測量方法。 四、四、礦山測量工作的原則和特點礦山測量工作的原則和特點（3）考慮精度的出發(fā)點不同。地面測圖的精度，不同的比例尺要求不同，且整個圖

4、紙的精度比較均勻。而井下導線因短邊和定向誤差等影響，其誤差由井田中央向邊界迅速增大，圖紙各處精度均不一致。故煤礦測量規(guī)范根據一般采礦工程對導線最遠點的精度要求來制定基本控制導線的施測規(guī)格。（4）測量程序上有所不同。井下測量必須適應采掘工程的特點，一般從高級點起，先設次一級支導線進行控制、定向，再設基本導線實行檢查，當巷道貫通后逐漸構成閉（附）合導線。這種分段控制、定向要求測量必須及時嚴謹和準確，否則出現(xiàn)差錯很難彌補。 五、五、測量上的坐標系統(tǒng)測量上的坐標系統(tǒng) 在測量工作中，地面的空間位置使用坐標和高程來表示的。在大范圍內用地理坐標系統(tǒng)表示點位，而在小范圍內可用平面直角坐標系統(tǒng)表示。 1、表示點

5、在球面上位置的坐標系統(tǒng)稱為地理坐標。地理坐標又按坐標所依據的基本線和面的不同以及求得坐標的方法不同，分為大地地理坐標和天文地理坐標兩種。 我國的領土位于東半球與北半球，各地的地理坐標都是東經和北緯。 2、高斯平面直角坐標 為了解決將曲面展為平面，德國數(shù)學家高斯首先提出了橫圓柱正行投影理論，后來德國大地測量學家克呂格補充研究完成。人們把這種投影稱為高斯-克呂格投影。為了使這種投影變形誤差不影響圖紙使用，通暢采用高斯投影分帶法。 分帶投影是從首子午線開始，依次自西向東每隔6經差劃分一帶，全球共分為60個帶。設L0為6分帶的中央子午線精度，n為投影帶編號數(shù)，兩者關系為 L0=6n-3. 由于6帶不能

6、滿足1:10000及大比例尺圖測圖精度要求，故采用3分帶投影法。3分帶每隔3經差劃分一帶，全球共劃分120帶。設L為3分帶的中央子午線經度，n為投影帶號數(shù)，兩者的關系為 L=3n 3帶是在6帶的基礎上劃分的。帶號n為奇數(shù)的3帶，其中央子線與6帶的中央子午線重合。帶號為偶數(shù)的3帶，其中央子線則與6帶的分界子午線重合。我國由東經75起，進行劃分，直至東經135止，跨11個6帶和21個3帶。 在高斯平面直角坐標系中，規(guī)定了x軸為向北為正，y軸為向東為正，象限按順時針編號，與數(shù)學上的象限順序相反。我國位于北半球，x坐標值均為正號，y坐標卻有正有負，為了避免橫坐標出現(xiàn)負值，便于使用，將橫坐標值統(tǒng)一增加5

7、00km。 六六、直線定向的意義及標準方向、直線定向的意義及標準方向 確定一條直線與標準方向的夾角關系成為直線定向。標準方向通常有真子午線、磁子午線和直角坐標縱線三種，統(tǒng)稱三北方向線。 1.真子午線方向 通過地面上一點只想地球北極的方向為該店的真子午線方向或真北方向。同一緯度上兩個點的真子午線方向所夾的角值稱為子午線收斂角，以表示。凡坐標縱線偏在子午線以東者稱東偏，其角值為正；以西者稱為西偏，其角值為負。 2.磁子午線方向 通過地面上一點，指向地球北磁極的方向稱為該點的磁子午線方向，或磁北方向。它是用羅盤來測定的。某點的磁子午線方向與真子午線方向之間的夾角稱為磁偏角，以表示。當磁子午線北端偏向

8、真子午線以東者稱為東偏，角值為正；偏向真子午線以西者稱為西偏，角值為負。我國各地磁偏角的范圍在-10-6間。 3.坐標縱線方向 在高斯平面直角坐標系和獨立平面直角坐標系內，把坐標格網縱線稱為坐標縱線方向，稱為X軸方向。 七七、直線的表示方法、直線的表示方法 1、方位角 從標準方向線的北端起，順時針旋至某一直線的夾角，稱為該直線的方位角，角值為0-360。 當標準方向為真子午線時，稱為真方位角；當標準方向為磁子午線時，稱為磁方位角；當標準方向為直角坐標系的坐標縱線時，稱為坐標方位角。坐標方位角與磁方位角、磁偏角、子午線收斂角的關系為： =磁+- 2、坐標方位角 在普通測量學范疇內，通常采用平面直

9、角坐標系，因此，一般是用坐標方位角來確定直線的方向。在直角坐標系內，同一條直線上正反方位角相差180。 測量誤差的基本知識測量誤差的基本知識一、觀測誤差一、觀測誤差誤差的發(fā)生，有多種多樣的原因。概括起來有三個方面。（1）觀測工作是利用儀器進行的，由于每一種儀器只具有一定的精確度，使觀測結果的精度受到了一定的限制。（2）由于觀測者的感覺器官的鑒別能力有著一定的局限性，所以，不論在儀器的安置、照準、讀數(shù)等方面都會產生誤差。（3）觀測所處的外界條件，如溫度、濕度、鋒利、大氣折光等因素都會對測量結果直接發(fā)生影響。上述儀器、人、外界條件等三個方面的因素是引起誤差的主要來源。因此我們把這三個方面的因素綜合

10、起來稱為觀測條件。 測量誤差按其對測量結果影響的性質，可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。二、觀測成果的精度指標二、觀測成果的精度指標1、精度的含義：所謂精度，就是指誤差分布的密集或離散程度。2、精度指標：測量工作不僅要對某一個未知量進行多次測量，求其最可靠的結果，還必須對觀測成果的精確程度作出評定。通常采用中誤差、容許誤差和相對誤差作為評定精度的指標。 1）中誤差：對一個未知量進行n此觀測，取各個獨立真誤差平方和的平均數(shù)的平方根為中誤差（又稱均方誤差） 2）容許誤差：偶然誤差的第一個性質告訴我們，在一定的觀測條件下，偶然誤差的絕對值不會超過一定的界限。如果測量中某一觀測值的誤差超過了改界限，那么這次觀

11、測的質量不符合要求，應該舍棄，這個限值稱作容許誤差。 3）相對誤差：相對誤差是中誤差與觀測值之比。對于真誤差與極限誤差，也有用相對誤差來表示的。 與相對誤差相對應，真誤差、中誤差、容許誤差均稱為絕對誤差。聯(lián)聯(lián) 系系 測測 量量 聯(lián)系測量是將地面測量坐標傳遞到井下，使井上、下采用同一坐標系統(tǒng)所進行的工作。聯(lián)系測量包括平面聯(lián)系測量和高程聯(lián)系測量兩個部分，前者簡稱定向，或者簡稱導入高程。 聯(lián)系測量的作用就是使井上下采用同一坐標系統(tǒng)。 聯(lián)系測量的任務：（1）確定井下經緯儀導線起始邊的方位角和起始點的平面坐標；（2）確定井下水準幾點的高程。一、地面近井點的設立一、地面近井點的設立在井口附近建立的近井點和

12、水準幾點應滿足下列要求：（1）盡可能埋設在便于觀測、保存和不受開采影響的地點；（2）近井點至井口的聯(lián)測導線邊數(shù)應不超過三個；（3）水準基點不得少于兩個（近井點可作為水準點使用）。井口水準基點的高程測量應按四等水準的精度要求測設。二、一井定向二、一井定向 通過一個豎井進行幾何定向，也就是說在井筒內掛兩根鋼絲，鋼絲一端固定在地面，另一端用垂球自由懸掛于定向水平，再按地面坐標系統(tǒng)求出量垂球的平面坐標及其連線的方位角；在定向水平上把垂球線和井下永久點連接起來，這樣便能將地面的方向和坐標傳遞到井下而達到定向的目的。因此可把一井定向分為兩個部分：投點、連接。三、兩井定向三、兩井定向 當?shù)V山有兩個豎井，且在

13、定向水平有巷道相同并能進行測量時，就要采用兩井定向。所謂兩井定向，就是在兩個井筒中各掛一個垂球線，然后在地面和井下把兩個垂球線連接起來，從而把地面坐標系統(tǒng)中的平面坐標及方向傳遞到井下。四、高程聯(lián)系測量四、高程聯(lián)系測量高程聯(lián)系測量的任務是把地面坐標系統(tǒng)中的高程，經過平硐、斜井或豎井傳遞到井下高程測量的起始點上，所以升值為高程聯(lián)系測量，也稱導入高程。鋼尺導入高程：用鋼尺導入高程，在使用長鋼尺導入高程是應加入鋼尺的改正數(shù)，包括比長改正、溫度改正、拉力改正和自重改正。五、陀螺經緯儀定向五、陀螺經緯儀定向幾何定向存在著占用井筒，耗費大量人力、物力和時間，并隨著井筒深度增加，定向精度降低等確定，所以人們研

14、究采用物理方法進行礦井定向，即陀螺經緯儀定向。陀螺儀定向的常見方法是逆轉點法和中天法。井下平面控制測量井下平面控制測量一、井下平面控制導線的布設與等級一、井下平面控制導線的布設與等級1、井下平面控制測量的特點在地面平面控制網的基礎上，通過聯(lián)系測量將地面平面坐標系統(tǒng)傳到井下去，求得井下起始邊的方向及起始點的坐標。由于井下條件的限制，井下平面控制網均以導線的形式布設、因而井下平面控制測量實際上是經緯儀導線測量。2、井下經緯儀導線的等級煤礦測量規(guī)程規(guī)定：井下平面控制分為基本控制和采區(qū)控制兩類。井下平面控制分為基本控制和采區(qū)控制兩類。基本控制精度較高，是礦井的首級控制導線，其精度應能滿足一般貫通工程的

15、要求；采區(qū)控制導線精度較低，應能滿足日常生產測量及測圖的要求。井下平面控制導線的布設與等級井下平面控制導線的布設與等級 基本控制導線分為7和15兩級，主要敷設在斜井、平硐、井底車場、水平運輸巷道、礦井總回風巷、暗斜井、集中上下山和集中運輸石門等主要巷道。各礦可根據井田范圍大小，選用其中一種作為本礦的基本控制導線。 采區(qū)控制導線分為15和30兩級，一般由主要巷道中的基本控制點開始，沿采區(qū)上、下山，中間巷道或區(qū)盤運輸巷道以及其他次要巷道敷設。礦可根據采掘工程的實際需要，選用其中一種作為本礦的采區(qū)控制導線。 對于已建立井下控制網的礦井，在條件允許時，應用加測陀螺定向邊的方法改建井下平面控制網，以提高

16、其精度。井下平面控制導線的布設與等級井下平面控制導線的布設與等級井井下平面控制導線的布設與等級下平面控制導線的布設與等級二、井下經緯儀導線的類型井下導線點布設在巷道中，受巷道掘進和開拓方式的限制，最初大多為支導線形式，隨著巷道的延伸及巷道數(shù)量的增多，可以形成閉合導線、附合導線及導線網。4、井下導線點的分類、設置井下導線點按其使用的長短分為永久點和臨時點兩類，永久點應設置在便于使用和保存的穩(wěn)定頂板、碹頂或棚梁上。只有當頂板巖石松軟、破碎，容易移動或某些特殊情況下，才將其設置在巷道底板內。永久導線點應設在礦井主要巷道內，一般每隔300m500m設置一組，每組不得少于3個。 導線的延長及檢查導線的延

17、長及檢查 井下導線是隨巷道掘進分段測設的，及逐漸向前延測。一般規(guī)定：基本控制導線每隔300m500m延測一次；采區(qū)控制導線隨巷道掘進每30m100m延測一次。 為檢查在導線延測時所依據的已知點的可靠性，在延測之前，必須對上次所測量的最后一個水平角按相應的測角精度進行檢查，本次觀測與上次觀測該水平角只差d應滿足d22m；式中m為各等級導線的測角中誤差。對于井下7、15和30導線的的限差，分別為2040和80。 基本控制導線的邊長小于15m，兩次觀測水平角的不符值可適當放寬，但不得超過上述限差的1.5倍。 如不符合上述要求，應繼續(xù)向后檢查，直到復核要求后，方可由此向前延測導線。礦礦 圖圖 礦圖是礦

18、山測量圖、礦山地質圖和其他采礦用圖的總稱。反映地物、地貌情況和地下礦體、各種巷道、硐室、工作面等空間位置關系的圖，稱為礦山測量圖。它是根據礦山測量資料繪制的，而礦山地質圖和其它采礦用圖都是已礦山測量圖為基本圖件編繪的，故一般又習慣把礦山測量圖簡稱礦圖。 礦圖按用途和性質不同，可分為基本礦圖、專門礦圖、日常生產用圖和生產交換圖四類。煤礦生產、建設過程中必須具備的主要圖紙，稱為基本礦圖，它是反映煤礦生產建設總體面貌，作為永久技術檔案保存，并用以編繪其他生產用圖的主要圖紙；專門礦圖是反映局部采掘工程或解決專項礦山測量問題所實測或編繪的圖；日常生產用圖是隨采掘工程進度及時測繪，直接在生產中使用而大比例采掘工程平面圖；生產交換圖是管理部門掌握生產動態(tài)，定期填繪、交換的圖紙。礦礦 圖圖1、采掘工程平面圖 采掘工程平面圖是反映開采煤層或開采分層內，采掘工程活動和地質特征的綜合性圖紙，是煤礦生產建設中最基本、最重要的圖紙，主要用于智慧生產、及時掌握采掘進度、了解與相鄰煤層的空間關系、進行采區(qū)設計、修改地質圖紙、安排生產計劃、進行“三量”計算等許多方面，并作為編繪其