文档介绍：第十一章井下测量
11-1 近井点和井口水准基点
在全国范围内都布设了国家一、二等三角网和水准网,在矿区范围内也有国家一、二等三角点和水准点。但是,这些点的密度很小,远远不能满足矿区测量的需要。通常进行的矿区控制测量就是在国家一、二等三角网和水准网的基础上布设矿区三、四等三角网或高精度的光电测距导线作为矿区的平面控制,布设矿区三、四等水准网作为矿区的高程控制。
为了满足矿井建设和生产的需要,建立矿井上、下统一坐标系统,还需在矿井工业广场井筒附近布设平面控制点和高程控制点,即我们通常所说的近井点和井口水准基点。
近井点可在矿区三、四等三角网,测边网或边角网的基础上,用插网、插点和敷设经纬仪导线等方法测设。近井点的精度,对于测设它的起算点来说,其点位中误差不得超过±7 cm,后视边方位角中误差不得超过±10″。井口水准基点应按四等水准测量的精度要求测设。此外近井点和高程水准基点的布设还要满足以下要求:
(1) 尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点;
(2) 近井点至井口的连测导线边数应不超过3条;
(3) 高程水准基点应不少于两个(近井点可作为高程水准基点)。
11-2 矿井平面联系测量
一、概述
把井上、井下坐标系统统一起来所进行的测量工作就称为矿井联系测量。
矿井联系测量又分为矿井平面联系测量和矿井高程联系测量。矿井平面联系测量是解决井上、井下平面坐标系统的统一问题;矿井高程联系测量是解决井上、井下高程系统的统一问题。
矿井平面联系测量的任务是根据地面已知点的平面坐标和已知边的方位角,确定井下导线起算点的平面坐标和起算边的方位角。
矿井平面联系测量的方法主要分为几何定向和物理定向两种,几何定向又分为一井定向和两井定向两种,物理定向即陀螺定向。
二、一井定向
一井定向是在一个井筒内悬挂两根钢丝,将地面点的坐标和边的方位角传递到井下的测量工作。
(一) 投点
投点是以井筒中悬挂的两根钢丝形成的竖直面将井上的点位和方位角传递到井下。
1投点误差
要尽可能采取以下措施减小
2钢丝自由悬挂的检查
(1) 信号圈法;
(2) 比距法;
(3) 振幅法
(二) 连接
连接测量分为地面连接测量和井下连接测量两部分。地
1连接三角形应满足的条件
(1) 点C与D及点C′与D′要彼此通视,且CD与C′D′的边长要大于20 m;
(2) 三角形的锐角γ和γ′要小于2°;
(3) a/c与a′/c′的值要尽量小一些, m。
2连接三角形法的外业
地面连接测量是在C点安置经纬仪测量出ψ、φ和γ三个角度,并丈量a、b、c三条边的边长。同样,井下连接测量是在C′点安置仪器测量出ψ′、φ′和γ′三个角度,并丈量a′,b′和c′三条边的边长。
3连接三角形的解算
(1) 运用正弦定理,解算出α,β,α′,β′
(2) 检查测量和计算成果
首先,连接三角形的三个内角α、β、γ以及α′、β′、γ′的和均应为180°。若有少量残差可平均分配到α、β或α′、β′上。
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2 mm;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4 mm。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′,Vb′,Vc
(3) 将井上、井下连接图形视为一条导线,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C′D′的方位角。
三、两井定向
1概述
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包括投点、地面和井下连接测量。在连接测量时必须测出井上、井下导线各边的边长及其连接水平角;同时在内业计算时必须采用假定坐标系。
2两井定向的内业计算
(1)按导线计算方法,计算出地面两钢丝点A、B的坐标(xA,yA)、(xB,yB);
(2) 计算两钢丝点A、B的连线在地面坐标系统中的方位角αAB;
(3) 以井下导线起始边A1′1为x′轴,A点为坐标原点建立假定坐标系,计算井下导线各连接点在此假定坐标系中的平面坐标,设B点的假定坐标为(xB′,yB′);
(4) 计算A、B连线在假定坐标系中的方位角αAB′
(5) 计算井下起始边在地面坐标系统中的方位角αA1:αA1=αAB-αAB′
(6) 根据A点的坐标(xA,yA)和计算出的A1边的方位角αA1,计算出井下导线各点在地面坐标系统中的坐标和方位角。
四、陀螺定向
1陀螺经纬仪的基本原理
自由陀螺仪具有以下两个基本特性:
(1) 定轴性:陀螺轴在不受外力作用时,它的方向始终指向初始恒定方向;
(2