第一章 煤矿测量学基础知识

矿井测量基础知识
1、矿山测量的主要任务是精确建立井上、下测量控制系统，及时而准确地测绘各种矿图，正确标定井上、下各工程位置，研究地表与岩层移动规律。

2、测量工作必须遵循两项原则：一是“由整体到局部、从高级到低级、先控制后碎部”；二是“步步要检核”。

3、煤矿生产中“三下”、“一上”开采指的是“建筑物下、铁路下、水体下”和“承压水上”。

4、目前，我们采用的矿区平面坐标系是1980年国家大地坐标系；高程采用的是1956年黄海高程系统。

5、测量误差按其性质分为系统误差和偶然误差两类。

6、井下测量一般需要4人：1人观测、1人记录、前后视照明各1人。

7、巷道的中线是指巷道水平投影的几何中心线称为巷道中线（主要巷道每掘进30m、次要巷道每掘进40m应延设一组中心线）。

8、巷道腰线是用来指示巷道在竖直面内的掘进方向及调整巷道底板或轨面坡度用的。

9、井下平面控制分为基本控制和采区控制两类。

在采区次要巷道中，为了填图还应敷设碎部导线。

10、基本控制导线：
应沿着矿井主要巷道（斜井、暗斜井、水平运输大巷、主要石门、总回风道、集中上、下山等）敷设。

各矿基本控制导线应采用7″级导线，一般应每300～500m延测一次，每隔1.5～2km加测一条陀螺定向边。

11、采区控制导线：
沿着采区上、下山，中间巷道、采区运输道、回风道敷设。

根据采区一翼长度可分别采用15″或是30″级导线。

采区导线应随着巷道掘进每30m～100m延长一次。

第一章矿井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的测量，称为联系测量。

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，简称定向。

将地面高程系统传递到井下的测量称高程联系测量，简称导入高程。

矿井联系测量的目的就是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。

矿井联系测量的必要性：1、需要确定地面建筑物、铁路和河湖等与井下采矿巷道之间的相对位置关系。

这种关系一般是用井上下对照图来反映的。

因此，我们必须时刻掌握采矿工作是在什么地区的下方进行着，以便采取预防措施。

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，正确地划定两相邻矿井的隔离矿柱。

不然，就有可能发生大量涌水及瓦斯涌出，迫使采矿工作停顿，甚至造成重大安全事故。

3、为解决很多重大工程问题，例如井筒的贯通或相邻矿井各种巷道的贯通，以及由地面向井下指定地点开凿小井或打钻孔等等都需要井上下采用同一坐标系统。

矿井联系测量的任务：1、确定井下经纬仪导线起算边的坐标方位角；2、确定井下经纬仪导线起算点的平面坐标；3、确定井下经纬仪导线起算点的高程。

第二章巷道中线的标定工作1、井下主要巷道的位置是根据矿井的总体设计决定的，但在施工过程中还要根据实际情况作必要的修改。

采区巷道更需要根据已有巷道和地质变化情况逐步做出施工设计。

测量的任务是要把图上设计好的巷道，随着巷道不断向前掘进逐步地标设于实地，也就是要在实地上标定出巷道的开切位置和给定巷道的掘进方向。

2、巷道水平投影的几何中心线称为巷道中线。

标定巷道中线就可以控制巷道在水平面内的掘进方向。

新开巷道标定中线的过程大致如下：1）、检查设计图纸。

设计图纸的巷道要和已有的巷道保持一定的几何关系，或本身要符合一定的几何条件。

2）、确定标设的必要数据经检查确认设计资料无误后，便可利用所要标设的巷道附近的可靠已知点，来计算标设数据。

3）、标设巷道开切点和掘进方向。

4）、随着巷道的不断向前掘进，标定和延长巷道中线和腰线。

1.井下平面控制均以(导线）的形式沿巷道布设2.井下导线的等级：井下平面控制分为基本控制和采区控制两类，基本控制导线按照测角精度分为7＂和15＂两级，采区控制导线则分为15＂和30＂两级.井下导线的形式:支导线、闭合导线、符合导线、导线网以及交叉闭合导线（导线边的平面投影相交而实际上是空间相交）、坐标符合导线（在两个已知坐标的垂球线之间敷设的两井定向导线也是地面测量中的“无定向导线”）、方向复合导线（带陀螺定向边的方向)等特殊形式的井下导线。

3.井下测角与地面测角的不同（经纬仪在井下是怎样布设的？)(1）井下测点多设于巷道顶板上，因此经纬仪要在测点下对中，经纬仪望远镜筒上应当刻有仪器中心，经纬仪在测点下对中时,要整平仪器,并另望远镜水平，由测点上悬挂下垂球移动经纬仪使镜上中心对准垂球尖，如果井下巷道中风大，可以把觇标用垂球加重,放入水桶中稳定,为利于在顶板上测点下对中,最好在望远镜筒上安装点下对中器，或利于专门的点下光学对中器，可作上、下投点，但主要用于井下导线测量时使经纬仪和觇标在顶板测点下对中，由于井下导线边较短,风流较大，所以要十分注意经纬仪及觇标对中，以减少其对测角精度的不良影响(2）在倾角很大的急倾斜巷道中测角时，望远镜视线有可能被水平度盘挡住，因此，要求望远镜筒要短，最好要有目镜棱镜、弯管目镜或偏心望远镜。

（3）井下黑暗潮湿,并有瓦斯及煤尘,因此要求仪器有较好的密封性，经纬仪及觇标均需照明，最好有防爆照明设备。

4.井下测角方法及其步骤：一般用测回法，同时测量水平角和竖直角的步骤如下(1)正镜瞄准后市点Ａ，使水平度盘读数大致对于0o，读取水平度盘读数a1，并使十字丝的水平中丝照准垂球线上的标志，使竖直指标水准器的气泡居中后，读取竖盘读数ＬA（2）正镜顺时针方向旋转照准部,照准前视点Ｂ，读取水平度盘读数ｂ1和竖盘读数ＬB（3）倒镜后逆时针方向旋转照准部，照准前视点Ｂ，读取水平度盘读数ｂ2和竖盘读数ＲB（4）倒镜逆时针方向旋转照准部，照准后视点Ａ，读取水平度盘读数ａ2和竖盘读数ＲA（５）最后计算一测回水平角为: β＝∠ＡＣＢ＝１/２（ｂ1- a1+ｂ2—ａ2）竖直角δ的计算公式随经纬仪竖盘刻划方法的不同而异。

第一章 测量学的基础知识一、学习目的与要求1.掌握测量学的基础知识，2.了解水准面与水平面的关系。

3.明确测量工作的基本概念。

4.深刻理解测量工作的基本原则。

5.充分认识直线定向的含义。

6. 了解测量误差的概念。

二、课程内容与知识点1.测绘学研究的对象，测绘学的分科，现代测绘学的发展现状，我国测绘事业的发展。

2. 了解矿山测量学的在采矿工程建设中的作用。

3.地球特征，大地水准面的形成，地球椭球选择与定位。

地球形状和大小。

水准面的特性。

参考椭球面。

4.确定点位的概念。

点的平面位置和高程位置。

5.测量中常用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。

天文坐标（λ，φ），大地坐标（L ，B ），空间直角坐标（X ，Y ，Z ），高斯平面直角坐标（x ，y ），独立平面直角坐标（x ，y ）。

高斯投影中计算带号的公式：()()取整数部分取整数部分=+︒-==+=13/'30116/P P n N λλ 计算中央子午线的公式：n N 33636=︒-︒=︒︒λλ6.地面点的高程。

1985年国家黄海高程基准。

高程与高差的关系：''A B A B AB H H H H h -=-=。

7.测量工作的基本概念。

测量工作的原则：从整体，到局部；先控制，后碎部；步步检核。

测量工作的内容：地形图测绘，施工测量。

8.直线定向：清楚标准方向的建立，方位角之间的关系，方位角的推算。

三北方向：真北、轴北、磁北、子午线收敛角、磁偏角。

关系公式：γδδϕγ-==m RL tan 方位角的概念，标准方向线，真方位角。

坐标方位角。

磁方位角。

磁偏角与子午线收敛角，不同方位角之间的关系。

公式： γδγαδ-+=+=+=m m A A A A A坐标方位角的推算公式：︒±±=︒±=180180左右后前正反βαααα9.测量误差的来源，分类，衡量精度的指标及误差传播定律。

误差的定义，测量误差来源，测量误差种类。

矿山测量基本学第一篇：矿山测量基本学摘要：测量工作是煤矿生产建设的一项重要的技术基础工作，也是煤矿企业不可缺少的重要组成部分。

因此按照规定，不管是资源衰减矿井，还是新建技改矿井都要按照相关规定，进行矿井测量工作，保证煤炭资源的合理开发和利用，促进煤炭安全生产。

本文论述了煤矿测量的主要任务，并重点说明井下测量工作的实施方法。

关键词：煤矿测量一、概述矿山测量工作是指导和监督安全生产的基础，为采矿一线服务及平衡生产方面发挥了重要作用。

随着科学技术的不断进步，工程建设项目增加，内容日趋复杂，其对测量工作的要求也愈来愈高。

因此，矿山测量是矿山基建和生产过程中必不可少的一项技术基础工作。

包括矿井联系测量、井下控制测量、井巷施工测量、井巷贯通测量、矿块施工和采场验收测量、矿区路线测量、采剥工程测量及矿山移动的观测等。

二、煤矿测量的主要任务测量工作的主要任务是：建立矿区地面和井下测量控制系统，为煤矿各项测量工作提供起算数据；对于地面系统：要依据设计方案，进行地面生产系统、土建、管线和机电安装等工程测量工作；建立地表、岩层和建筑物变形观测站，开展矿区地表与岩层移动规律、采矿或非采矿沉陷综合治理以及环境保护工作；参与“三下”采煤和塌陷区综合治理以及土地征用和村庄搬迁的方案设计和实施；进行矿区范围内的地籍测量；对于井下系统，要在煤矿生产各个阶段，对采掘工程是否按设计施工进行检查和监督；利用测绘资料，解决煤矿生产、建设和改造中提出的各种测绘问题，并为煤矿灾害的预防、救护提供有关的测绘资料；要测绘各种煤矿井下相关测量图件，满足生产、建设和规划各阶段的需要；根据矿区地表与岩层移动变形参数，设计和修改各类煤柱。

并且参与月度、季度、年度生产计划和长远发展规划的编制工作。

三、井下测量工作的实施方法煤矿井下工程在规划、设计、施工、竣工及经营管理各阶段所进行的测量工作，包括主要石门、绞车房、变电所、上下山巷道、煤巷、切眼、回采等的工程测量。

矿山测量学复习资料：第一章1、井下平面控制测量的基本原则是什么?程序上“由整体到局部”步骤上“先控制后碎部”井下导线的布设精度上按照“高级控制低级”的原则进行。

2、井下平面控制测量有何特点? 由于受井下巷道条件的限制,井下平面控制均以导线的形式沿巷道布设而不能像地面控制网那样可以有测角网、测边网、GPS网和交会法等多种可能方案。

3、简述井下平面控制测量的等级、布设及要求。

井下平面控制分为基本控制和采区控制两类这两类又都应敷设成闭附合导线或复测支导线。

基本控制导线按照测角精度分为±7〃和±15〃两级一般从井底车场的起始边开始沿矿井主要巷道井底车场水平大巷集中上、下山等敷设通常每隔1.52.0 km应加测陀螺定向边以提供检核和方位平差条件。

采区控制导线也按测角精度分为±15〃和±30〃两级沿采区上、下山、中间巷道或片盘运输巷道以及其他次要巷道敷设。

4、井下经纬仪导线有哪几种类型? 依导线的形状及与已知点边的连接方式分类1闭合导线或导线网2空间交叉闭合导线3附合导线4复测支导线5方向附合导线6、有一台没有镜上中心的仪器如何标出其镜上中心? 现在仪器上大致选一点A作为镜上中心悬挂一垂球线在其下方安置经纬仪使望远镜水平仪器精确整平对中使暂定的镜上中心与垂球尖对准。

然后徐徐转动照准部观察垂球尖是否离开镜上中心如果不离开则说明镜上中心位置正确若离开则将照准部旋转一周时垂尖对准B点取A、B连线的中心O作为新的镜上中心。

重复上述检查直到没有偏差为止。

最后找出的中心作为镜上中心8、井下钢尺量边时应加入哪些改正如何计算? 应加入比长、温度、拉力、垂曲、倾斜等项改正。

比长改正LLLLK·Lk-k0面面丈量长度尺面名义长度时的真实长度标准温度标准拉力面LLTPL000: 温度改正0tt-t·LL 线膨胀系数Co5-m/m1015.1 拉力改正0p-PPEFLL 227cmcm/1096.1钢尺横截面积。

一、测量的任务包括测定和测设两部分二、1.水平面：与水准面相切的平面称为水平面2.水准面：静止的水面所形成的曲面称为水准面3.大地水准面：由于水面可高可低，因此水准面有无穷多个，其中与平均海水面重合并向陆地延伸所形成的封闭曲面，称为大地水准面4.椭球面：通常选择一个非常接近于大地水准面并可用数学式表示的几何曲面来代表地球的形状，这个面称为旋转椭球体面或地球椭球体面三、1.地理坐标：某点的经纬度；经度：向东为东经（0~180），向西为西经（0~180），经度用符号λ表示，维度：向北为北纬（0~90），向南为南纬（0~90），纬度用符号φ表示2.直角坐标：X轴向北为正，向南为负（南北为纵轴）；y轴向东为正，向西为负（东西为横轴）；测量坐标系I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限顺时针3.绝对高程（海拔）：地面点到大地水准面的铅垂距离。

高差：h=H2-H1。

假定高程（相对高程）：从某点到假定水准面的垂直距离。

四、量距：钢尺量距精度为1/1000~1/2000，将分段点标定在一条直线上的工资称为直线定线五、定向：三北方向—真北方向、磁北方向、坐标北方向六、方位角：由标准方向的北段顺时针方向量到某直线的夹角，变化范围0~360，真方位角：A，方位角：A m,坐标方位角：αA=A m+δA=α+r象限角：直线与标准方向线所夹得锐角，变化范围0~90七、水准测量：1.H B=H A+h AB A水准仪应满足水准管轴平行于视准轴这个必要条件2.测站检核通常采用变更仪器高法和双面尺法①变仪器高法两次所测高差之差应不大于6mm②双面尺法红面与黑面读数之差不超过4mm，黑、红面高差之差又不超过6mm3闭合水准路线：f n=∑h测=0，附和水准路线：f n=∑h测-（H终-H始），支水准路线：f n=∑h往∑h返八、经纬仪测量：1.水平角：空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影竖直角：同一竖直面内视线与水平线间的夹角，范围0~902经纬仪满足几何条件：①水平读盘的水准管轴应垂直于数轴，②视准轴应垂直于水平轴，③水平轴应垂直于竖轴九、测回法：①盘左正镜先测得叫上半测回，先测A后测B，ß左=b1-a1，盘右倒镜后测的叫下半测回，先测B后测A，ßA=b2-a2，两个半测回所测水平角的角度差值不超过40´´②测回法步骤：1.先将经纬仪竖盘放在盘左位置精确瞄准A点，读取水平度盘读数a,因此可得：ß左=b1-a1. 2．倒转望远镜，使竖直盘位于盘右位置，用望远镜先精确瞄准B点，读取读数b，按逆时针方向转动照准部，精确瞄准A点，读取读数a，则ß右=b2-a23．取其平均值作为ß角的观测结果，即：ß=1/2（ß左+ ß右）*少表格十、竖直角①盘左位置读数L，则δL=90。