石壕煤矿北集中运输巷贯通测量技术设计

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1、山东科技大学毕业设计（论文）1 绪论1.1 贯通测量的概念为了加快巷道掘进的速度，缩短巷道内通风的距离，改善工人的劳动条件，常在同一巷道的不同地点增加工作面分段掘进，最后使各分段按计划要求贯通。在整个巷道贯通过程中，为了按计划要求掘进，保证满足贯通的精度，为此而进行的所有测量工作，统称贯通测量。贯通测量是巷道施工中和贯通后的测量，是为确保掘进的巷道能按设计准确贯通而进行的，一般包括：地面联测、地下导线测量和巷道掘进测量、放样掘进方向和坡度，并常检查其正确性。由于在贯通测量中不可避免的存在贯通误差，这里所指的误差包括地面与地下的控制测量误差以及联系测量误差等，最终使各掘进的工作面不能准确无误的实

2、现贯通，而不可避免的出现贯通误差。贯通误差发生在空间的三个方向，沿巷道中心线方向的误差，称为纵向贯通误差；在水平面内垂直于巷道中心线方向的误差称为横向误差；高程方向的贯通误差称为竖向误差。其中横向误差和竖向误差直接影响巷道的质量，又称为重要贯通方向的误差。 井巷贯通可能出现下述三种情况：（1）两个工作面相向掘进，叫做相向贯通；（2）两个工作面同向掘进，叫做同向贯通或追随贯通；（3）从巷道的一端向另一端的指定地点掘进，叫做单向贯通。1.2 贯通测量的重要性随着我国改革开放和经济建设的迅速发展，大城市中人口、车辆剧增，交通日趋紧张，陆续修建地下铁道是发展趋势。再加上能源的开采，都需要按国家有关规章

3、制度来施工开采，合理的方法需要正确的方法和技术，贯通测量是隧道、煤矿等项目中使用的一项重要的技术，是工程项目精确顺利完成的手段。采用贯通多头掘进同一巷道，可以加快施工进度，改善通风状况与劳动条件，有利于矿井开采掘进的平衡接续。它是加快矿井和隧道建设的技术措施，所以在矿井和巷道过程中得到普遍应用，而且在铁路、公路、水利、国防等建设工程中，也常被采用。测绘工作是矿山生产行业中的一项重要基础工作与技术服务工作。测绘工作质量的好坏直接关系到矿山生产的正常运作。矿上测量在矿山生产中的主要任务是为井巷开拓、机电设备安装、为各井巷提供准确的中线、腰线位置、数据与图纸。矿山测量的好坏，几种表现在测量成果的好坏

4、上。矿山测量日常性的工作是为巷道掘进指导方向、坡度、成形，包括部分巷道的贯通。能否实现井巷贯通是衡量测量工作质量的一个重要标志。1.3 贯通测量任务和基本方法贯通时，测量人员的任务就是要保证各掘进工作面均沿着设计位置与方向掘进，使贯通后接合处的偏差不超过规定限度。显然，贯通测量是一项非常重要的测量工作，测量人员所负的责任是十分重大的。如果因为贯通测量过程中发生错误而未能贯通，或贯通后接合处的偏差超限，都将影响工程质量，甚至造成井巷报废、人员伤亡等严重后果，在经济上和时间上给国家造成很大损失，也使测量人员的信誉一落千丈。因此，要求测量人员必须一丝不苟，严肃认真地对待贯通测量工作。工作中应该遵循下

5、列原则：（1）要在确定测量方案和测量方法时，保证贯通所必须的精度，既不因精度过低而使井巷不能正确贯通，也不盲目追求过高精度而增加测量工作量和成本。（2）对完成的每一步每一项测量工作都应当有客观独立的检查校核，尤其要杜绝粗差。 贯通测量的基本方法是测出待贯通巷道两端导线点的平面坐标和高程，通过计算求得巷道中线的坐标方位角和巷道腰线的坡度，此坐标方位角和坡度与原设计相符，差值在容许范围内，同时计算出巷道两端点处的指向角，利用上述数据在巷道两端分别标定出巷道中线和腰线，指示巷道按照设计的同一坡度分头掘进，直到贯通相遇点处相互正确接通2。2 工程概述2.1 矿井概况2.1.1地理位置义煤集团公司石壕煤

6、矿，位于河南省陕县观音堂镇境内。陇海铁路、310国道、连霍高速公路均从井田南边经过，地面交通便利。西部以F41、F44断层为界，东部以F10断层和二1煤层等高线为界，北部和南部分别以F14、F401断层和煤层露头线为界。井田南北长4.54公里，东西长2.5公里，面积约11.35平方公里。2.1.2地形地貌矿区位于黄河与洛河之间分水岭地段，属低山丘岭区，山势西北高，东南低，海拔高+650850m，相对高差约200m，矿区北部为寒武奥陶系灰岩组成的单面山地形，成为次级分水岭。区内地形起伏，地表冲刷剧烈，冲沟发育，基岩风化带25m75m，充分显示地壳急剧上升的低山丘地形，其地形不利大气降水的渗透。2

7、.1.3主要河流本区地面水系简单，无较大的地表水源，仅有一些流量很小的冲沟，甘壕河发源于南沟村附近，从东向西横贯井田南部，据2004年11月17日观测为27.7m3/S雨季流量暴涨，流量达412m3/S，充分显示山区河流的特点。甘壕河与硖石河汇入清水河流入黄河。排沟、王沟发源于狼凹山下，由东向西迳流，于东椅湾村汇入龙潭沟，沟水均由基岩风化带的坡积层水汇集而成，水量很小，据2004年8月观测，排沟流量为0.055m3/S，王沟流量为0.005m3/S，雨季流量较大，由于排沟、王沟在井田浅部对煤层充水有一定影响。2.1.4井田地质特征石壕煤矿井田位于陕渑煤田西部，正处在东西构造与东北构造的交汇处两

8、种构造体系相互影响，改造、使矿井地质构造变的较为复杂。本区地面水系简单无较大的地表水、河流。仅有一些流量很小的冲沟。大气降水是井田充水的主要来源，大气降水补给直接含水层，然后进入矿井。根据矿井涌水量的大小有明显的季节变化，与降雨量的强度呈明显的相关联系。地表水下渗是矿井的第二水源，甘壕河在流经奥陶系灰岩和石灰系灰岩裸露地带时，河水的漏失量达到84%92%，而进入矿井采空区后，仍在继续渗漏。含水层水，煤系下伏石炭系灰岩，奥陶系灰岩含水层，含水比较丰富，是煤层底的主要充水含水层。本区阶梯状的断层较发育，高角度的正断层，使上盘煤层与下盘太原群灰岩或奥陶系灰岩含水层斜接或对接，是造成矿井底板突水的主要

9、因素。2.1.5煤质该矿煤种为主焦煤，灰分含量25%左右，水分7%，硫分含量2.58%属富硫煤和高煤硫，原煤磷含量0.039%，属低磷煤。2.1.6矿井开拓方式、开采方法矿井采用立井单水平分区上、下山开拓方式，通风方式为中央分区式。主副井均采用多绳摩擦轮绞车提升，主井井口标高+657，井深517米采用六吨箕斗提煤，副井井口标高+656，井深478米，采用单层双车罐笼提升材料，上下人员。运输大巷采用机轨运输，采区上、下山通过联络巷与运输大巷贯通。开采方法为炮采放顶煤一次采全高，走向长壁后退式采煤法，全部跨落法管理顶板。2.2 工程概况2.2.1工作面名称：13261。2.2.2施工目的及用途 满

10、足13261工作面运输、通风、行人、管线敷设、回采等需求。2.2.3工程量此次贯通属于大型贯通，测量导线距离为1150米。预计布设导线点45个左右，20米以下的短边有14条左右，20米以上的长边有30条左右。 2.2.4测量难度（1）风大（影响仪器的稳定性）（2）湿气大（仪器观测困难）（3）导线点中转点多、短边多（观测角的技术指标高）（4）巷道坡度多，其中有一条50米40度的斜巷（仪器架设于观测困难）（5）一区皮带巷年久失修，测点布设困难。2.2.5工作面设计范围和服务年限13261工作面位于三采区皮带、轨道下山南翼，走向长580米，倾斜长120米，工作面煤层地面标高+660+720米，工作面

11、标高170270米。服务年限：2年预计开竣工时间:13261工作面2011年四月份开始施工预计2011年七月份结束；2011年八月份开始回采预计2012年九月份回采结束。2.2.6测量任务要求此次测量任务的主要要求是：利用石壕煤矿主井下导线起始边，分别对13261工作面上下顺槽控制导线进行测量，等级为7；利用石壕煤矿主井下的高程基准点，利用三角高程测量，对13261工作面上下顺槽进行高程控制。此次石壕煤矿13261工作面的贯通测量工作，由于上下顺槽全部采用“U”型钢支护，巷道应力很大，地质条件复杂，这将会给巷道顶板上导线点的设置、保存以及永久利用带来不便，将给此次贯通测量工作带来较大的困难。2

12、.3 设计依据及起始数据的分析2.3.1设计依据的规范设计的技术依据根据本矿实际情况及有关标准要求确立为原国家煤炭部颁发的煤矿测量规范 1989年版中华人民共和国能源部煤矿地质测量图例（1989）中国统配煤矿总公司煤矿地质测量图技术管理规定和煤矿地质测量图例实施补充规定（1992）国家测绘总局、国家地质总局制定的1:1000,1:2000,1:5000比例尺地形地质工程测量规范 1979年版煤矿安全规程（2006）2.3.2投影面和投影带的选择应从满足矿山工程测量的需要入手，选择最合适的坐标系系统、投影面和投影带，分析和解决这一问题的原则是：(1）应与周围各煤矿或单位采用同一坐标系统(2）应与

13、国家坐标系统取得一致或可靠联系(3）投影变形应尽可能小目前，我国工测部门的控制网，较常用坐标系统有以下几种：高斯正形投影3带坐标系统，独立坐标系统（任意带坐标系统，计算表面为平均高程面，中央子午线选择在测区中央，计算表面选择抵偿高程面，中央子午线与3分带中央子午线一致，计算仍为参考椭球面，中央子午线选在抵偿投影变形的任意位置）。结合本矿实际情况，我们选择高斯正形投影3带坐标系统，椭球参数为克拉索夫斯基椭球3。2.3.3起始数据的选择采用80坐标系，井口高程基点用三角高程测量，仪器为J2经纬仪测量垂直角。近井点在矿区采用四等网，用敷设经纬仪导线的方法测设。三角测量水平角观测的技术要求等级测角中误

14、差 方向观测测回数三角形最大闭合差 DJ1DJ2DJ6三等1.8912-7四等2.569-9一级5-3615二级10-23303 贯通测量方案的选择选择贯通测量方案为了加快施工速度，缩短中隔墙的施工工期，改善通风状况及劳动条件，为了保证各掘进工作面沿着设计的方向掘进，使贯通后接合处的偏差不超过 矿山贯通测量规范 允许的限差要求，满足巷道贯通的精度，所以它的贯通测量的方案选择及误差预计都是必要的。贯通测量方案和测量方法选用的是否合理，一方面要看它们在实地施测时是否切实可行，另一方面还要看贯通测量的精度是否能满足巷道贯通的设计容许偏差要求。进行误差预计的目的就是帮助我们选择合理的测量方案和测量方法

15、，做到巷道贯通心中有数，既不应由于精度不够而造成工程损失，也不盲目追求高的精度，而增加测量工作量，尤其对大巷道的贯通有着十分重要的意义。所以要选择合理的贯通方案，以便使贯通测量工作顺利进行，使贯通误差尽可能的减到最小，进而保证贯通工程的质量，提高经济效益。3.1 贯通测量方案的资料和要求贯通测量工作的一般程序，在工程设计阶段就需要根据所选择的测量方法和方案进行测量误差预计。在进行贯通测量误差预计时一般采用规程中的参数进行误差预计。在贯通工程完工后，通过及时联测得出实际偏差值，以便进行技术分析和技术总结。矿井内控制测量精度的高低就直接影响到贯通的精度。为保证巷道在允许精度内贯通，我们首先要对巷道

16、内控制测量进行设计，在未贯通前对已施测的测量成果要进行相应的精度估算，为保证相应的控制测量精度，还要采取相应的测量方案。3.2 选择贯通测量方案一般方法3.2.1了解情况，收集资料，初步确定贯通测量方案在接受贯通测量任务之后，首先影响贯通工程的设计和施工部门了解有关贯通工程的设计、部署、工程限差要求和贯通相遇点的位置等情况，并检核设计部门提供的图纸资料。还要收集与贯通测量有关的测量资料，抄录必要的测量起始数据，并确认其可靠性和精度。绘制巷道贯通测量设计平面图，并在图上绘出与工程有关的巷道和井上下测量控制点、导线点、水准点等，为测量设计做好准备工作。然后就可以根据实际情况拟定出可供选择的测量方案

17、。在开始时可能有几个方案，如地面采用GPS、测角网、测边网，还是导线。平面联系测量采用几何定向（两井定向或一井定向），还是采用陀螺定向或物理定向中的定向方法。如果采用陀螺定向，则在井下导线中加测几条陀螺定向边，加测在什么位置等。经过对几种方案的对比，根据误差大小、技术条件、工作量和成本大小、作业环境好坏等进行综合考虑，结合以往的实际经验，初步确定一个较优的贯通测量方案。3.2.2选择合适的测量方法测量方案逐步确定后,选用什么仪器和哪种测量方法,规定多大的限差，采用哪些检核措施，都要一一确定下来。这个选择是和误差预计相配合进行的，常常是有反复的过程。通常是根据矿上现有的仪器和常用的测量方法，凭以

18、往的经验先确定一种，经过误差预计，最后才能确定下来。对于大型重要贯通，有必要时也可以考虑向上级和兄弟单位求援，借用和租用先进的仪器，或由矿务局出面组织几个矿的测量人员分别独立进行测量，并把最终成果互相对比检核，以期更有把握。3.3 选择最优贯通方案巷道贯通方式有相向贯通和单向贯通两种。单向贯通是从巷道的一端向另一端施工；相向贯通是从两头同时贯通。3.3.1从误差及精度角度分析通过方案的误差预计分析中可知，在相遇点水平重要方向上和高程上相向贯通的误差最小，同向误差次之，单向贯通的误差最大，并且都符合贯通精度要求，所以从误差角度分析选相向贯通是比较好的方案。3.3.2从施工角度分析单向贯通是从巷道

19、的一端向另一端施工，施工距离最长，致使施工时各方面的工作都不好进行，比如，运输距离长致使精度不高，施工条件差，空气通风条件都不好；同向贯通需要从巷道上方向下打一立井至巷道工作面，方能进行同向贯通，这样以来，不仅能提高贯通时的精度，又能使通风条件变好，但是要打一立井运输就不是很方便的了；相向贯通是从两头同时贯通，精度自然是很高的，施工条件也较好，施工也方便，所以相向贯通是较好的贯通方案。3.3.3从经济和时间角度分析单向贯通的施工是从一边到另一边，施工时，越往深处走，施工的难度就越大，这样以来就不仅浪费时间，更浪费金钱。同向贯通需要打一立井，自然在时间和金钱上还不如单向贯通节约。而相向贯通是两边

20、同时施工，运输距离短，工作难度也是很大，自然在时间和金钱上都比较节约，所以相向贯通是较合理的方案。从以上三方面综合分析可知，相向贯通是最佳选择方案。4 地面控制测量方案设计地面控制网可有测角网、测边网、GPS网等多种可能方案。工程测量水平控制网的布设应依据分级布网，逐级控制要有足够的精度、密度、统一的规格等要求。对于工测控制网通常先布设精度要求较高的首级控制网，随后根据需要、测区面积的大小再加密若干级精度较低的控制网，用于工程建筑物放样的控制网，往往分为两级布设，用于变形监测或其他专门用途的控制网通常无需分级。所谓测角网，即三角测量法观测控制网中的全部或大部分方向值，根据方向值计算可算出任意两

21、个方向的夹角。所谓测边网，即只测边不测角的三角网，由于一个测站上的边长观测通常比方向观测容易，因而在仪器和测区通视条件下都允许的情况下，也可布设完全的测边网。GPS网是20世纪80年代以来逐渐兴起的控制网布设方法，其布设方式灵活多样，不受测区通视条件限制，具有精度高，省工省时等优点，因而被广泛采用。本矿地面控制网使用D级GPS网。矿区首级平面控制网必须考虑矿区远景发展的需要，一般在国家三、四等平面控制网基础上布设，其等级依矿区走向长度而定。在满足当前生产建设的前提下，加密网可以采用越级加密控制网的方法。平面控制网等级与走向长度对照关系矿区走向长度（）首级控制加密控制26100三等四等、一级（小

22、三角、小测边或导线）525四等一级（小三角、小测边或导线）5一、 二级（小三角、小测边或导线）光电测距导线网限差要求等级附（闭）和导线长一般长度测距相对中误差测角中误差全长相对闭合差三等15251/100000+1.81/60000四等10121/100000+2.51/40000一级50.51/30000+51/20000二级30.251/20000+101/10000矿区布设基线和基线作为控制网起算边要求等级基线一般长度（）基线丈量的相对中误差基线网扩大边或起算边的相对中误差三等基线131/3500001/200000四等基线121/2000001/150000一级小三角0.51.0-1/

23、40000二级小三角0.30.8-1/20000综上所述，本矿区地面控制网采用D级GPS网布设，且有两点与国家三等控制网联测，以确保网的精度和规范性，高程控制网采用四等水准网。 5 联系测量方案设计5.1 联系测量概述将矿区地面坐标系统和高程系统传递到井下的测量工作称为联系测量。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为高程联系测量，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，其必要性在于：（1）需要确定地面建筑物、铁路、河流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（2）需要确

24、定相邻矿井间各巷道与采空区之间的相互关系正确规划相邻矿井之间的隔离矿柱（3）为解决许多重大工程问题，例如井筒和相邻矿井间各种巷道的贯通，以及由地面向井下、井上指定地点开凿小孔或打钻孔等联系测量的任务在于：（1）确定井下经纬仪导线起算边的方位角（2）确定井下经纬仪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联系测量的主要限差要求联系测量类别容许限差备注几何定向由近井点推算的两次独立定向结果的互差一井定向：2两井定向：1井田一翼长度小于300m的小矿井可适当放宽限差，但应小于10陀螺经纬仪定向同一边任意两测回测量陀螺方位角互差+15级：40+25级：70陀螺经纬仪精度级别是按实际达到的

25、一测回测量陀螺方位角的中误差确定的井下同一定向边两次独立陀螺经纬仪定向的互差+15级：40+25级：60为了井上、井下采用统一的平面坐标系统和高程系统，应进行联系测量。联系测量应至少独立进行两次，在互差不超过限差时，采用加权平均值或算术平均值作为测量结果。在进行联系测量时，必须在井口附近建立近井点、高程基本点和联测导线点，同时在井底车场稳固的岩石中碹体上埋设不少于四个永久导线点和三个高程基点。通过斜井或平硐的联系测量，可以从地面近井点开始，用经纬仪导线（包括用光电测距仪和钢尺量距），三角高程和水准测量的方法。在井田范围内，对各种通过地面的井巷，原则上都应进行联系测量，并在井下用导线连接起来进行

26、检验或平差处理。5.2 近井点和高程基点的测量在井口附近建立的近井点和高程基点应满足下列要求：（1）尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点（2）近井点至井口的联测导线边长不超过三个（3）高程基点不少于两个近井点可在矿区三、四等三角网、测边或边角网的基础上，用插网和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+7cm，后视边方位角中误差不得超过+10为了满足一些重要井巷工程测量的精度要求，各矿井在选择近井（网）点的布设方案时，应统一规划，合理布置，尽可能使各近井点位于同一控制网中，使相邻井口的近井点构成控制网的一条边或力求间隔的边数最少。由近井点向井

27、口定向连接点连测时，应设测角中误差不超过+5或+10得闭合导线或复测支导线，连测导线点应埋设标石，并尽可能与矿区控制网连测。井口高程基点的测量，应按四等水准测量的精度要求测设。近井光电测距导线的布设精度要求等级附（闭）和导线一般边长Km测距相对中误差测角中误差导线全长相对闭合差三等15251/100000+1.81/60000四等10121/100000+2.51/40000一级50.51/30000+51/20000二级30.251/20000+101/10000导线测量水平角观测的技术要求等级测角中误差测回数方位角最大闭合差DJ1DJ2DJ6三等+1.8812-+3.6n四等+2.568-

28、+5n一级+5-46+10n二级+10-24+20n水平角的观测限差仪器光学测微器两次重合读数差半测回归零差一测回内2C互差同一方向各测回互差DJ11696DJ238139DJ6-18-24井口水准基点的高程精度应满足相邻井口之间进行主要巷道贯通的要求，由于两井口间进行主要巷道贯通时在高程上的允许偏差0.2m，则其中误差为0.1m，一般要求两井口水准基点相对的高程中误差引起贯通点K在Z轴方向的偏差中误差不超过M2/3=0.03m,所以井口水准点的高程测量应按四等水准测量的精度要求测设，在丘陵和山区难以布设水准路线时，可用三角高程测量方法测定，但应使高程中误差不超过3cm。水准网的主要技术要求等

29、级每公里高差中数中误差 mm坏线或闭合路线长度km仪器类别水准标尺观测次数往返互差，环线或附合路线闭合差 mm与已知点联测附合或环线平地山地四等1015S3木质双面往返各一次往一次等外205S10木质双面或单面往返各一次往一次注：1.计算两水准点往返互差时，L为水准点路线长度。计算环线或附和路线闭合差时，L为环线或附和路线总长度（km）2.n为测站数3水准支线不应大于相应等级附合路线长度的1/4水准测量观测的技术要求等级仪器视线长度 m前后视距差 m前后视距累差 m视线距地面高度 m基本分划、辅助分划，黑红面读数差 mm四等S31005100.23.0等外S1010010500.14.0此外，

30、近井点的布设还可采用GPS法进行。利用GPS卫星定位测量测设近井点时，近井点应埋设在视野开阔处。点周围视场内不应有地面倾角大于10的成片障碍物，以免阻挡卫星信号。GPS测量的技术规范等级平均边长 仪器要 求精度指标 mm图形强度（poop）观测时段个数时段长 min卫星高度角限值abD105单/双频10101026015E52单/双频1020102615综上所述，近井点平面坐标与矿区平面控制网结合，即近井点作为矿区平面控制的一部分，采用D级GPS布设高程控制纳入矿区四等水准网，以节省经费，提高精度和可靠性。5.3 一井定向在立井中悬挂钢丝垂球，由地面向井下传递平面坐标和方向的测量工作称为立井几

31、何定向。几何定向分一井定向和两井定向。5.3.1概述立井几何定向概要地说，就是在井筒内悬挂钢丝垂线，垂线一端固定在地面，另一端系有专用的垂球自由悬挂于定向水平，一般称为垂球线，再按地面坐标系统来求出垂球线与井下永久导线点连接起来，这样便能使地面的方向和坐标传递到井下，而达到定向的目的。因此，可把立井几何定向工作分为两个部分：投点和连接（1）投点采用连接三角形进行一井定向时，要在井筒内挂两根垂球线。投点时，一般采用垂球线单重投点法，即在投点过程中垂球的重量不变。单重投点可分为两类：单重稳定投点和单重摆动投点。由地面向定向水平投点时，由于井筒内气流、滴水等影响，致使垂球线在地面上的位置投到定向水平

32、后会发生偏离，一般称这种线量偏差为投点误差，由于这种误差而引起的垂球线连线的方向误差，叫投向误差。如图（a）所示，这种投点误差对AB方向没有影响，图（b）中两垂球向其连线两边偏离，且在垂直于连线方向上，则其投向误差可用下式求得tan=设 且由于很小，上式可简化为=由此可见，要减少投向误差，必须加大两垂球线之间的距离，减少投点误差e之值，但由于井筒直径的限制，使c增大受限，因而只有采取精确投点的方法。（2）连接连接三角形的示意图如下图示，由于不能在垂球线A、B点安置仪器，因而选定井上下的连接点C与C。从而在井上下形成了AB为公用边的三角形ABC和ABC,一般把这样的三角形称为连接三角形。从井上井

33、下连接三角形的投影可看出，当已知D点的坐标及DE边的方位和地面三角形各内角及边长时，便可按导线测量计算方法，算出A、B在地面坐标系统中的坐标及连线的方位角。同样，当已知A、B点的坐标及连线的方位角和井下三角形各要素时，需测定连接点，就能计算出井下导线起始边的方位角及坐标。选择井上下连接点C和C时，应满足下列要求（1）点C与点D及点C与点D应彼此通视，且CD和CD的长度应尽量大于20m，当CD边小于20m时，在C点进行水平角观测，其仪器必须对中三次，每次对中应将照准部旋转120。（2）点C与点C应尽可能设在A、B延长线，使三角形锐角应小于2，这样便于构成最有利的延伸三角形（3）点C与点C应适当靠

34、近最近垂球线，使a/c与b/c值尽量小一些。5.3.2外业（1）在连接点C上，用测回法测量角度和。当CD边小于20m时，在C点的水平角观测，仪器应对中三次，每次对中将照准部（基座）变换120。施测方法及限差仪器级别水平角观测方法测回数测角中误差限差半测回归零差各测回互差DJ2全圆方向观测361212DJ6全圆方向观测663030（2）大量连接三角形的三个边长a(a)、b(b)、c(c)。量边应用检验过的钢尺并施加比长时的拉力，记录测量时的温度。在垂线稳定情况下，应用钢尺不同起点丈量6次，读数估读至05mm。同一边各次观测值互差不超过2mm，取平均值作为丈量的结果。在垂球摆动情况下，应将钢尺沿所

35、量三角形的各边方向固定，然后用摆动观测的方法，确定钢丝在钢尺上的稳定位置以求得边长。每次须用上述方法丈量两次，互差不得大于3mm，取其平均值作为丈量结果。5.3.3内业在进行内业计算前，应对全部记录进行检查。内业计算分为两个部分，解算连接三角形各未知要素及其检核，按一般导线计算各边的方位角及各点坐标。（1）三角形的解算对于延伸三角形，垂球处的角度、按正弦公式计算=在计算井下连接三角形时，应用井下定向水平丈量的和计算的两垂球线距离平差值进行计算（2）测量和计算正确性的检核连接三角形内角和应等于180，一般均能闭合。若尚有微小的残差时，则可将其平均分配于中。两垂球线间距的检核设C为两垂球线间距离的

36、实际丈量值，C 为其计算值，则式中C可按余弦公式计算当井上、下连接三角形中d2。井下连接三角形中d4，且符合煤矿测量规程要求时，可在丈量的边长a、b及c中分别加入下列改正数 以消除差值5.4 两井定向两井定向就是在两井筒中各挂一根垂球线。此两垂球线在井上井下连线的坐标方位角保持不变，如通过地面测量确定此两垂球线的坐标，并计算连线的坐标方位角，再在井下巷道中，用经纬仪导线对两垂球线进行连测。取一假定坐标系来确定井下两垂球线连线的假定方位角，然后将其与地面上确定的坐标方位角相比较，其差值便是井下假定坐标系统和地面坐标系统的差值，这样便可确定井下导线在地面坐标系统中的坐标方位角5.4.1两井定向的外

37、业在两个立井中各悬挂一根垂球线A和B，投点设备的方法与一井定向时相同，一般采用单重稳定投点从近井点K分别向两垂球线A、B测设连接导线KA及KB，以确定A、B的坐标和AB的坐标方位角。连接导线敷设时，应使其具有最短的长度并尽可能沿两垂球线连线的方向延伸，此时量边误差不会对连线方向产生影响。在井下定向水平，测设经纬仪导线A1234B，导线可采用7或15基本控制导线5.4.2两井定向的内业根据地面连接测量的结果，计算两垂球线的方位角及长度AB= C=根据假定点坐标计算井下连接导线假设A为坐标原点，A边为轴方向，00000 5.4.3测量和计算的检验用比较井上和井下算得的两垂线间距离与进行检查。由于两

38、垂球的向地心性，差值为：式中H为井筒深度，R为地球的曲率半径应不超过井上、井下连接测量中误差的两倍5.4.4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根据起算数据，与井下导线的测量数据重新计算井下连接导线点的坐标。将地面与井下得到的B点坐标作比较，如果其相对闭合差符合井下所采用连接导线的精度时，可将坐标增量闭合差按井下连接导线边长成比例反号加以分配，因地面连接导线精度较高，可不加改正。两井定向应独立进行两次，其互差不超过1取两次独立定向计算结果的平均值作为两井定向井下连接导线的最终值结合本矿实际情况，为保证精度，我们采用两井定向。5.5三角高程测量（1）采用全站仪进行三角高程测量，垂直

39、角观测不小于2测回，仪器高和觇标高应用小钢尺在观测前后各量一次，两次丈量结果互差不大于4毫米，取其平均值作为最终值。（2）三角高程测量相邻两点必须进行往返测量，两点互差不得超过10+0.3导线边长（以米为单位），取往返测高差的平均值作为一次测量的最终值。（3）三角高程导线的高程闭合差，（为导线全长，单位：），取两次测量的平均值作为最终值5.6 联系测量方案误差预计5.6.1 用垂球线投点的误差据煤矿测量规程要求，一井两次独立定向所算得的井下定向边的方位角之差，不应超过2，则一次定向允许误差。若采用2倍中误差作为允许中误差，则一次定向的中误差为此误差由三部分组成（1）井上的连接误差（2）投向误差

40、（3）井下的连接误差故一般情况下，一井定向的投向误差和连接误差大致相等，即则投向误差若井上与井下的连接误差相等时，则5.6.2用垂球投向的误差通过一个立井的几何定向测量，是通过两根垂球线将地面方向引起两垂球线方向的误差，即投向误差。以表示的值的大小与投点误差的大小及方向有关若两根垂球线的投点条件相同，则认为点的投向误差5.6.3 两井定向的误差如上图，地面连接误差包括近井点T到结合点和由结合点到两垂球线A、B所设两部分导线的误差6 地下控制测量方案设计6.1 井下导线控制测量由于受井下巷道条件的限制，井下平面控制均以导线形式沿巷道布设，井下平面控制测量的目的是建立井下平面测量的控制。基本控制导

41、线的主要技术指标井田一翼长度测角中误差一般边长m导线全长相对闭合差闭(附)合导线复测支导线5760-2001/80001/600051540-1401/60001/4000采区控制导线的主要技术指标采区一翼长度测角中误差一般边长m导线全长相对闭合差闭(附)合导线复测支导线11530-901/40001/3000130-1/30001/2000基本控制导线按测角精度分为7和15两级，一般从井底车场开始，沿矿井主要巷道敷设，通常每隔1.52.0,应加测陀螺定向边,以提供检核和方位平差条件。井下导线网往往不是一次全面布网,而是随井下巷道掘进而逐步敷设。当由石门处拉门开始掘进主要运输大巷时，随巷道掘进

42、而先敷设低等级的15或30导线，用以控制巷道中线的标定和及时填绘矿图，随巷道每掘进30100m延长一次，当巷道掘进到300500m时，再敷设7级或15级基本控制导线，用来检查前面敷设的低等级采区控制导线是否正确，所以其起始边（点）和最终边（点）一般应与低等级控制导线边（点）相重合，这样不断分段重复，直到形成闭（附）合导线和导线网。井下导线点按其使用时间长短和重要性而永久点和临时电两种，导线点应当选择在巷道顶（底）板稳固，通视良好，且易于安置仪器观测，不易受来往矿车影响的地方，导线点之间的距离按相应等级导线的规定边长来确定。永久点应埋设在主要巷道，一般每隔30500m埋设一组三个永久点，以便用测

43、角来检查其是否移动，永久点的结构以坚固耐用和使用方便为原则，用作顶板点标志的点芯铁最好焊上一段铜头。 所有导线点应做明显标志并统一编号，用红漆或白漆将点位圈出来，并将编号醒目的涂写在设点处的巷道帮上，以便于寻找。 导线类别使用仪器观测方法按导线边长（水平边长）15m以下15-30m30m以上对中次数测回数对中次数测回数对中次数测回数7DJ2测回法33221215DJ6测回法或复测法22121230DJ6测回法或复测法111111井下水平角观测限差仪器级别用一测回中半测回互差检验角与最终角之差两测回间互差两次对中测回间互差（复测）DJ220-1230DJ6404030606.2 井下高程控制测量

44、井下高程控制网，可采用水准测量方法或三角高程测量方法敷设，在主要水平运输巷道中，一般采用精度不低于S10级的水准仪和普通水准尺进行水准测量，在其它巷道中，可根据巷道坡度的大小，采矿工程的要求等具体情况采用水准测量或三角高程测量测定。由于井下巷道中的高程点有的设在顶上，有的设在底板上，由此可能出现下图的四种情况，不论哪种情况，在计算两点间的高差时，仍与地面水准测量一样，用后视读数a减去前视读数b，即h=a-b。当测点在顶板时，只要在顶板测点的水准尺读数前冠以负号。井下平面，高程控制网具体见设计图，平面控制点，水平控制点，一般使用同一点位，如遇特殊情况可不使用同一点位。7 贯通测量设计及误差预计7

45、.1 概述采用两个或多个相向或同向掘进同一巷道时，为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作，称为贯通测量。（1）水平面内沿巷道中线方向的长度偏差（2）水平面内垂直于巷道中线的左右偏差（3）竖直面内垂直于巷道腰线的上下偏差h井巷贯通的容许偏差贯通种类贯通巷道名称及特点在贯通面上的容许偏差1m两中线之间两腰线之间第一类同一矿井内贯通巷道0.30.2第二类两井之间贯通巷道0.50.2第三类立井贯通先用小断面开凿，贯通之后再扩大至设计全断面0.5用全断面开凿并同时筑永久壁0.1全断面掘砌，并在破保护岩柱之间预先安装罐梁，罐道0.020.037.2 巷道贯通测量工作根据设计要求，我们贯通工

46、作面轨道须槽中的A点和工作面中的B点，其测量计算工作如下：（1）根据设计，从井下某一条导线边开始，测设经纬仪导线到待贯通巷道的两端，并进行井下高程测量，然后计算出CA.DB两条导线边的坐标方位角和以及A.B的坐标和高程。（2）计算标定数据贯通巷道中心线AB的坐标方位角计算AB边的水平长度 计算贯通巷道的坡度计算指向角和。由于经纬仪水平度盘均沿顺时针方向增加。所以在计算A点和B点的指向角时，也要按顺时针方向计算5）计算贯通巷道的斜长7.3 贯通测量误差预计绘制一张比例尺为1：1000的贯通测量设计平面图，在图纸上绘出测量控制点，确定测量误差参数，并进行误差预计，预计误差采用中误差的两倍作为结果，

47、它应小于规定的允许偏差。1根据设计书中要求，在贯通面得允许偏值（1）两中线间不得大于300毫米；（2）两腰线间不得大于200毫米；2.预计贯通点K点三区原11051片盘车场巷道内3.水平重要方向上的误差预计（1）由导线的测角误差引起K点在x轴方向上的误差为： （2）光电测距误差引起K点在x轴方向上的误差为：（3）K点在x方向上的中误差为： （4）K点在X方向上的预计误差为:4.K点在竖直方向上的误差为：（1）井下三角高程测量的误差为： mh每千米长度三角高程路线的中误差，可按煤矿测量规程的规定取为50mm.L测量路线的总长度，以km计。（2）K点在高程上的预计贯通误差为：从误差预计计算结果证明

48、采用的测量方法是合理的，其误差值小于设计要求值。8 偏差值调整8.1 贯通测量应注意的问题和贯通实际偏差的测定贯通测量十分重要，必须保证井巷能按设计要求准确接合，使实际偏差小于允许偏差。如果一旦出现差错，将在人力，物力和时间上造成极大的浪费。因此，对贯通测量设计，实测，计算和标定的工作，都必须给予足够的重视。注意原始资料的可靠性，起算数据应准确无误。使用地面三角网资料时，必须对原网的精度和所使用的数据进行认真审核，同时对地面三角点要进行实地调查，查明确无破坏和移动方能使用。各项测量工作都要有可靠的检核，要进行复测复算，防止产生粗差。用电子计算机计算时，要检查电算程序的正确性。对重要贯通工程，在

49、进行复测时，应竟可能换人观测和计算，条件允许时，最好换用仪器和钢尺。精度要求很高的重要贯通，要采取提高精度的相应措施，首先要设法提高定向测量的精度；有条件时，用陀螺经纬仪加测陀螺定向边，并进行平差。在施测高精度导线时，要尽可能采用长边导线。对个别边长较短的测站，必须设法提高仪器对中和觇标对中的精度，要采取防止风流影响的措施，如将测点设在底板上，采用光学对中；或采用三角法测量。必要时还应增加测回数。在斜巷中测角时，除应注意对中精度外，要特别注意仪器整平的精度。对所用钢尺要进行精确的比长。利用导向测量成果计算标定要素时，注意不能用错或抄错坐标值。实地标定时，注意不要用错测点。贯通巷道掘进过程中，要

50、及时进行测量和填图，并根据测量成果，及时检查和调整巷道掘进的方向和坡度。当贯通巷道只剩下1520m岩巷或2030m煤巷（快速掘进应于贯通前两天）时，测量人员应以书面手续报告矿井和掘进队技术负责人，以便采取安全措施。8.2 贯通允许偏差的确定井巷贯通的允许偏差值，主要根据工程的需要，按井巷的种类、用途、施工方法以及测量工作所能达到的精度确定。关于各类贯通的允许偏差值，根据贯通测量实践经验，在一般情况下，可采用如下数值：平巷或斜巷贯通时，中线间的允许偏差值可采用0.30.5m，腰线间的允许偏差值可采用0.2m。立井贯通时，全断面开凿井同事砌永久井壁，井筒中心间的允许偏差值可采用0.1m，小断面开凿

51、时，可采用0.5m.巷道贯通时，对于平巷，腰线间的允许偏差应要求严一些，可采用0.2m；对于斜巷，中线间的偏差应要求严一些，亦可采用0.2m。胶带输送机巷贯通时，中线间的偏差应要求严一些，可采用0.2m。巷道贯通的允许偏差值，亦可采用计算法确定。轨道运输平巷贯通时，中线和腰线的允许偏差值i和h可以用下式计算：，式中l:由完全铺好永久轨道的巷道指贯通相遇点的距离（一般取l=30m）； V:轨距和车轮间距的允许差值（一般为28mm） S:电机车头的轴间距 i极限:贯通巷道的实际坡度与设计坡度间的允许差值。 胶带输送机巷道贯通时，中线间的允许偏差值i的计算公式为： 式中a:贯通巷道的宽度； b0:胶

52、带输送机长的宽度； b1、b2:胶带输送机至巷道两帮的允许最小距离。8.3 贯通后实际偏差的测定8.3.1平斜巷贯通时水平面的偏差测定（1）用经纬仪把两端巷道的中心线都延长到巷道贯通接合面上，量出两中心线之间的距离，其大小就是贯通巷道在水平面内的实际偏差，如下图（2）将两巷道两端的导线进行连测。求出闭合边的坐标方位角差值和坐标闭合差，这些差值实际上也反映了贯通平面测量的精度。8.3.2 平斜巷贯通时竖直面内偏差的测定（1）用水准仪测出或用小钢尺直接量出两端腰线在贯通接合面处的高差，其大小就是贯通在竖直面内的实际偏差。（2）用水准仪测量或经纬仪三角高程测量联测两端巷道中的已知高程控制点（水准点或

53、经纬仪导线点），求出高程闭合差，它也实际上反映了贯通高程测量的精度。8.3.3 贯通后巷道中、腰线的调整测定巷道贯通后的实际偏差后，还需对中、腰线进行调整。(1)中线的调整巷道贯通后，如实际偏差在容许的范围之内，对次要巷道只需将最后几架棚子加以修复即可。对于运输巷或砌碹巷道，可将距相遇点一定距离处的两端中心线A与B相连，以新的中线A-1-2-4-3-B代替原来两端的中线A-1-2和B-3-4，以指导砌筑最后一段永久支护和铺设永久轨道。(2)腰线的调整若实际的贯通高程偏差很小时，可按实测高差和距离算出最后一段巷道的坡度，重新标出新的腰线。在平巷中，如果贯通的高差偏差比较大时，可适当延长调整坡度的

54、距离。如图 ，实测贯通高程偏差为60mm，由贯通相遇点向两端各后退30m，与该处的原有腰线点相连接，则得调整后的腰线，其坡度有原设计的4变为3，如果由K点向两端各后退15m，则调整后的腰线坡度为2。在斜巷口，通常对腰线的调整不十分严格，可由掘进人员自行掌握调整。9 经验总结1.认真审核设计图纸，消除数字错误，这是确保完成贯通工作的大前提。虽然有各级部门层层审核，但最后在图纸上仍会出现或大或小的数字错误，测量人员如按这些错误的数据计算标定要素与放线要素，则势必造成重大经济损失，所以把好审图这一关是测量人员在实施测量贯通工程中首先应抓好的大事。2.在贯通测量前要进行贯通测量的误差预计，即预计根据设

55、计的方案，包括测量方法和所使用的仪器。要做到既不盲目追求精度高，又满足工程要求。3.在贯通测量中，采取可靠的检核措施，对所有的测量工作都应独立进行两次，取其平均值为最后结果。4.采用先进的技术设备进行测角量距与计算。在外业作业前做好仪器的检验校正工作。5.在内业计算时，两人独立进行对算，检查结果是否一致，之后再用计算机将原始数据输入，以检查其结果与对算结果是否相符，如有出入则认真检查以纠正在计算或抄写中的错误。对内业资料的保管则由专人负责，保管任员不做变动，确保内业成果齐全完整。6.小断面掘进，当贯通距离剩余50米以上时，采取小断面掘进，提供贯通段的巷道质量。7.不断提高测量人员的素质，确保业

56、务技术骨干的稳定，这是保证测绘工作质量的关键。测量人员的老同志要以身作则、言传身教，要求在思想上做到：有强烈的工作责任感、饱满的工作热情、严格执行相关规程，认真细致的工作作风、团结协作的精神；在技术上做到：有坚定的理论基础、熟练的操作技能与快速细致的计算能力。显然，贯通测量工作责任大，必须尽心组织、尽力实施、如果在贯通测量中发生差错，使巷道不能按计划要求贯通，或者虽然贯通但误差太大，严重影响巷道成型质量，这将造成人力、物力和时间上的严重损失。参考文献1李海珍，焦希颖编著测量学，山西人民出版社，2000年8月第一版2安润莲，郝延锦主编工程测量，山西科学技术出版社，2001年4月第一版。3煤矿测量

57、规程4周立主编GPS测量技术，黄河水利出版社，5周建郑，唐保华等编著工程测量，黄河水利出版社，2006年8月第一版。6张国良，朱家钰，顾和和编著矿山测量学，中国矿业大学出版社，2006年8月第二版。7靳祥升主编测量平差，黄河水利出版社，2005年8月第一版。8孔祥元，梅是义主编控制测量学（上册），武汉大学出版社，19969国家测绘局测绘标准化研究所编.测绘标准汇编 工程测量卷 基本分册.中国标准出版社 200210吴来瑞、邓学才编建筑施工测量手册.中国建筑工业出版社.200311 矿山贯通测量规范12全球定位系统（GPS）测量规范13张凤举，张华海等编著控制测量学，煤炭工业出版社，2006年1

58、月第一版。14 DingXL,ChenYQ ,Huang DF,et al. MariaTsakiri and Mike Stewart,Slope Monitoring Using GPS-A Multi-an2 tenna ApproachJ.GPS World,2000,(8):27 - 29.致 谢 辞经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 “不积跬步无以至千里”，这次毕业论文能够最终顺利完成，归功于各位老师四年间的认真负责，

59、使我能够很好的掌握专业知识，并在毕业论文中得以体现。也正是你们长期不懈的支持和帮助才使得我的毕业论文最终顺利完成。最后，我向山东科技大学资源与土木工程系的全体老师们再次表示衷心感谢：谢谢你们，谢谢你们四年的辛勤栽培！在这里首先要感谢我的导师李迎。她平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是李迎老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩李迎老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下测绘工程专业知识的基础；同时还要感谢和我在一起度过四年大学生活的所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。 最后感谢山东科技大学四年来对我的大力栽培。