井下平面控制测量

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1、第一章第一章 井下平面控制测量井下平面控制测量 L 特点：特点：由于受井下巷道条件的限制，井由于受井下巷道条件的限制，井下平面控制均以下平面控制均以导线导线的形式沿巷道布设，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、而不能像地面控制网那样可以有测角网、测边网、测边网、GPS网和交会法等多种可能方案。网和交会法等多种可能方案。目的目的:是建立井下平面测量的控制，作为是建立井下平面测量的控制，作为测绘和标定井下巷道、硐室、回采工作面测绘和标定井下巷道、硐室、回采工作面等的平面位置的基础，也能满足一般贯通等的平面位置的基础，也能满足一般贯通测量的要求。测量的要求。第一节第一节 井下导线的

2、布设与等级井下导线的布设与等级 一、井下导线的等级一、井下导线的等级 井下导线一般是从井底车场内的起始边开始，井下导线一般是从井底车场内的起始边开始，向井田边界分段测设的；而起始边的数据是由定向井田边界分段测设的；而起始边的数据是由定向测量确定了的。井下导线的布设，按照向测量确定了的。井下导线的布设，按照“高级高级控制低级控制低级”的原则进行。我国的原则进行。我国煤矿测量规程煤矿测量规程规定，井下平面控制分为基本控制规定，井下平面控制分为基本控制(表表1-1)和采区和采区控制控制(表表1-2)两类，这两类又都应敷设成闭两类，这两类又都应敷设成闭(附附)合导合导线或复测支导线。线或复测支导线。井

3、井下下导导线线基本控制基本控制采区控制采区控制7导线导线15导线导线15导线导线30导线导线第一节第一节 井下导线的布设与等级井下导线的布设与等级表表1-1 基本控制导线的主要技术指标基本控制导线的主要技术指标表表1-2 基本控制导线的主要技术指标基本控制导线的主要技术指标井田一翼井田一翼长度长度/km测角中误测角中误差差/一般边长一般边长/m导线全长相对闭合差导线全长相对闭合差闭闭(附附)合导线合导线复测支导线复测支导线11530901/40001/30001301/30001/2000井田一翼井田一翼长度长度/km测角中误测角中误差差/一般边长一般边长/m/m导线全长相对闭合差导线全长相对

4、闭合差闭闭(附附)合导线合导线复测支导线复测支导线557 760602002001/80001/80001/60001/60005 5151540401401401/60001/60001/40001/4000 基本控制导线按照测角精度分为基本控制导线按照测角精度分为7和和15两级，一般从井底车场起始边开始，两级，一般从井底车场起始边开始，沿主要巷道沿主要巷道(井底车场，水平大巷，集中上、井底车场，水平大巷，集中上、下山等下山等)敷设，通常每隔敷设，通常每隔1.52.0km应加测应加测陀螺定向边，以提供检核和方位平差条件。陀螺定向边，以提供检核和方位平差条件。采区控制导线按测角精度分为采区控制

5、导线按测角精度分为15和和30两级，沿采区上、下山、中间巷道或两级，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。片盘运输巷道以及其他次要巷道敷设。矿图测绘矿图测绘二、井下导线的发展与形式二、井下导线的发展与形式分次布设，逐步敷设；分次布设，逐步敷设；先低级，后高级；先低级，后高级；不断向前，直至边界。不断向前，直至边界。三、三、井下导线的类型井下导线的类型支导线支导线闭合导线闭合导线附合导线附合导线导线网导线网但由于井下测量的某些特点，有时形成一些特殊但由于井下测量的某些特点，有时形成一些特殊的导线。的导线。如交叉闭合导线，如交叉闭合导线，坐标附合导线，坐标附合导线，“无定向导

6、线无定向导线”；方向附合导线等。方向附合导线等。经纬仪经纬仪-钢尺导线钢尺导线光电测距导线光电测距导线陀螺定向陀螺定向-光电测距导线光电测距导线 四四、井下导线点的设置井下导线点的设置 井下导线点按照其使用时间长短和重要性而分为井下导线点按照其使用时间长短和重要性而分为永久点永久点和和临时点临时点两种。两种。导线点应当选择在巷道顶导线点应当选择在巷道顶(底底)板板稳固稳固、通视通视良好良好且且易于安设易于安设仪器观测、尽量仪器观测、尽量不受来往矿车影响不受来往矿车影响的的地方。地方。永久导线点应埋设在主要巷道中，一般每隔永久导线点应埋设在主要巷道中，一般每隔300300500500m m埋设埋

7、设一组三个永久点一组三个永久点 永久点的结构应以永久点的结构应以坚固耐用和使用方便坚固耐用和使用方便为原则为原则 所有导线点均应做所有导线点均应做明显标志并统一编号明显标志并统一编号，用红漆，用红漆或白漆将点位圈出来，并将编号醒目地涂写在设或白漆将点位圈出来，并将编号醒目地涂写在设点处的巷道帮上，以便于寻找。点处的巷道帮上，以便于寻找。临 时 点 构 造(单 位：mm)永久点构造(单位：mm)5铜头30200铁芯2530返回返回下一页下一页第二节第二节 井下经纬仪导线的角度测量井下经纬仪导线的角度测量 一、井下测角与地面测角的不同一、井下测角与地面测角的不同 (1)(1)井下井下测点多设于巷道

8、顶板上测点多设于巷道顶板上，因此，因此经纬仪要在测经纬仪要在测点下对中点下对中，经纬仪望远镜筒，经纬仪望远镜筒上刻有仪器中心，即上刻有仪器中心，即镜上中心镜上中心。为利于点。为利于点下对中，最好在望远镜筒上安装点下对中下对中，最好在望远镜筒上安装点下对中器，或利用专门的点下光学对中器。器，或利用专门的点下光学对中器。(2)(2)在倾角很大的急倾斜巷道中测角时，在倾角很大的急倾斜巷道中测角时，望远镜视线可能被水平度盘挡住，故矿用望远镜视线可能被水平度盘挡住，故矿用经纬仪经纬仪望远镜筒要短望远镜筒要短，最好有，最好有目镜棱镜或目镜棱镜或偏心望远镜偏心望远镜。(3)(3)由于井下由于井下黑暗潮湿黑暗

9、潮湿，并有瓦斯及煤，并有瓦斯及煤尘，仪器有较好的尘，仪器有较好的密封性密封性。二，矿用经纬仪的维护二，矿用经纬仪的维护1.矿用经纬仪的检验2.矿用经纬仪的维护敲帮问顶专人看护擦干装箱防震出汗，晾，温度均匀，擦 三、三、井下角度测量方法与限差规定井下角度测量方法与限差规定 井下角度测量的方法步骤为：井下角度测量的方法步骤为：1.1.安置仪器安置仪器：导线点在巷道底板时，安：导线点在巷道底板时，安置仪器的方法与地面相同。置仪器的方法与地面相同。当测点在巷道顶板时，应进行点下对当测点在巷道顶板时，应进行点下对中。对中时，要整平仪器，并令望远镜水平，中。对中时，要整平仪器，并令望远镜水平，由测点上悬挂

10、下垂球，移动经纬仪使镜上中由测点上悬挂下垂球，移动经纬仪使镜上中心对准垂球尖。再整平仪器，重新对中。心对准垂球尖。再整平仪器，重新对中。(垂球碰仪器，挡风布或防风套管，重球浸垂球碰仪器，挡风布或防风套管，重球浸水中，光学对点水中，光学对点)2.2.测量角度：测量角度：前后视点上挂垂球线，作为瞄准的标志。前后视点上挂垂球线，作为瞄准的标志。若井下巷道中风大，锤球加重，放入水桶中稳定，若井下巷道中风大，锤球加重，放入水桶中稳定，或加挡风布。或加挡风布。井下黑暗潮湿，并有瓦斯及煤尘，仪器有较好的井下黑暗潮湿，并有瓦斯及煤尘，仪器有较好的密封性，经纬仪及觇标均需照明，最好有防爆密封性，经纬仪及觇标均需

11、照明，最好有防爆照明设备。照明设备。将矿灯置于垂球线的后侧面，并在矿灯上蒙一层将矿灯置于垂球线的后侧面，并在矿灯上蒙一层白纸或毛面薄膜，使垂球线清晰地呈现在柔和白纸或毛面薄膜，使垂球线清晰地呈现在柔和的光亮背景上。的光亮背景上。井下测角方法与地面一样，有复测法和测回法。井下测角方法与地面一样，有复测法和测回法。其步骤如下：其步骤如下：1)1)设欲测角度设欲测角度ACB(ACB(如图如图)，则在测站，则在测站C C上安置经纬仪上安置经纬仪后将度盘对在后将度盘对在0 0附近附近2)2)正镜瞄准后视点正镜瞄准后视点A,A,读取水平度盘读数读取水平度盘读数a1,a1,十字丝中十字丝中丝瞄准垂球上标志丝

12、瞄准垂球上标志,竖盘指标水准管气泡居中后读竖盘指标水准管气泡居中后读取竖盘读数取竖盘读数LALA3)3)正镜顺时针旋转瞄准前视正镜顺时针旋转瞄准前视B,B,读取读取b1b1和和LBLB4)4)倒镜后逆时针旋转照准部，瞄准倒镜后逆时针旋转照准部，瞄准B,B,读取读取b2b2和和RBRB5)5)逆时针旋转照准部，瞄准逆时针旋转照准部，瞄准A,A,读取读取a2a2和和RARA6)6)计算一测回水平角计算一测回水平角:ABC图1-14水平角水平角=(b1-a1+b2-=(b1-a1+b2-a2)/2a2)/2垂直角垂直角:后视后视A A=(RA-LA-180=(RA-LA-180)/2)/2前视前视B

13、 B=(RB-LB-180=(RB-LB-180)/2)/2ABC图 1-1 4仪器级仪器级别别同一测回中同一测回中半测回互差半测回互差两测回间两测回间互差互差两次对中测回两次对中测回间互差间互差DJ2DJ6 20 40 12 30 30 60经纬仪导线水平角观测限经纬仪导线水平角观测限差差倾角小于倾角小于30的井巷中，限差见下表。当倾角大的井巷中，限差见下表。当倾角大于于30时，限差放宽时，限差放宽1.5倍，并且要特别注意仪器倍，并且要特别注意仪器整平。整平。表表1-4 井下经纬仪导线水平角观测仪器井下经纬仪导线水平角观测仪器注：注：1.如不用表中所列的仪器，可根据仪器级别和测角精度要求适当

14、增减测回数；如不用表中所列的仪器，可根据仪器级别和测角精度要求适当增减测回数；2.由一个测回转到下一个测回观测前，应将度盘位置变换由一个测回转到下一个测回观测前，应将度盘位置变换180/n(n为测回数为测回数)；3.多次对中时，每次对中测一个测回。若用固定在基座上的光学对中器进行点多次对中时，每次对中测一个测回。若用固定在基座上的光学对中器进行点上对中，每次对中应将基座旋转上对中，每次对中应将基座旋转360/n。井下倾角一般用测回法观测一个测回；重要的两个测回。它与水平角同时观测。井下倾角一般用测回法观测一个测回；重要的两个测回。它与水平角同时观测。导线导线级别级别使用仪使用仪器器观测方法观测

15、方法按导线按导线(水平水平)边长分边长分15m以下以下1530m30m以上以上对中对中次数次数测回数测回数对中对中次数次数测回数测回数对中次对中次数数测回数测回数7DJ2测回法测回法33221215DJ6测回法或测回法或复测法复测法22121230DJ15测回法或测回法或复测法复测法111111四、电子经纬仪四、电子经纬仪(全站仪全站仪)测角测角1.度盘及读数设备度盘及读数设备绝对编码度盘，光栅度盘绝对编码度盘，光栅度盘,电栅度盘，记时测角盘电栅度盘，记时测角盘2.补偿方式补偿方式单轴补偿，双轴补偿，三轴补偿单轴补偿，双轴补偿，三轴补偿3.电经电经+光电测距光电测距+微处理器微处理器=全站仪全

16、站仪4.防爆改装防爆改装5.使用方法使用方法第三节第三节 井下经纬仪导线的边长测量井下经纬仪导线的边长测量 井下经纬仪导线的边长通常是用钢尺直接井下经纬仪导线的边长通常是用钢尺直接丈量的。随着科学技术的迅速发展和光学电丈量的。随着科学技术的迅速发展和光学电子仪器制造水平的提高，现已应用电磁波物子仪器制造水平的提高，现已应用电磁波物理测距方法来测量井下导线边长。理测距方法来测量井下导线边长。一、钢尺丈量边长一、钢尺丈量边长1.1.量边工具量边工具钢尺钢尺 50m50m和和30m30m的并整尺都有毫米刻划的钢尺。的并整尺都有毫米刻划的钢尺。拉力计拉力计温度计温度计2.2.钢尺量边方法钢尺量边方法

17、采用采用悬空丈量悬空丈量法。具体作法为：用经纬法。具体作法为：用经纬仪的水平视线瞄准前后视点所挂垂球线，用仪的水平视线瞄准前后视点所挂垂球线，用大头针在绳上标出十字丝交点，然后用钢尺大头针在绳上标出十字丝交点，然后用钢尺丈量仪器镜上中心或横轴右端中心与大头针丈量仪器镜上中心或横轴右端中心与大头针之间的距离。之间的距离。丈量时，用钢尺末端的整厘米刻划对准丈量时，用钢尺末端的整厘米刻划对准经纬仪镜上后横轴中心，另一端加钢尺检定经纬仪镜上后横轴中心，另一端加钢尺检定时的时的拉力拉力P P并对准大头针，两端并对准大头针，两端同时读数同时读数。零。零端估读到毫米。每读一次数后，移动钢尺端估读到毫米。每读

18、一次数后，移动钢尺2 23cm3cm。每条边要读数三次。互差小于。每条边要读数三次。互差小于3mm,3mm,同时同时还要还要测记温度测记温度。为了检验，每边须为了检验，每边须往返往返测量测量，即在，即在每一测站上量前后视距离。在倾斜巷道每一测站上量前后视距离。在倾斜巷道中则丈量倾斜距离。中则丈量倾斜距离。当丈量的边长大于尺长时，则必须当丈量的边长大于尺长时，则必须分段丈量分段丈量，为此要进行，为此要进行定线定线。3.钢尺量边的改正钢尺量边的改正 1)比长改正比长改正 k=L0-LM,Lk=kL/LM 2)温度改正温度改正 Lk=L(t-t0)3)拉力改正拉力改正 LP=L(P-P0)/EF4)

19、垂曲改正垂曲改正a.对称悬链线对称悬链线Y=chx 加改正加改正Lf,负值，与负值，与p,自重有自重有关关b.整尺长垂曲改正整尺长垂曲改正Lf尺尺=L-S,S=2R,L=2Rsin Lf尺尺=-8f2/3L尺尺c.松重距松重距f的测定的测定 理论计算理论计算:f=q L2尺尺/8p,Lf尺尺=-q2 L3尺尺/24p2 实测法实测法 f=c-a-dd.任意长度改正任意长度改正Lf,注意分段丈量时改正注意分段丈量时改正e.倾斜边长垂曲改正倾斜边长垂曲改正 Lf=Lfcos2ABOPRPRDCSL f5)倾斜边长化算为水平边长倾斜边长化算为水平边长 l=Lcos6)其他改正其他改正导线边长化到投影

20、面导线边长化到投影面投影到高斯投影面投影到高斯投影面二、二、光电测距仪测边光电测距仪测边1.1.安置仪器安置仪器 在测站上整平对中经纬仪，将测距头通过在测站上整平对中经纬仪，将测距头通过连接器安装在经纬仪上，把电源线的一端插连接器安装在经纬仪上，把电源线的一端插入测距头物镜旁的电源插座内，另一端与电入测距头物镜旁的电源插座内，另一端与电池相连。池相连。同时，在镜站安设反射棱镜对中整平，并用反同时，在镜站安设反射棱镜对中整平，并用反射棱镜上的准星照准测距头。射棱镜上的准星照准测距头。2.2.检查仪是否正常检查仪是否正常3.3.测距测距 按下测距键按下测距键(MEAS)，开始测距。并按要，开始测距

21、。并按要求记录测距结果。求记录测距结果。三、三、钢尺长度检定钢尺长度检定 钢尺尺面刻划之间所注记的长度钢尺尺面刻划之间所注记的长度(通称通称尺面长，也叫名义长度尺面长，也叫名义长度)与标准长度比较以求与标准长度比较以求出它的实际长度，称为钢尺的检定或比长。出它的实际长度，称为钢尺的检定或比长。钢尺的尺面长度与它的实际长度之差就钢尺的尺面长度与它的实际长度之差就是尺长改正。因此，检定钢尺的目的就是求是尺长改正。因此，检定钢尺的目的就是求尺长改正数。尺长改正数。工厂在制造上存在着公差；钢工厂在制造上存在着公差；钢尺的扭折或铆接也是使两者不符。尺的扭折或铆接也是使两者不符。钢尺是在钢尺是在专门设立的

22、比长器上检定的。专门设立的比长器上检定的。由于比长器设立的地点不同分为由于比长器设立的地点不同分为室内室内与与野外野外两种。两种。1.1.室内检定方法室内检定方法 1)1)用标准米尺逐米检定用标准米尺逐米检定 2)2)用检定过的钢尺作标准尺进行检定用检定过的钢尺作标准尺进行检定 3)3)在专门的室内比长器上进行检定在专门的室内比长器上进行检定 室内比长器可设在大楼的走廊内的墙壁室内比长器可设在大楼的走廊内的墙壁上，两端用专制的标志牢固埋设。上，两端用专制的标志牢固埋设。2.2.野外检定方法野外检定方法 野外检定方法要先建立比长器再用它来野外检定方法要先建立比长器再用它来检定钢尺。野外比长器又叫

23、比长基线。检定钢尺。野外比长器又叫比长基线。钢尺检定时，就是用待检定的钢尺去丈钢尺检定时，就是用待检定的钢尺去丈量比长器的长度。同样要进行量比长器的长度。同样要进行2 23 3测回。每测回。每尺段应测记一次温度。各尺段所测温度须化尺段应测记一次温度。各尺段所测温度须化算到同一温度算到同一温度(标准温度，一般为标准温度，一般为20)20)，即，即对各尺段分别加以改正。对各尺段分别加以改正。按钢尺丈量的比长器按钢尺丈量的比长器(尺面长尺面长)与标准长与标准长度比较，便可求得该尺的尺长改正。度比较，便可求得该尺的尺长改正。根据根据规程规程对赶超检定的要求：对赶超检定的要求：按各单程比长结果计算算术平

24、均值的相按各单程比长结果计算算术平均值的相对误差不得大于对误差不得大于1/101/10万。其中单程指半万。其中单程指半测回。测回。室内工作条件好，并能逐米检定，室内工作条件好，并能逐米检定，故以室内检定钢尺为好。故以室内检定钢尺为好。第四节第四节 井下导线测量外业井下导线测量外业 井下导线测量外业，与地面导线基本相井下导线测量外业，与地面导线基本相同，但由于井下环境的特殊性，如导线不是同，但由于井下环境的特殊性，如导线不是一次全面布设，而是随巷道掘进而一次全面布设，而是随巷道掘进而不断延长不断延长，每次延长之前都要对上次测设的最后一个导每次延长之前都要对上次测设的最后一个导线角度进行线角度进行

25、检查检查；井下导线点多设于；井下导线点多设于顶板顶板，仪器要在仪器要在点下对中点下对中；井下黑暗井下黑暗，仪器及觇标，仪器及觇标均需照明；井下均需照明；井下巷道狭窄巷道狭窄，运输繁忙，观测，运输繁忙，观测条件不利等。条件不利等。一、选点和埋点一、选点和埋点(1)相邻导线点之间通视良好，并应尽可能相邻导线点之间通视良好，并应尽可能使点间距离大些。在巷道的连接处和交叉使点间距离大些。在巷道的连接处和交叉口处，应当埋设导线点。口处，应当埋设导线点。(2)为了避免运输干扰，应尽量将点设在远为了避免运输干扰，应尽量将点设在远离运输轨道的一侧。离运输轨道的一侧。(3)导线点应当选在巷道稳定、安全、便于导线

26、点应当选在巷道稳定、安全、便于安置仪器进行观测的地方，避开淋水、片安置仪器进行观测的地方，避开淋水、片帮落石和其他不安全因素。帮落石和其他不安全因素。选点工作通常由三人完成选点工作通常由三人完成 二、二、测角和量边测角和量边 测角量边方法同前。测角量边方法同前。(一一)工作组织工作组织 钢尺导线钢尺导线5人，光电导线人，光电导线4人，分工，联络信号人，分工，联络信号仪器高，觇标高，巷道上下左右仪器高，觇标高，巷道上下左右,记录记录(二二)三架法导线测量三架法导线测量仪器级仪器级别别同一测回中同一测回中半测回互差半测回互差检验角与最检验角与最终角之差终角之差测回间互测回间互差差两次对中测回两次对

27、中测回(复测复测)间互差间互差J2201230J640403060表表1-3 井下测水平角的各项限差井下测水平角的各项限差(三三)、碎部测量碎部测量 目的目的:测得井巷的细部轮廓形状，作为填测得井巷的细部轮廓形状，作为填绘矿图的依据。绘矿图的依据。在进行井下导线测量完成测角量边之后，在进行井下导线测量完成测角量边之后，进行碎部测量，丈量仪器中心到巷道顶板、进行碎部测量，丈量仪器中心到巷道顶板、底板和两帮的距离底板和两帮的距离(俗称为俗称为量上、量下、量量上、量下、量左和量右左和量右)。此外，还要测量巷道、硐室或。此外，还要测量巷道、硐室或工作面的轮廓，通常是用工作面的轮廓，通常是用“支距法支距

28、法”，在，在丈量完导线边长之后，将钢尺拉紧，然后丈量完导线边长之后，将钢尺拉紧，然后用皮尺或小钢尺丈量巷道两帮特征点到钢用皮尺或小钢尺丈量巷道两帮特征点到钢尺尺(即导线边即导线边)的垂直距离的垂直距离(横距横距)b和垂足到和垂足到仪器站点的距离仪器站点的距离(纵距纵距)a。图 1-42 碎 步 测 量 草 图3a1b2b1a2b3a34(四四)、导线延长与检查、导线延长与检查 为了检查验证其所依据的已知起始点的可靠性，为了检查验证其所依据的已知起始点的可靠性，避免引起事故，在接测之前应对上次所测的最后避免引起事故，在接测之前应对上次所测的最后一个水平角及最后一条边长按原观测的相应精度一个水平角

29、及最后一条边长按原观测的相应精度进行检查。此次观测与上次观测的水平角之差进行检查。此次观测与上次观测的水平角之差d不应超过由下式所计算出的容许值：不应超过由下式所计算出的容许值：d容容2 2m式中：式中：m相应等级的导线测角中误差。相应等级的导线测角中误差。井下井下7、15和和30导线的导线的d容容分别为分别为20，40和和80。重新丈量上次最后一条边长与原丈量结重新丈量上次最后一条边长与原丈量结果之差不得超过相应等级导线边长往返丈果之差不得超过相应等级导线边长往返丈量之差的容许值量之差的容许值(基本控制导线为边长的基本控制导线为边长的1/6000，采区控制导线为边长的，采区控制导线为边长的1

30、/2000)。如果检查结果不符合上述要求，则应继如果检查结果不符合上述要求，则应继续向后检查，直到符合要求后方可以它作续向后检查，直到符合要求后方可以它作为起始数据，继续向前延长导线。当巷道为起始数据，继续向前延长导线。当巷道掘进工作面接近各种采矿安全边界掘进工作面接近各种采矿安全边界(水、火、水、火、瓦斯、老采空区、井田边界及重要采矿技瓦斯、老采空区、井田边界及重要采矿技术边界术边界)时，除应延长经纬仪导线至掘进掌时，除应延长经纬仪导线至掘进掌子头外，还必须以书面手续报告矿子头外，还必须以书面手续报告矿(井井)技术技术负责人，并书面通知安全检查和施工区、负责人，并书面通知安全检查和施工区、队

31、等有关部门。队等有关部门。(五五)导线测量记录导线测量记录 1.手工记录手工记录 2.电子记录电子记录Pc-E500,SDC-1PDA下一代多数人使用下一代多数人使用的便携式手写电脑。的便携式手写电脑。这 个 新 颖 的 叫 做Ultra Mobile 2007的东 西 只 比 一 般 的PDA大那么一点点却具有完整的PC功能，它将使用最新的Longhorn操作系统，预置无线上网模块。第五节第五节 井下导线测量内业井下导线测量内业 内业计算的目的，是求出导线各边的坐标内业计算的目的，是求出导线各边的坐标方位角及各导线点的平面坐标，并填绘矿图。方位角及各导线点的平面坐标，并填绘矿图。一、一、测量

32、资料整理测量资料整理 在井下测角量边过程中，应按照在井下测角量边过程中，应按照规程规程的要求进行检核，如果不符合，必须重测，直的要求进行检核，如果不符合，必须重测，直到满足要求为止。在内业计算开始之前，要重到满足要求为止。在内业计算开始之前，要重新仔细检查外业观测记录，是否超限，是否有新仔细检查外业观测记录，是否超限，是否有漏测、漏记、记错、算错等问题。记录手簿经漏测、漏记、记错、算错等问题。记录手簿经检查无误后，方可进行下一步计算。检查无误后，方可进行下一步计算。检查边长记录，抄录后要进行核对。检查边长记录，抄录后要进行核对。井下基本控制导线用钢尺丈量的边长应加入井下基本控制导线用钢尺丈量的

33、边长应加入比长，温度、垂曲等改正后化算为水平边长，如比长，温度、垂曲等改正后化算为水平边长，如有必要，还应加入归化到投影水准面的改正和投有必要，还应加入归化到投影水准面的改正和投影到高斯影到高斯克吕格平面的改正。克吕格平面的改正。将往、返测边长分别加入上述改正后，如果将往、返测边长分别加入上述改正后，如果互差不超过边长的互差不超过边长的1/60001/6000，则可取其平均值作为，则可取其平均值作为最后边长。最后边长。采区控制导线则只需把量得的往、返测斜距采区控制导线则只需把量得的往、返测斜距化算为平距，而不必加入其他改正，如果往、返化算为平距，而不必加入其他改正，如果往、返测平距的互差不超过

34、边长的测平距的互差不超过边长的1/20001/2000，则可取其平，则可取其平均值作为最终边长。均值作为最终边长。三、三、角度闭合差的计算及分配角度闭合差的计算及分配(一一)闭合导线闭合导线 闭合导线的角度闭合差闭合导线的角度闭合差f f是按下式计算的：是按下式计算的：f f=内内i i-180-180(n-2)(n-2)f f=外外i i-180-180(n+2)i=(1,2,.,3)(n+2)i=(1,2,.,3)式中式中 内内i i、外外i i分别是闭合导线分别是闭合导线的内角总和与外角总和；的内角总和与外角总和；n n闭合导线的角度个数。闭合导线的角度个数。(二二)空间交叉闭合导线空间

35、交叉闭合导线 设交叉闭合导线中共有内角图形设交叉闭合导线中共有内角图形p p个、外角个、外角图形图形k k个，则交叉点应有个，则交叉点应有(p+k-1)(p+k-1)个，所以交叉导个，所以交叉导线的角度总和线的角度总和(包括实际观测的角度和交叉点上包括实际观测的角度和交叉点上的虚拟角度的虚拟角度)应为内角图形与外角图形的角度总应为内角图形与外角图形的角度总和，即：和，即：()=180()=180(n(n1 1-2)+(n-2)+(n2 2-2)+-2)+(n+(np p-2)-2)+180+180(n(n1 1+2)+(n+2)+(n2 2+2)+2)+(n+(np p+2)+2)=180=1

36、80(n(n1 1+n+n2 2+n+np p)+(n)+(n1 1+n+n2 2+n+nk k)-2(p-k)-2(p-k)式中：式中：n n1 1，n n2 2，n np p每个内角图形中的每个内角图形中的角度个数；角度个数；n n1 1，n n2 2，n nk k每个外角图每个外角图形中的角度个数。形中的角度个数。12345678910111213141516171819202122232425图1-45 井下交叉闭合导线返回返回下一页下一页 这些图形的角度个数中包括交叉点上的虚拟角度，这些图形的角度个数中包括交叉点上的虚拟角度，但每个交叉点上的两个虚拟角度对于相邻两个对顶但每个交叉点上

37、的两个虚拟角度对于相邻两个对顶图形来说总是图形来说总是:+=360+=360 所以，应当从上式的所以，应当从上式的()()中减去这些虚拟角中减去这些虚拟角度，即实测的角度总和应为：度，即实测的角度总和应为：=()-360=()-360(p+k-1)=180(p+k-1)=180n-2(p-k)n-2(p-k)式中：式中：n n实测角度总个数；实测角度总个数；p p内角图形的总内角图形的总个数；个数；k k外角图形的总个数。外角图形的总个数。上式是实测角度总和的理论值，而角度闭合差为：上式是实测角度总和的理论值，而角度闭合差为：f=实测实测-180n-2(p-k)(三三)附合导线附合导线 设附合

38、导线起始边和最终附合边的坚强坐标方设附合导线起始边和最终附合边的坚强坐标方位角值为位角值为0和和n，测角总个数为，测角总个数为n，则角度闭合，则角度闭合差差f为：为：f=左左-n180-(n-0)f=右右-n180-(0-n)(四四)复测支导线复测支导线 复测支导线的角度闭合差复测支导线的角度闭合差f是按照最末公共边是按照最末公共边的第的第次和第次和第次所测得的坐标方位角次所测得的坐标方位角n和和n之差来计算的，即：之差来计算的，即：f=n-n(五五)角度闭合差的分配角度闭合差的分配(简易平差简易平差)如果如果f超过限差规定，则需检查测角情超过限差规定，则需检查测角情况，找出超限原因，进行返工

39、重测。如果况，找出超限原因，进行返工重测。如果f不超限，则可进行简易平差，即将不超限，则可进行简易平差，即将f反号平反号平均分配给各观测角值，每个观测角值的改正均分配给各观测角值，每个观测角值的改正数为：数为：Vi=-f/n；改正后的角值为：改正后的角值为：i=i+Vi；表表1-11 1-11 井下各级经纬仪导线的要求井下各级经纬仪导线的要求导线导线类别类别测角中测角中误差误差一般边一般边长长(m)最大角闭合差最大角闭合差最大相对闭合差最大相对闭合差闭闭(附附)合合导线导线复测支导线复测支导线闭闭(附附)合合导线导线复测支导复测支导线线基本基本控制控制7 1560200401401430143

40、01/80001/60001/60001/4000采区采区控制控制15303090306030601/40001/30001/30001/2000n nn n2 21 1n nn n 2 21 1n nn n 2 21 1n nn n 2 21 1n nn n n nn n(六六)方向附合导线方向附合导线 当用陀螺经纬仪测定了支导线的起始边当用陀螺经纬仪测定了支导线的起始边和最末边的坐标方位角时，则这种导线叫做和最末边的坐标方位角时，则这种导线叫做方向附合导线，它与一般附合导线的区别在方向附合导线，它与一般附合导线的区别在于其终点于其终点K及及D的坐标不是已知坚强值。的坐标不是已知坚强值。显然

41、，它的角度闭合差的计算方法与上述显然，它的角度闭合差的计算方法与上述附合导线相同。但是，方向附合导线的角度附合导线相同。但是，方向附合导线的角度闭合差的容许值闭合差的容许值f容容，除了考虑测角误差，除了考虑测角误差m的影响之外，的影响之外，应考虑陀螺定向边的坐标方位应考虑陀螺定向边的坐标方位角误差角误差m0的影响，的影响，图1-46 支导线始末端具有陀螺定向边的方向附合导线B1234n-1KDx始123n末返回返回下一页下一页因此：因此：f f容容2(2m2(2m002 2+nm+nm2 2 )1/21/2 式中：式中：m m00起始边和最边陀螺定向中误差；起始边和最边陀螺定向中误差；m m测

42、角中误差。测角中误差。当实际的角度闭合差当实际的角度闭合差f f小于按式所算得的小于按式所算得的f f容容时，则可进行平差。时，则可进行平差。(1)(1)按照下面的判别式来判别陀螺定向边是否可按照下面的判别式来判别陀螺定向边是否可视为坚强方向控制边：视为坚强方向控制边：m m0 0 /(m/(m )1/3)1/3 (1-20)(1-20)2 2n n(2)陀螺定向边为坚强方向时的平差方法如下：陀螺定向边为坚强方向时的平差方法如下：当式当式(1-20)成立时，则说明两端定向边的坐成立时，则说明两端定向边的坐标方位角误差在总误差中所占比重很小，角度标方位角误差在总误差中所占比重很小，角度闭合差闭合

43、差f主要是由于测角中误差主要是由于测角中误差m所引起的，所引起的，这时，即可将两端的陀螺定向边视为坚强方向这时，即可将两端的陀螺定向边视为坚强方向不参加平差，而将角度闭合差不参加平差，而将角度闭合差f反号平均分配反号平均分配于各个角度上，各角的改正数为于各个角度上，各角的改正数为 Vi=-f/n。(3)陀螺定向边为非坚强方向时的平差方法：陀螺定向边为非坚强方向时的平差方法：当式当式(1-20)不成立时，说明陀螺定向边不成立时，说明陀螺定向边的误差所占比重较大不能视为坚强方向，的误差所占比重较大不能视为坚强方向，即两端定向边的坐标方位角即两端定向边的坐标方位角始和始和末也末也应参与平差。应参与平

44、差。四、四、坐标方位角的推算坐标方位角的推算 各条导线边的坐标方位角是按下式计算的：各条导线边的坐标方位角是按下式计算的：i=i-1+i左左 180 i=i-1-i右右180式中：式中：i、i-1分别为第分别为第i边边(待求边待求边)与与 第第i-1边的坐标方位角；边的坐标方位角；i改正后的角值。改正后的角值。在闭合导线中，从第一边开始，经各导在闭合导线中，从第一边开始，经各导线边再推算回到该边的坐标方位角应相同；线边再推算回到该边的坐标方位角应相同；附合导线附合导线(含方向附合导线含方向附合导线)中，推算出的最中，推算出的最后一边的坐标方位角应与原最终坚强边的坐后一边的坐标方位角应与原最终坚

45、强边的坐标方位角相同；复测支导线两次推算得的最标方位角相同；复测支导线两次推算得的最后一条公共边的坐标方位角应当相等。否则，后一条公共边的坐标方位角应当相等。否则，便是计算有误，应检查角度闭合差便是计算有误，应检查角度闭合差f f、角度、角度改正值改正值V Vii及各边坐标方位角及各边坐标方位角i i的计算，发的计算，发现错误及时改正。现错误及时改正。五、五、坐标增量闭合差的计算及调整坐标增量闭合差的计算及调整 为计算坐标增量闭合差，须先计算各条导线边的为计算坐标增量闭合差，须先计算各条导线边的坐标增量，其方法同地面导线。坐标增量，其方法同地面导线。六、六、坐标计算坐标计算 按下式计算各导线点

46、的坐标：按下式计算各导线点的坐标：x xi i=x=xi-1i-1+x xi-1,ii-1,i；y yi i=y=yi-1i-1+y yi-1,I i-1,I (1-29)(1-29)如为闭合导线，则由起始点起算，经各导线点如为闭合导线，则由起始点起算，经各导线点再算至起始点的坐标应相等；附合导线由起始点推再算至起始点的坐标应相等；附合导线由起始点推算到最终已知坚强点坐标应相等；而复测支导线和算到最终已知坚强点坐标应相等；而复测支导线和方向附合导线则两次算得的最末点的坐标应相等。方向附合导线则两次算得的最末点的坐标应相等。由此由此可看出，整个导线计算除角度闭合差和坐可看出，整个导线计算除角度闭

47、合差和坐标增量相对闭合差两项大的检核外，每一步计算都标增量相对闭合差两项大的检核外，每一步计算都有检核。但也可能发生错误，如用错起算数据或抄有检核。但也可能发生错误，如用错起算数据或抄错原始资料等。因此，在实际工作中，全部计算工错原始资料等。因此，在实际工作中，全部计算工作应由两人分别独立进行，最后相互对照校核，以作应由两人分别独立进行，最后相互对照校核，以杜绝错误。此处导线的计算方法是一种近似杜绝错误。此处导线的计算方法是一种近似(简易简易)平差，因为它先分配角度闭合差，然后用改正后角平差，因为它先分配角度闭合差，然后用改正后角度计算坐标增量闭合差，并将度计算坐标增量闭合差，并将fxfx和和fyfy分别平差，故分别平差，故不是将角度条件和纵横坐标条件联合进行的严密平不是将角度条件和纵横坐标条件联合进行的严密平差。但由于井下导线一般先分段布设为支导线，且差。但由于井下导线一般先分段布设为支导线，且精度要求不很高，此外导线不是一次全面布网而是精度要求不很高，此外导线不是一次全面布网而是随巷道掘进而逐步延长，故这种简易平差方法还是随巷道掘进而逐步延长，故这种简易平差方法还是适用的。当井下导线精度要求较高而又确有必要采适用的。当井下导线精度要求较高而又确有必要采取严密平差方法时，也可采用计算机进行严密平差。取严密平差方法时，也可采用计算机进行严密平差。