Transcript 井下控制测量
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第八章 井下控制测量
本章主要内容
井下平面控制测量
井下高程控制测量
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井下平面控制导线的布设与等级
•井下导线的等级
井下导线的的布设，按照“高级控制低级”的原则进行。
我国《煤矿测量过程》规定，井下平面控制分为基本控制（表一）
和采区控制（表二）两类，这两类应敷设成闭（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。
采取控制导线也按测角精度分为± 15 ″和± 30 ″两级。
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• 井下导线的发展与形式
井下导线往往不是一次全面布网，而是随井下巷道掘
进而逐步敷设。如图 1-1 ，当由石门处拉门开始掘进主
要运输大巷时，随巷道掘进而先敷设低等级的 ± 15 ″
和 ± 30 ″导线（如图 1-1 中虚线所示），用以控制巷
道中线的标定和及时填绘矿图，随巷道掘进每 30 ～100m
延长一次。
井下导线的发展
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当巷道掘进到 300 ～500m 时，再敷设± 7 ″和± 15
″级基本控制导线，用来检查前面已敷设的低级采区控制导
线是否正确。
当巷道继续向前掘进时，以基本控制导线所测设的最终边
为基础，向前敷设低等级控制导线和给中线。当巷道又掘进
300～500m时，再延长基本控制导线。这样不断分段重复，
直到形成闭（附）合导线，如图1-2所示。
闭合导线
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•特殊形式的井下导线
（１）交叉闭合导线
交叉闭合导线
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（２）坐标附合导线
坐标附和导线
（３）方向附合导线
方向附和导线
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•按所使用的仪器来划分导线类型
（１）经纬仪——钢尺导线
（２）光电测距导线
（３）全站仪导线
（４）陀螺定向——光电测距导线
• 井下导线的设置
井下导线点按照其使用时间长短和重要性而分为永久点和临
时点两种。
导线点应当选择在巷道顶(底)板稳固、通视良好且易于安设
仪器观测、尽量不受来往矿车影响的地方。永久导线点应埋设
在主要巷道中，一般每隔 300 ～500m 埋设一组三个永久点，
以便用测角来检查其是否移动。永久点的结构应以坚固耐用和
使用方便为原则。
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井下经纬仪导线角度测量
•井下测角与地面测角的不同点
由于井下的特殊环境条件,而使井下测角与地面测角具有以下
不同点：
（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
（２）倾角较大的巷道时，用弯管目镜。
（３）仪器密封性好，有良好的防暴照明设备。
•矿用经纬仪的检验与维护
（一）矿用经纬仪的检验
1、望远镜的镜上中心位置应正确，即当望远镜水平时，镜上
中心应位于仪器竖轴上。
2、光学对中器的视准轴应与竖轴重合。
检验方法分为以下三种：
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（ 1 ）光学对中器安装在望远镜上。
（ 2 ）光学对中器安置在照准部上。
（ 3 ）光学对中器安置在经纬仪基座上。
校正方法：调整光学对中器的校正螺旋，使光学对中器的中
心对准 A 、 B 两点连线的中点。这项检验与校正应当变更经
纬仪至投影白纸的距离后再进行一次，直到 A 、 B 两点之间
的距离小于 0.5 ㎜为止 .
( 二 ) 矿用经纬仪的维护
经纬仪是精密贵重的测量仪器，应当对其精心爱护。针对井下特
殊的环境条件，在安置仪器和进行观测时，应当注意以下几点：
（ 1 ）在井下安置仪器之前，应对巷道两帮及顶板进行仔细检
查，即“敲帮问顶”，确认无浮石、无冒顶和片帮危险后，再安
置仪器。
（ 2 ）井下黑暗，巷道中过往矿车及行人很多，因此，在安置
好经纬仪之后，必须有专人看护，不得离人。
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（ 3 ）由于井下潮湿，有的巷道有淋水，上井后必须擦干仪
器，或将仪器直于通风处凉干后再装入仪器箱内。
（ 4 ）仪器在下井、上井搬运时，要防止剧烈震动，必要时
可把以前抱在怀中，切忌做着仪器箱乘做罐笼或人车。
（ 5 ）冬季地面与井下温度相差较大时，在有地面到达井下
观测地点之后，要稍等片刻，待仪器温度与周围巷道内温度接
近后再开箱。
( 三 ) 井下测角方法与限差规定
井下测角一般用测回法，如图 ，测量角度 β=∠ACB 时，在 C
点安置经纬仪，整平对中，在后视点 A 和前视点 B 悬挂垂球钱
作为觇标，并用矿灯蒙上白纸照明垂球线。瞄准时，应先用望远
镜筒外的准星大致照准觇标处的灯光，再调焦对光，并用矿灯照
明十字丝和读数窗，才能精确瞄准和读数。
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测回法
用测回法同时测量水平角和竖直角的步骤如下；
（ 1 ）正镜瞄准后视点 A, 使水平度盘读数大致对于 0 °，读
取水平度盘读数 a ，并使十字丝的水平中丝照准垂球线上的标
志使竖盘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 ）到镜后逆时针旋转照准部，照准前视点 B ，读取水平度
盘读数 b2 和竖盘读数 RA ；
（ 4 ） 到镜逆时针旋转照准部，照准后视点 A ，读取水平度
盘读数 a2 和竖盘读数 RA'。
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井下经纬仪导线的边长测量
井下经纬仪导线通常使用钢尺丈量边长，
随着科学技术的迅速发展和光学机械电子仪器
制造水平的提高，已开始应用电磁波等物理测
距方法来测量井下的导线边长。
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井下经纬仪导线测量外业
井下经纬仪导线测量的外业包括选点、埋点、测角、
量边、碎部测量以及导线的延长及其检查测量。
•选点和埋点
选择导线点埋设的地点时，应全面考虑下列各项要求：
（1）前后导线点通视良好，且便于安设仪器，并应尽可能使点
间的距离大些；
（2）为了不影响或少影响运输，应将点设在巷道的一边；
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（3）避免设在淋水和不安全的地方；
（4）巷道的连接处和交叉口处应埋设导线点。
•测角和量边
测角和用钢尺量边时的劳动组织与记录手簿
（一）劳动组织
井下测角一般需要4人：一人观测，一人记录，
前后视照明各一人。
量边需要5人：两人拉尺，两人读数，一人记录
并测定温度。
（二）“三联架”法导线测量
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仪器：采用经纬仪和测距仪或全站仪测角量边
三联架”法：仪器头和棱镜觇标可以共用相同的
基座与三脚架，每个三脚架连同基座可整平对中一次，
在搬站时，只需移动仪器头和棱镜觇标，不必移动三
脚架和基座。
1、三架法
三架法
2、四架法
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（三）碎部测量
碎部测量的目的：测得井巷的细部轮廓形状，
获得填图资料。
碎部测量包括丈量仪器中心到巷道顶板、底板
和两帮的距离（简称量上、量下、量左、量右），测
量巷道、硐室的轮廓。
碎部测量的方法：支距法
巷道碎部测量
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（四）导线的延长及检查
井下导线是随巷道掘进分段测设的，逐段向前延
长的。为了检查在导线延长时所依据的已知起始点的
可靠性，在接测前应对上次所测设的最后一个水平角
及最后一条边长进行检查测量。
重新测得的水平角和上次观测的该水平角之差
d 容 2 2m
重新丈量最后一条边长与原丈量最后一条边的
结果之差不得超过各级导线边长往返丈量互差的规
定。
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井下高程控制测量概述
•井下高程测量的目的和种类
1、井下高程测量的目的
在井下建立一个与地面统一的高程系统，确定各种采
掘巷道、硐室在竖直方向上的位置及相互关系，以解决各种采
掘工程在竖直方向上的几何问题。
2、井下高程测量的任务
（1）确定主要巷道内各水准点与永久导线点的高程，以建立井
下高程基本控制；
（2）给定巷道在竖直面内的方向；
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（3）检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输巷
道纵剖面图。
3、井下高程测量的种类
我国国家水准测量依精度不同分为一、二、三、四等。
一、二等水准测量是国家高程控制的全面基础，三、四
等水准测量直接为地形测图和各种工程建设提供所必须的高程
控制。
矿区高程控制测量：是指在国家一、二等水准网的基
础上，在矿区建立的三、四等水准网。
现以下图的矿井为例说明井下高程测量的种类
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井下高程测量的类型
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综上可见，井下高程测量分为三种类型，即
（1）通过立井导入高程
（2）水准测量
（3）三角高程测量
•井下高程测量的基本要求
1、井下高程控制网，可采用水准测量方法或三角高程的方法
敷设。
δ<50时，水准测量
50<δ<80时，即可以用水准测量也可用三角高程测量
δ>80时，用三角高程测量
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2、从井底车场的高程起算点开始，每隔300—500米设置一组高
程点，每组高程点至少应由三个点组成。
3、水准点可设在巷道的顶板、底板或两帮上，也可在井下固定
设备的基础上。
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•巷道剖面图的测绘
1、目的：为了检查平巷的铺轨质量或者为平巷改造提供依据
2、具体做法：先用皮尺沿底板每隔10米或20米标记一个临时点，
并且将此点标记在巷道两帮上，以便调整坡度放腰线时使用
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3、巷道剖面图绘制要求：
（1）水平比例尺一般为1：2000、1：1000、1：500，对应的竖直
比例尺一般为1：200、1：100、1：50；
（2）按水平比例尺画出表格，表中填写测点编号、测点间距、测
点的实测高程和设计高程、轨道面的实际坡度；
（3）在表格的上方，绘出巷道的纵剖面图
绘图时，先按竖直比例尺绘出水平线，注明高程，绘出测点的
水平投影位置，按照测点的实际高程和选定的竖直比例尺绘出竖直
面上的位置，然后用直线将这些位置点连接起来，便可以得到巷道
的实测纵剖面线。
（4）在表格的下方绘出该巷道的平面图，并且在图上绘出高程基
点和永久导线点的位置。
第八章 井下控制测量
本章主要内容
井下平面控制测量
井下高程控制测量
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井下平面控制导线的布设与等级
•井下导线的等级
井下导线的的布设，按照“高级控制低级”的原则进行。
我国《煤矿测量过程》规定，井下平面控制分为基本控制（表一）
和采区控制（表二）两类，这两类应敷设成闭（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。
采取控制导线也按测角精度分为± 15 ″和± 30 ″两级。
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• 井下导线的发展与形式
井下导线往往不是一次全面布网，而是随井下巷道掘
进而逐步敷设。如图 1-1 ，当由石门处拉门开始掘进主
要运输大巷时，随巷道掘进而先敷设低等级的 ± 15 ″
和 ± 30 ″导线（如图 1-1 中虚线所示），用以控制巷
道中线的标定和及时填绘矿图，随巷道掘进每 30 ～100m
延长一次。
井下导线的发展
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当巷道掘进到 300 ～500m 时，再敷设± 7 ″和± 15
″级基本控制导线，用来检查前面已敷设的低级采区控制导
线是否正确。
当巷道继续向前掘进时，以基本控制导线所测设的最终边
为基础，向前敷设低等级控制导线和给中线。当巷道又掘进
300～500m时，再延长基本控制导线。这样不断分段重复，
直到形成闭（附）合导线，如图1-2所示。
闭合导线
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•特殊形式的井下导线
（１）交叉闭合导线
交叉闭合导线
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（２）坐标附合导线
坐标附和导线
（３）方向附合导线
方向附和导线
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•按所使用的仪器来划分导线类型
（１）经纬仪——钢尺导线
（２）光电测距导线
（３）全站仪导线
（４）陀螺定向——光电测距导线
• 井下导线的设置
井下导线点按照其使用时间长短和重要性而分为永久点和临
时点两种。
导线点应当选择在巷道顶(底)板稳固、通视良好且易于安设
仪器观测、尽量不受来往矿车影响的地方。永久导线点应埋设
在主要巷道中，一般每隔 300 ～500m 埋设一组三个永久点，
以便用测角来检查其是否移动。永久点的结构应以坚固耐用和
使用方便为原则。
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井下经纬仪导线角度测量
•井下测角与地面测角的不同点
由于井下的特殊环境条件,而使井下测角与地面测角具有以下
不同点：
（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
（２）倾角较大的巷道时，用弯管目镜。
（３）仪器密封性好，有良好的防暴照明设备。
•矿用经纬仪的检验与维护
（一）矿用经纬仪的检验
1、望远镜的镜上中心位置应正确，即当望远镜水平时，镜上
中心应位于仪器竖轴上。
2、光学对中器的视准轴应与竖轴重合。
检验方法分为以下三种：
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（ 1 ）光学对中器安装在望远镜上。
（ 2 ）光学对中器安置在照准部上。
（ 3 ）光学对中器安置在经纬仪基座上。
校正方法：调整光学对中器的校正螺旋，使光学对中器的中
心对准 A 、 B 两点连线的中点。这项检验与校正应当变更经
纬仪至投影白纸的距离后再进行一次，直到 A 、 B 两点之间
的距离小于 0.5 ㎜为止 .
( 二 ) 矿用经纬仪的维护
经纬仪是精密贵重的测量仪器，应当对其精心爱护。针对井下特
殊的环境条件，在安置仪器和进行观测时，应当注意以下几点：
（ 1 ）在井下安置仪器之前，应对巷道两帮及顶板进行仔细检
查，即“敲帮问顶”，确认无浮石、无冒顶和片帮危险后，再安
置仪器。
（ 2 ）井下黑暗，巷道中过往矿车及行人很多，因此，在安置
好经纬仪之后，必须有专人看护，不得离人。
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（ 3 ）由于井下潮湿，有的巷道有淋水，上井后必须擦干仪
器，或将仪器直于通风处凉干后再装入仪器箱内。
（ 4 ）仪器在下井、上井搬运时，要防止剧烈震动，必要时
可把以前抱在怀中，切忌做着仪器箱乘做罐笼或人车。
（ 5 ）冬季地面与井下温度相差较大时，在有地面到达井下
观测地点之后，要稍等片刻，待仪器温度与周围巷道内温度接
近后再开箱。
( 三 ) 井下测角方法与限差规定
井下测角一般用测回法，如图 ，测量角度 β=∠ACB 时，在 C
点安置经纬仪，整平对中，在后视点 A 和前视点 B 悬挂垂球钱
作为觇标，并用矿灯蒙上白纸照明垂球线。瞄准时，应先用望远
镜筒外的准星大致照准觇标处的灯光，再调焦对光，并用矿灯照
明十字丝和读数窗，才能精确瞄准和读数。
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测回法
用测回法同时测量水平角和竖直角的步骤如下；
（ 1 ）正镜瞄准后视点 A, 使水平度盘读数大致对于 0 °，读
取水平度盘读数 a ，并使十字丝的水平中丝照准垂球线上的标
志使竖盘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 ）到镜后逆时针旋转照准部，照准前视点 B ，读取水平度
盘读数 b2 和竖盘读数 RA ；
（ 4 ） 到镜逆时针旋转照准部，照准后视点 A ，读取水平度
盘读数 a2 和竖盘读数 RA'。
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井下经纬仪导线的边长测量
井下经纬仪导线通常使用钢尺丈量边长，
随着科学技术的迅速发展和光学机械电子仪器
制造水平的提高，已开始应用电磁波等物理测
距方法来测量井下的导线边长。
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井下经纬仪导线测量外业
井下经纬仪导线测量的外业包括选点、埋点、测角、
量边、碎部测量以及导线的延长及其检查测量。
•选点和埋点
选择导线点埋设的地点时，应全面考虑下列各项要求：
（1）前后导线点通视良好，且便于安设仪器，并应尽可能使点
间的距离大些；
（2）为了不影响或少影响运输，应将点设在巷道的一边；
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（3）避免设在淋水和不安全的地方；
（4）巷道的连接处和交叉口处应埋设导线点。
•测角和量边
测角和用钢尺量边时的劳动组织与记录手簿
（一）劳动组织
井下测角一般需要4人：一人观测，一人记录，
前后视照明各一人。
量边需要5人：两人拉尺，两人读数，一人记录
并测定温度。
（二）“三联架”法导线测量
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仪器：采用经纬仪和测距仪或全站仪测角量边
三联架”法：仪器头和棱镜觇标可以共用相同的
基座与三脚架，每个三脚架连同基座可整平对中一次，
在搬站时，只需移动仪器头和棱镜觇标，不必移动三
脚架和基座。
1、三架法
三架法
2、四架法
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（三）碎部测量
碎部测量的目的：测得井巷的细部轮廓形状，
获得填图资料。
碎部测量包括丈量仪器中心到巷道顶板、底板
和两帮的距离（简称量上、量下、量左、量右），测
量巷道、硐室的轮廓。
碎部测量的方法：支距法
巷道碎部测量
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（四）导线的延长及检查
井下导线是随巷道掘进分段测设的，逐段向前延
长的。为了检查在导线延长时所依据的已知起始点的
可靠性，在接测前应对上次所测设的最后一个水平角
及最后一条边长进行检查测量。
重新测得的水平角和上次观测的该水平角之差
d 容 2 2m
重新丈量最后一条边长与原丈量最后一条边的
结果之差不得超过各级导线边长往返丈量互差的规
定。
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井下高程控制测量概述
•井下高程测量的目的和种类
1、井下高程测量的目的
在井下建立一个与地面统一的高程系统，确定各种采
掘巷道、硐室在竖直方向上的位置及相互关系，以解决各种采
掘工程在竖直方向上的几何问题。
2、井下高程测量的任务
（1）确定主要巷道内各水准点与永久导线点的高程，以建立井
下高程基本控制；
（2）给定巷道在竖直面内的方向；
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（3）检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输巷
道纵剖面图。
3、井下高程测量的种类
我国国家水准测量依精度不同分为一、二、三、四等。
一、二等水准测量是国家高程控制的全面基础，三、四
等水准测量直接为地形测图和各种工程建设提供所必须的高程
控制。
矿区高程控制测量：是指在国家一、二等水准网的基
础上，在矿区建立的三、四等水准网。
现以下图的矿井为例说明井下高程测量的种类
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井下高程测量的类型
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综上可见，井下高程测量分为三种类型，即
（1）通过立井导入高程
（2）水准测量
（3）三角高程测量
•井下高程测量的基本要求
1、井下高程控制网，可采用水准测量方法或三角高程的方法
敷设。
δ<50时，水准测量
50<δ<80时，即可以用水准测量也可用三角高程测量
δ>80时，用三角高程测量
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2、从井底车场的高程起算点开始，每隔300—500米设置一组高
程点，每组高程点至少应由三个点组成。
3、水准点可设在巷道的顶板、底板或两帮上，也可在井下固定
设备的基础上。
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•巷道剖面图的测绘
1、目的：为了检查平巷的铺轨质量或者为平巷改造提供依据
2、具体做法：先用皮尺沿底板每隔10米或20米标记一个临时点，
并且将此点标记在巷道两帮上，以便调整坡度放腰线时使用
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3、巷道剖面图绘制要求：
（1）水平比例尺一般为1：2000、1：1000、1：500，对应的竖直
比例尺一般为1：200、1：100、1：50；
（2）按水平比例尺画出表格，表中填写测点编号、测点间距、测
点的实测高程和设计高程、轨道面的实际坡度；
（3）在表格的上方，绘出巷道的纵剖面图
绘图时，先按竖直比例尺绘出水平线，注明高程，绘出测点的
水平投影位置，按照测点的实际高程和选定的竖直比例尺绘出竖直
面上的位置，然后用直线将这些位置点连接起来，便可以得到巷道
的实测纵剖面线。
（4）在表格的下方绘出该巷道的平面图，并且在图上绘出高程基
点和永久导线点的位置。