矿山测量学课程设计

矿山测量课程设计报告姓名：张智远班级:测绘10-2班学号：07103094指导老师：顾和和中国矿业大学环测学院2013/7/20目录一、课程设计概述.........................................................11.1设计目的..........................................................11.2设计内容..........................................................11.3编制依据..........................................................11.4坐标系统..........................................................1二、矿井平面联系测量.....................................................22.1两井定向方案.....................................................22.1.1技术规范及限差要求.........................................22.1.2测量方案...................................................32.1.3投点、连接.................................................42.1.4工作组织与安全措施.........................................52.1.5内业数据处理................................................52.2陀螺定向方案.....................................................62.2.1陀螺经纬仪定向基本原理.....................................62.2.2陀螺经纬仪定向步骤.........................................72.2.3组织工作与注意事项.........................................82.2.4陀螺经纬仪定向误差分析.....................................82.3两种方案的比较...................................................92.3.1两井定向精度估计...........................................92.3.2陀螺定向精度估计..........................................10三、井下平面控制测量....................................................113.1井下导线的等级与布设.............................................123.2导线布设系统....................................................123.2.1基本控制设计..............................................123.2.2采区控制设计..............................................133.3精度估算........................................................133.3.1基本控制精度估算..........................................133.3.2采区控制精度估算..........................................14四、高程联系测量........................................................154.1高程导入方法....................................................154.1.1钢尺导入高程..............................................154.1.2钢丝导入高程..............................................164.1.3光电测距仪导入高程........................................164.2精度估算........................................................17五、井下高程控制测量....................................................175.1地面水准测量....................................................175.1.1地面水准布设方案..........................................185.1.2地面水准精度估算..........................................195.2井下水准控制网设计..............................................205.2.1井下水准布设方案..........................................215.2.2井下水准精度估算..........................................215.3井下三角高程设计................................................225.3.1布设方案..................................................225.3.2精度估算..................................................22六、体会................................................................23一、课程设计概述1.1设计目的矿山测量课程设计是在学完矿山测量学课程和完成矿山测量教学实验之后进行的，是对学生进行测绘高级工程人才基本训练的一个重要环节。其目的在于通过对某矿井的主要矿山测量工作的设计，培养学生独立分析问题和解决问题的能力及其创新能力。为了通过模拟实践更好的理解课本知识，更真实的了解矿山测量工作，环测学院在2013年7月组织10级学生进行为期一周的矿山测量课程设计，让学生将学过的知识进行有效的复习并形成体系。1.2设计内容(1)矿井平面联系测量(2)井下平面控制测量(3)高程联系测量(4)井下高程控制测量1.3编制依据(1)《煤矿安全规程》(2)《煤矿测量规程》(3)《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/18314-2009)(4)《DZS3水准仪使用说明书》（北京博飞）；(5)《LeicaTC1500用户手册》(瑞士徕卡)；(6)《测绘产品检查验收规定》，CH1002－95。(7)《测绘产品质量评定标准》，CH1003－95。1.4坐标系统一个矿区应采用统一的坐标和高程系统。为了便于成果、成图的相互利用，应尽可能采用国家3o带高斯平面坐标系统。在特殊情况下，可采用任意中央子午线或矿区平均高程面的矿区坐标系统。矿区面积小于50km2且无发展可能时，可采用独立坐标系统。矿区高程尽可能采用1985国家高程基准，当无此条件时，方可采用假定高程系统。二、矿井平面联系测量将地面平面坐标系统传递到井下的测量称平面联系测量，简称定向。矿井联系测量的目的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、铁路和河湖等与井下采矿巷道之间的相对位置关系。(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间的隔离矿柱。(3)为解决很多重大工程问题，如井筒的贯通或相邻矿井间各种巷道的贯通，以及由地面向井下指定地点开凿小井或打钻孔等等。联系测量的任务在于确定：(1)井下经纬仪导线起算边的坐标方位角；(2)井下经纬仪导线起算点的平面坐标x和y；(3)井下水准基点的高程H。本设计采用两井定向方案与陀螺经纬仪定向两种方案，并对其进行了精度评定和比较。2.1两井定向方案当矿区有两个立井，且两井之间在定向水平上有巷道相通并能进行测量时，就要采用两井定向。两井定向时，由于两垂球线间距离大大增加，因而由投点误差引起的投向误差也大大减小，这是两井定向的最大优点。2.1.1技术规范及限差要求表1近井光电测距导线的布设与精度要求表1等级附（闭）合导线长度（km）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导线四等导线一级导线二级导线1510532~51~20.50.251/1000001/1000001/300001/20000±1.8±2.5±5±101/000001/400001/200001/10000《煤矿测量规程》规定，两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±1′。则一次定向的中误差为若忽略投向误差θ，认为井上、下连接误差大致相同，则2.1.2测量方案本设计中，井上测设采用二级导线，从两个给定已知点M、N敷设导线，求得近井点的坐标及方位角，设计图见图1-1（绿色部分为井上导线）。图1-1近井点测量设计图本设计中，在井下定向水平，测设经纬仪导线A-1-2-3-4-5-6-7-B，导线采用15基本控制导线。导线布设图见图1-2（蓝色部分为井下导线）。图1-2井下导线布设图2.1.3投点、连接投点：在两个立井中各悬挂一根垂球线A和B。投点的方法与一井定向相同，只是每个井筒悬挂一根钢丝，投点工作比一井定向简单，而且占用井筒时间短。用锤线或激光束将地面点的位置通过立井传递至定向水平的测量工序。包括单重稳定投点、单重摆动投点和激光投点。本矿井筒400左右，不算太深，滴水不大，井筒气流比较缓和，因此决定采用单重稳定投点方式。所需设备及要求：垂球：50-100kg；钢丝：0.5-2mm的高强度优质碳素弹簧钢丝；单闸手摇绞车；导向滑轮：直径不小于150mm；定点板；加盖大水桶；小锤球。地面连接:地面连接的任务在于测定两垂球的坐标,再由坐标算出两垂球的方位角来。关于地面连接的方式,根据两井筒相距的远近而有所不同。当两井相距较近时,则可插入一个近井点,然后用导线连接，当两井相距较远时,则可在两井筒附近各插入一个近井点来连接。如图1所示。当敷设导线时,应该使导线具有最短的长度并尽可能沿两垂球连线的方向延伸,因为此时量边误差对联线的方向不产生影响。一般可按照设立近井点的要求进行测量,但在定向之前,应根据一次定向测量中误差不超过±20″的要求。井下连接:在定向水平上,一般可用井下7″经纬仪导线将两垂球线连接起来,在巷道形状可能的情况下,和地面连接导线一样尽可能沿两垂球方向敷设,并使其长度最短。在选定了井上下连接方案后,应进行精度预计。如果井下经纬仪导线起始边的方位角中误差Mα0不超过20″,方案才能被采用。2.1.4工作组织与安全措施工作组织的主要流程有：（1）准备工作选择连接方案，做出技术设计；定向设备及用具准备；检查定向设备及检验仪器；预先安装某些投点设备和将所需用具设备等送至定向井口和井下；确定井上下负责人，同一负责指挥和联络工作。（2）制定地面的工作内容及顺序（