二十一世纪的矿山测量 论文

第一篇：二十一世纪的矿山测量 论文

关于矿山测量学的发展史,我们早在十六年前已有论文进行论述。世界矿山测量学科在其发展过程中有两派,即德俄派和美英派,这两派在矿山测量学科的定义、内涵上都有较大的差别,就连外文名词都不同。德国是矿山测量的发源地,起始及形成于十六世纪,它的德文写法是ＭＡＲＫＳＣＨＥＩＤＥＷＥ ＳＥＮ,原始含义是“矿区边界(ＭＡＲＫ-)划分(ＳＣＨＥＩＤＥ-)的科学(ＷＥＳＥＮ)”,而不是德文中的矿山测量(ＢＥＲＧＶＥＲＭＥＳＳＵＮＧＳＴＥＣＨＮＩＫ)。当时俄罗斯的科学水平不如德国,圣彼得堡大学的名教授有很多是德国人,于是矿山测量在十八世纪的俄国开始生根。矿山测量的俄文叫法也跟着德文,称之为:Ｍаркщейдерия”。到了二十世纪初以后,经过一批苏联学者的辛勤工作,终于在四、五十年代形成了比较完整的矿山测量学科体系。且达到了世界一流的水平。它的内涵不仅包括矿井井上下的测绘、露天矿测绘,而且有两大分支,即矿藏几何学与岩层移动和建筑物保护。德俄派的矿山测量最重要的特点是矿山测量师在矿山企业中的地位。在德国,矿山测量师的称号由国家经过严格的考试后认定,其对矿山开采与安全的监督权受国家矿业法及其它法律保证,矿山测量师在图纸等文件上的签名具有法律作用,矿山测量师的工作要求他有丰富的采矿、地质、安全等方面的知识和经验。这就不难解释为什么在德国矿山测量师的职业备受尊敬,矿山测量师也用不着唯企业领导人的意志是从。在计划经济时代的前苏联,则是设立了国家的矿山监督机构,从上到下对矿山测量工作进行监督检查,监督内容包括各种矿山测量图纸文件、矿产资源合理开发与利用、地下开采对地面和建筑物的影响等。各级监督机构的主要人员自然是矿山测量师。

另一矿山测量派为英美派,原文名为“ＭＩＮＥＳＵＲＶＥＹＩＮＧ”,在这些国家它从属于测绘科学体系,是工程测量的一个组成部分,研究井上下的测绘与测设问题。地下开采引起的地表与岩层移动规律主要由采矿学家研究,测量人员仅给他们提供实测资料;矿产储量的估算和动态的统计监督以及矿体几何图纸的绘制则是地质工作者的事。

现在全世界矿山测量学者们统一在ＩＳＭ(国际矿山测量协会)的大旗下,ＩＳＭ隶属于世界矿业协会机构,它与国际测量员联合会(如ＦＩＧ)没有隶属关系。这就是说,矿山测量学科无疑是矿业科学体系的一个组成部分。中、德、俄学者对矿山测量发展所作出令人瞩目的贡献主要表现在矿业领域内。德国这些年来矿山测量的地位和性质没有发生根本变化,培养矿山测量专业高级人材的有柏林工业大学、莱茵—西法伦高等工业学校、ＣＬＡＵＳＴＨＡＬ工业大学和ＦＲＥＩＢＥＲＧ矿业学院。这些学校的矿测专业学生人数都很少,一般每届只有十人左右,少的全校只有几个矿测专业的学生。

按照德国矿山测量师协会(ＤＭＶ)的定义,矿山测量(Ｍａｒｋｓｃｈｅｉｄｅｗｅｓｅｎ)由以下五个部分组成,即矿床信息处理(Ｌａｇｅｒｓｔａｔｔｅｎｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇ)、矿山测绘(Ｂｅｒｇｖｅｒｍｅｓｓｕｎｇ)、矿区规划(Ｂｅｒｇｂａｕｐｌａｎｕｎｇ)、空间布置(Ｒａｕｍｏｒｄｎｕｎｇ)和开采损害学(Ｂｅｒｇｓｃｈａｄｅｎｋｕｎｄｅ)。最近德国矿山测量杂志有人著文,认为对矿山危险的识别应成为矿山测量的一项重要任务。从发表文献可见,德国在矿山测量学科上的成绩不愧是世界领先的水平。研究领域宽广、与地质采矿重大问题结合紧密、应用最新的科技设备与方法,论文内容比较详实。自苏联解体后,俄罗斯由市场经济代替了计划经济,对矿山测量的地位和作用带来了影响,虽然原苏联各高等院校中设置的矿山测量专业仍存在,但乌克兰与俄罗斯的分离必然使原苏联矿山测量学科的整体实力分散。在20世纪40～60年代,苏联著名的矿山测量学者可以说是群星灿烂,[1]

他们的著作至今还影响着中国的矿山测量工作者。但是到了现在, 这种繁荣的景象见不到了。

最近阅读文献知道莫斯科矿业大学矿山测量教研室彼兹甫涅夫等三位资深教授在1997年和1999年两次提出设立矿山稽查师的建议(俄文叫ГорныйАудит,相当于英文为ＭｉｎｉｎｇＡｕｄｉｔ,Аудит这个字在财务上译为审计,表明是对会计帐目进行审查,[2]但在此处可能译为稽查更确切些,供讨论)。其原因很清楚,俄罗斯转向市场经济后,国家管

理各个工业行业的部都取消了,从上而下的矿山测量监督体系不存在了,至今还没有制定出俄罗斯矿山测量规程,俄罗斯矿产法中也没有有关矿山测量法律地位的条文。生产第一线的矿山测量师在工作上受到来自企业领导人的压力,而且矿山测量人员成为矿业企业的股东的一部分后,从个人利益出发,他们往往对矿产资源损失或破坏的行为不加监督。

他们这项建议受到有关部门的重视。在俄罗斯教育部的同意下国立莫斯科矿业大学从1998年起在矿山测量专业基础上试办矿山稽查专业,他们声称这是世界上的第一家,对矿山稽查师要求具备有丰富的地质、采矿、经济、矿山生态、矿业法和矿山测量方面的学识。至于稽查工作的任务,彼兹甫涅夫等提出了四个方面的十六项任务。即:ａ、矿山企业的共同性问题,其中包括对矿山企业所具有开采权的许可证的核查;对矿山用地图纸文献的审查,并对矿山技术设计的审查及与井巷实际位置进行对比等等;ｂ、矿产资源的合理利用与矿藏保护,其中包括矿山企业矿物原料基地状况与地质储量保证性的分析;储量动态统计工作的检查;储量、损失与贫化以及剥离量计算的检查;伴有矿产、表外储量及含矿废石利用与保护工作的检查等等;ｃ、矿山企业的生态安全,其中包括对矿山企业在矿山生态方面的现况与所采取措施的检查;对矿山企业在完成复垦计划方面有关报表的审查;ｄ、矿山企业的技术安全。其中包括对由于岩层移动影响采矿工作与地表安全状况所采取措施的检查;对保证在危险区采矿安全性所采取措施的检查;对保证露天矿与废石场台阶与边坡稳定性所采取措施的检查;对保证矿山巷道安全所采取措施的检查等。

由以上几个方面内容的介绍可见,矿山稽查师的任务要多于原来的矿山测量监督。俄罗斯联邦政府会不会在不久的将来批准设立矿山稽查师岗位及其机构,我们当拭目以待。

中国的矿山测量科学技术经过五十年的发展,已经达到了世界先进水平,与历史悠久的德国、俄罗斯可一争高低。中国有矿山测量专业的高等学校近十所,有一所高水平的矿山测量研究所,《矿山测量》杂志是世界三大矿山测量杂志之一。中国每年发表矿山测量论文,出版的矿山测量教科书与专著、鉴定与获奖的科研成果,其数量与质量都在全世界名列前茅。更为重要的是中国矿山测量工作者冲破传统的学术领域,面向生产,开辟了一些边缘学科的课题进行研究,取得了可喜成果。如:“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)采煤、矿区土地复垦与土地管理、矿产资源经济等。

与此同时,令人不安的是矿山测量专业被合并调整为测绘工程专业中。大多数矿业院校被易名。矿山一线工作的矿山测量人员地位低、权力小,天天忙碌于导线与给向。这使一些满腹经纶的矿山测量专业毕业生感到英雄无用武之地。这是中国矿山测量界进入二十一世纪面临的特殊问题。中国矿山测量事业往何处去,成为广大矿山测量工作者所十分关心的事情。对此我们提出以下论点:

2.1 采用高新技术

开拓新的领域中国矿山测量学科历来是矿业科学的一个组成部分,尽管它现在按照政府要求被纳入到测绘科学内,但其特色与丰富的内涵不能改变。在新世纪应更上一层楼,为人类社会的可持续发展作出贡献。“学科”、“学校专业”、“企业岗位”,这是三个既有联系又有区别的概念。学校中取消了矿山测量专业,不等于矿山测量学科的消亡。人口、环境、资源是新世纪的三大问题,现今我国矿山测量学者们已在关系到可持续发展的许多研究课题上付出了辛勤的汗水,时代不容许我们止步不前。

当今世界出现了许多边缘学科,科学的分工越来越细,同时学科之间的交叉、渗透和综合又越来越多,科学发展的道路上不承认领地,只承认竞争与争夺。只有勇于攀登、不受传统束缚的勇士才能开辟新的学科或新的学术领域。这些年来中国的矿山测量勇士们正是这样干的,不局限在传统的圈子里裹足不前,只要国家需要,就毫不犹豫地开辟新的研究领域。例如矿产资源经济的研究来源于矿体几何学,从损失贫化的经济评价、“三下”开采经济评价到煤炭经济可采储量划分、级差收益评估,以及金属矿品位指标的优化等,都是生产上的重大问题。地下开采引起岩层和地表移动的研究也是这样。本来测量人员的责任是提供观测资料,但矿山测量学的前辈们研究起移动的机理和规律与建筑物变形的规律,进一步又研究如何采取采煤工艺与建筑结构上的措施以减小移动与变形影响。现今又把研究深入到矿区造地复田的规划与措施上。另有些矿山测量学科的研究者探索建立矿山生态学这门新学科。

由此可见,每一位决心为矿山测量事业贡献力量的科技工作者要破除传统的束缚,不考虑体制的变动,去面对社会发展的需求,闯向有待认识的新领域。与此同时应采用“三Ｓ”等高新技术去改革传统的测绘与测设的工艺方法。矿山测量学科研究者在科技发展中的贡献与实力,来源于他们严谨求实的治学态度和对多维地理信息的掌握能力。

2.2 配合矿管部门开展矿产资源开采与合理利用的监管工作。

我国已建立了国土资源部管辖的全国矿产资源开采与合理利用的监管系统。尽管这个系统的运作要进一步完善与深化,但这是政府的重大决策,不可能改变,更何况文革中许多矿山的储量管理工作已从矿山测量手里转给了地质人员负责。在开采的监督问题上,矿山企业中测量工作者的正确的选择只能是如何和矿管部门更好的配合和合作。市场经济的发展与矿山管理体制改革的深化必定给矿产资源的保护带来新问题,从属于企业的矿山测量部门如何在矿管部门监督下发挥自己独特的作用,十分重要。因为矿管部门总归是外部的,它不可能时时刻刻“盯”着矿山生产,真正掌握储量、透彻了解采掘的,只能是矿山测量工作者。仔细地比较就可发现,中国矿管系统的监督范围要小于俄罗斯拟试行的矿山稽查师权力范围。我国矿山测量工作者应在这里找到发展工作领域的机会。

2.3 开办矿山测量专业的高等职业教育在大学本科层次上,国家教育部已取消了独立的矿山测量专业。我们认为,从市场经济角度考察,这样做是很有必要的。人才应面向市场需求,专业宜宽不宜窄,高等学校应由部门所有走向综合性发展,专业也不宜分工过细,对此应表示理解和支持。在新的世纪,相信测绘工程专业毕业生中每年都会有一部分走向矿山。但应该说,矿山测量专业所不可少的采矿、地质、法律、经济类课程可能继续减少但不宜取消。如何拟定培养目标和教学计划是值得研究的问题。矿山测量学科的繁荣昌盛依靠高校与研究所,并寄希望于硕士、博士学位高级矿山测量人材的培养上。在当前教育改革深化,高等学校扩大招生的情况下,应开办高等职业教育的矿山测量专业,学生从矿区招生,德国矿山测量人员培养的途径之一就是高等职业教育。

第二篇：矿山测量

1.静止的水准面所形成的曲面称为水准面。

2.与平均海水面重合的水准面再向陆地延伸所形成的封闭曲面，称为大地水准面，是测量工作的基准面。

3.确定地面点的空间位置需要三个量即平面坐标和高程。（地理坐标，高斯平面直角坐标系，高程）

4.绝对高程：地面点到大地水准面的铅锤距离，称为该点的绝对高程或海拔，两点间的高程差，称为高差。

5.相对高程：从某点到假定水准面的垂直距离，6.地物：地面上的固定性物体。地貌：地球表面各种高低起伏的形态。7.测量原则：先控制后碎部，从整体到局部，步步有检核。

8.高程测量，距离测量和水平角测量是测量的基本工作，观测，计算和绘图是测量工作的基本技能。

9.确定一条直线与标准方向间角度关系的工作，称为直线定向。

10.方位角：由标准方向的北端顺时针向量到某直线的夹角，称为该直线的方位角。11.测量误差来源：外界条件，仪器条件，观测者自身条件。

12.高程测量的方法主要有水准测量，三角高程测量，气压高程测量，GPS测量等。13.水准仪的使用：安置水准仪，粗略整平，瞄准水准尺，精确整平，读数。14.水准路线的布设形式有闭合，附合和支水准路线三种。15.检核方法：变更仪器高法，双面尺法。16.经纬仪的构造：照准部，水平度盘，基座，17.水平角观测方法：测回法，方向观测法，复测法，测回法是测角的基本方法。

18.两点垂直投影在水平面上的距离称为水平距离，不同高度上两点之间的距离称为倾斜距离。

19.测距的方法：钢尺量距，视距测量，电磁破测距 20.控制测量分为高程和水平控制测量。

21.经纬仪导线测量：导线布设形式（闭合，附合，支导线），经纬仪导线测量外业（踏勘选点，测角，量边，起始方位角的测定，导线测量记录），经纬仪导线内业计算

22.导线计算步骤：角度闭合差的计算和调整，坐标方位角的推算，坐标增量的计算，坐标增量闭合差的计算和调整，坐标计算。）23.在图上除表示地物的平面位置外，还用特定符号表示出地貌的情况，这种图称为地形图。24.勘探线，网的设计必须由地质人员通过现场实地踏勘后，依据地形条件和矿体走向来确定。

25.勘探线，网的测设：基线的测设，勘探线，网的测设，高程测量。

26.把井上，井下坐标系统统一起来所进行的测量工作就称为矿井联系测量。27.矿井联系测量分为矿井平面联系测量和矿井高程联系测量。

28.通常标定巷道在水平面的掘进方向，称为标定中线。标定巷道在竖直平面内的掘进方向称为标定腰线。

第三篇：矿山测量

绪论

矿山测量的概念：综合运用测量、地质及采矿等多种学科的知识，来研究和处理矿山地质勘探、建设和采矿过程中由矿体到围岩、从井下到地面在静态和动态下的各种空间几何问题。矿山测量的任务：

（1）建立矿区地面和井下（露天矿）测量控制系统，测绘大比例尺地形图（2）矿山基本建设中的施工测量

（3）测绘各种采掘工程图、矿山专用图及矿体几何图（4）对资源利用及生产情况进行检查和监督

（5）观测和研究由于开采引起的地表及岩层移动的基本规律，以及露天矿边坡的稳定性，组织开展“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）采矿和矿柱留设的实施方案

（6）进行矿区土地复垦及环境综合治理研究（7）进行矿区范围内的地籍测量

（8）参与本矿区（矿）月度、季度、生产计划和长远发展规划的编制工作

第一章：井下平面控制测量

一、井下导线的等级（基本控制导线和采区控制导线（敷设成闭（附）合导线或复测支导线））：

二、井下导线的发展与形式： / 12

1.分次布设，逐步敷设 2.先低级，后高级 3.不断向前，直至边界

三、钢尺两边的方法—悬空丈量法：

用经纬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，然后用钢尺丈量仪器镜上中心或横轴右端中心与大头针之间的距离。对准经纬仪镜上横轴中心，另一端加钢尺检定时的拉力P并对准大头针，两端同时读数。零端估读到毫米。

每读一次数后，移动钢尺2～3cm。每条边要读数三次。互差小于3mm,同时还要测记温度。为了检验，每边须往返测量，即在每一测站上量前后视距离。

在倾斜巷道中则丈量倾斜距离。当丈量的边长大于尺长时，则必须分段丈量，为此要进行定线。

钢尺量边的改正：比长改正、温度改正、拉力改正（标准拉力时不改正）、垂曲改正。

四、井下导线测量外业 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，如导线不是一次全面布设，而是随巷道掘进而不断延长，每次延长之前都要对上次测设的最后一个导线角度进行检查；井下导线点多设于顶板，仪器要在点下对中；井下黑暗，仪器及觇标均需照明，井下巷道狭窄，运输繁忙，观测条件不利等。/ 12

1.选点和埋点

(1)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，应尽量将点设在远离运输轨道的一侧。(3)导线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、片帮落石和其他不安全因素。选点工作通常由三人完成 2.测角和量边

(1)工作组织：钢尺导线5人，光电导线4人，分工，联络信号仪器高，觇标高，记录巷道上下左右；碎部测量；目的:测得井巷的细部轮廓形状，作为填绘矿图的依据。导线测量完成之后，丈量仪器中心到巷道顶板、底板和两帮的距离(量上、量下、量左和量右)。还要测量巷道、硐室或工作面的轮廓，通常是用“支距法”，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尺(即导线边)的垂直距离(横距)b和垂足到仪器站点的距离(纵距)a 3.导线延长与检查

为了检查验证已知起始点的可靠性，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： Δd≤mβ

式中：mβ——相应等级的导线测角中误差。井下7″、15″和30″导线的Δd容分别为±20″、±40″和±80″。

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量之差的容许值(基本控制导线为边长的1/6000，采区控制导线为边长的1/2000)。

五、井下导线测量内业 1.测量资料整理

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，是否有漏测、漏记、/ 12

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。2.计算边长改正和平均边长

井下基本控制导线用钢尺丈量的边长应加入比长，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影到高斯—克吕格平面的改正。将往、返测边长分别加入述改正后，如果互差不超过边长的1/6000，则可取其平均值作为最后边长。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、返测平距的互差不超过边长的1/2000，则可取其平均值作为最终边长。3.角度闭合差的计算及分配 1)闭合导线

闭合导线的角度闭合差fβ是按下式计算的：

fβ=∑β内i-180°(n-2)fβ=∑β外i-180°(n+2)i=(1,2,...,3)2)空间交叉闭合导线

实测的角度总和应为：∑β=180°｛n-2(p-k)｝ 3)附合导线

设附合导线起始边和最终附合边的坚强坐标方 位角值为α0和αn，测角总个数为n，则角度闭合差f β为：fβ=∑β左-n·180°-(αn-α0)

fβ=∑β右-n·180°-(α0-αn)4)复测支导线

复测支导线的角度闭合差fβ是按照最末公共边的第Ⅰ次和第Ⅱ次所测得的坐标方位角αnⅠ和αnⅡ之差来计算的，即： / 12

fβ=αnⅠ-αnⅡ

5)角度闭合差的分配（简易平差）

如果fβ超过限差规定，则需检查测角情况，找出超限原因，进行返工重测。如果f β不超限，则可进行简易平差，即将fβ反号平均分配给各观测角值，每个观测角值的改正数为：Vβi=-fβ/n； 改正后的角值为：βi=βi+Vβi 6)方向附合导线 4.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： αi=αi-1+βi左±180° αi=αi-1-βi右±180°

式中：i、αi-1——分别为第i边(待求边)与第i-1边的坐标方位角；βi——改正后的角值。5.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坐标增量，其方法同地面导线。6.坐标计算

按下式计算各导线点的坐标：

xi=xi-1+Δxi-1,i yi=yi-1+Δyi-1,i 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。/ 12

第二章井下高程测量

井下高程测量的任务

1.在井下主要巷道内精确测定高程点和永久导线点的高程，建立井下高程控制； 2.给定巷道在竖直面内的方向； 3.确定巷道底板的高程；

4.检查主要巷道及其运输线路的坡度 5.测绘主要运输巷道纵剖面图。

第三章、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是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。作用：

(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 任务：

(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； / 12

(3)井下水准基点的高程H 矿井定向的种类： 几何定向：

(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 物理定向：

(1)用精密磁性仪器定向；(2)用投向仪定向；(3)用陀螺经纬仪定向。

近井点和井口水准基点的概念及其作用：

所有这些采矿工程测量都必须依据建立在井口附近的平面控制点和高程控制点来进行。在矿山工程测量中称这类控制点为近井点和井口水准基点。近井点和井口水准基点是矿山测量的基准点。立井几何定向

在立井中悬挂钢丝垂线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何定向。几何定向分一井定向和两井定向。一井定向

方法：连接三角形法，四边形法，瞄直法 投点

采用链接三角形法时，在井筒内悬挂两根垂球线。一般采用垂球线单重投点法，即在投点的过程中垂球的重量不变。单重投法分为单重稳定投点法和单重摆动投点法。/ 12

单重稳定投点：

单重稳定投点是假定垂球线在井筒内处于铅垂位置而静止不动。当井筒不深、滴水不大、井筒内气流缓慢、垂球线摆动很小、其摆幅一般不超过0.4MM时被采用。钢丝下放方法:缓慢下放，每下放50M，稍停一下待垂球稳定 自由悬挂检查: 信号圈法比距法直接检查

单重摆动投点

观测重球线摆动，找出其静止位置，然后固定，连接观测 连接 外业:

(1)在连接点C上用测回法测量角度Γ和Φ。(2)丈量连接三角形的三个边长A(A′)、B(B′)及C(C′)(3)测角Δ,Δ′、量边CD,CD′ 内业： 检查记录(1)三角形的解算

SINΑ=ASINΓ/C,SINΒ=BSINΓ/C

当Α<2゜,Β>178゜时,Α=AΓ/C,Β=BΓ/C(2)测量和计算正确性检核

① Α+Β+Γ-180゜=FΒ,平均分配于Α,Β上 ② ②D=C丈-C计,C计2=A2+B2-2ABCOSΓ 陀螺经纬仪定向 / 12

自由陀螺仪有两个特性：

(1)陀螺轴在不受外力矩作用时，它的方向始终指向初始恒定方位，即所谓定轴性；(2)陀螺轴在受外力作用时，将产生非常重要的效应——“进动”即所谓进动性。定向外业过程

1.在地面已知边上测定仪器常数

陀螺仪轴的稳定位置与地理子午线夹角称为仪器常数Δ。

2.陀螺仪悬带零位观测

零位：L=[(A1+A3)/2+A2]/2 3.在测定已知边和定向边的陀螺方位角之前，必须把经纬仪望远镜视准轴置于近似北方，粗略定向。

粗略定向最常用的方法为两个逆转点法。达到逆转点时，算近似北方在水平度盘上的读数：N′=(U1+U2)/2 转动照准部，把望远镜摆在N′读数位置，再加上仪器常数，这时视准轴就指向了近似北方。在10MIN内完成，精度可达到±3′。4.精密定向

精密定向是精确测定已知边和定向边的陀螺方位角。方法：逆转点法和中天法

采用逆转点法观测时，陀螺经纬仪在一个测站的操作程序如下：

1)严格整置经纬仪，架上陀螺仪，以一个测回测定待定或已知测线的方向值，然后将仪器大致对正北方。

2)锁紧摆动系统，启动陀螺马达，待达到额定转速后，下放陀螺灵敏部，进行粗略定向。制动陀螺并托起锁紧，将望远镜视准轴转到近似北方位置，固定照准部。把水/ 12

平微动螺旋调整到行程范围的中间位置。

3)打开陀螺照明，下放陀螺灵敏部，进行测前悬带零位观测，同时用秒表记录自摆周期T3。零位观测完毕，托起并锁紧灵敏部

4)启动陀螺马达，达到额定转速后，缓慢地下放灵敏部到半脱离位置，稍停数秒钟，再全部下放。如果光标像移动过快，再使用半脱离阻尼限幅，使摆幅大约在1°~3°范围为宜。用水平微动螺旋微动照准部，让光标像与分划板零刻划线随时重合，即跟踪。

跟踪时，还需用秒表测定跟踪摆动周期T1。摆动平衡位置在水平度盘上的平均读数N T称为陀螺北方向值，用下式计算 N1=((U1+U3)/2+U2)/2 N2=((U2+U4)/2+U3)/2 N3=((U3+U5)/2+U4)/2 NT=(N1+N2+N3)/3 5)测后零位观测

6)以一测回测定待定或已知测线的方向值。2.中天法

此法要求起始近似定向达到±15′以内。在整个观测过程中，经纬仪照准部都固定在这个近似北方向上。中天法陀螺仪定向时一个测站的操作程序如下。

(1)严格整置经纬仪，以一个测回测定待定或已知测线的方向值。然后将仪器大致对正北方。

(2)进行粗略定向。将经纬仪照准部固定在近似北方N′上，并记录下N′值。(3)测前零位观测。/ 12

(4)启动陀螺马达，下放灵敏部，经限幅，使光标像摆幅不超过目镜视场。然后按下列顺序进行观测：

贯通测量：

概念：采用两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进同一井巷时，为了使其按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。

井巷贯通三种情况：(1)相向贯通

(2)同向贯通或追随贯通(3)单向贯通

贯通巷道接合处的偏差值，可能发生在三个方向上:

巷道开切位置的确定P(140)矿井必须的八种矿图

井田区域地形图 工业广场平面图 井底车场平面图 采掘工程平面图 主要巷道平面图 井上下对照图 / 12

井筒断面图 主要保护煤柱图 / 12

第四篇：矿山测量

第六节 矿山测量

一、矿区地面控制测量

矿区平面控制网始建于1963年至1965年，由华东物探测量三队，在国家Ⅱ等网内布设Ⅲ等全面网和Ⅳ等插点采用克拉索夫斯基参考椭球高斯投影。1954年北京坐标系进行平差计算。1979年中煤公司三十工程处，以建井为目的，利用1965年所取得的成果在Ⅱ等三角点陆庙孜和Ⅲ等三角点小湖集北之间，测设Ⅳ等激光导线，连接主、副井与东、西风井，增设测点5个。1988年因原三角点破坏严重，淮北矿务局地测处委托同济大学重建临涣矿区控制网。该网在国家Ⅱ等网基础上，布设Ⅲ等全面网和Ⅳ等插点。

矿井高程控制是利用1956年黄海高程系，由华东物探测量三队在国家Ⅲ等水准网基础上利用三角点标石测设Ⅳ等水准。1979年中煤公司三十工程处沿激光测距导线测设Ⅳ等水准点，建立井口高程系统。由于矿区非采动下沉现象，原高程成果作废，局、矿测量人员自1987年起利用原水位点位三次测定矿区高程点高程，取此平均值，作为地面高程控制成果。

二、井下基本控制测量

㈠布设路线

基本控制导线采用7″导线，测设路线为：

主井→西二轨道上山→西风井；主井→东一运输上山→西风井；主井→东七轨道上山→东风井；东九运输大巷→东九轨道上山→东风井；主井→二下进风下山→二下轨道下山。

㈡测量方法

我矿井下7″导线根据使用测量仪器的不同有三种方法：

第一种是采用T2经纬仪测角，用比长鉴定的钢尺配合15公斤拉力进行丈量边长。第二种是以T2经纬仪配合光电测距仪，用T2经纬仪测角，用光电测距仪测量边长。第三种是以全站仪进行测角量边。

三、采区测量

采区控制布设为15″导线或30″导线。15″导线采用T2经纬仪一次对中两回，未比长钢尺丈量边长；30″导线采用J6经纬仪，未比长钢尺不加任何改正。30″导线多为支导线，起算坐标和方位是7″导线资料。为采区掘进设计和指导生产提供了详细的实测数据。

井下基本控制测量资料均由两人对算，校核后存入地测资料室。采区测量资料由分管采区技术员组织两人对算，作为指导日常生产使用。

四、矿山测量管理

㈠行政管理

矿山测量隶属地测科测绘组，在地测科科长统一领导下，有一名分管测量副科长负责测量工作的开展。它分测量组和绘图组两个小组。测量组负责井上下一切施工、放样等工作并负责资料计算，整理工作，它又分东、西部两个工作组，各有一名主管技术员担任组长。绘图组负责把测量组测出的资料，点绘到图纸上或输入到计算机中，经过处理成图。㈡技术管理

建立岗位责任制：明确测量主管、测量技术员、测量工、绘图员等岗位责任。制定中腰线管理办法：明确测量与采掘生产单位的工作内容，划清各自的责任。

制定业务保安规定：坚持复测复算制度，防止差错；坚持测量业务实行联系单签名制度，规范管理；对于采掘工作面前方老峒子、瓦斯窝、积水区提前预警，及时发出隐患通知书，对于贯通巷道及时下达贯通通知单；测量仪器下井必须防爆等等。

实行地测科会议制度：工作总结会，一般在11月中旬召开，总结全年工作，主要经验教训，存在问题，提出明年的打算；月度工作会，每月初召开，总结上月工作完成情况，结合矿生产计划安排，制定本月测绘组工作计划，工作重点；周会，即安全生产，业务保安会。检查一周来的安全生产情况和业务保安执行情况。

五、主要仪器和设备

矿山测量仪器和设备是矿山测量工作的重要工具，同时也反映了矿山测量工作的技术面貌。1985年以来，配备的主要的矿山测量仪器和设备见表。1988年，地测科制定了《仪器使用保管制定》，以便于矿山测量仪器和设备的正常使用及维护。

历年矿山测量仪器和设备一览表

配备时间 1985年烈山矿转

1985年 1985年 1985年 1985年 1985年 1985年 1990年 1992年 1994年 1997年 2000年 2002年 2003年 2003年 2004年 2005年

名称 经纬仪 经纬仪 经纬仪 水准仪 水准仪 水准仪 光电测距仪 陀螺仪 经纬仪 经纬仪 经纬仪 经纬仪 经纬仪 全站仪 水准仪 数字水准仪 经纬仪

数量 1 3 5 1 2 4 1 2 1 1 3 2 3 1 2 1 3

型号或级别

J2 J2 J6 007 S1 S3

J6 J6 J6 J6 J6 DTM532C

S3 DINI12 J6

产地 东德 瑞士 南京 东德 靖江 江西 日本 徐州 北京 上海 南京 南京 北京 日本 南京 德国 南京

第七节 矿图绘制

正确地进行开采设计，科学地管理和指挥生产，合理地安排生产计划，及时可靠地制定灾害预防措施和处理方案等工作，都需要借助于矿图来完成。我矿各种矿图种类齐全，采用手工绘图和计算机绘图二种方法并存。成图的依据是国家相关技术标准及煤矿地质、测量现行规程、图例。

一、底图绘制

矿图底图采用经久耐用、变形小的优质聚酯薄膜绘制，基本矿图有八种：临涣矿井田区域地形图（1：5000）；临涣矿工业广场平面图（1：500）；临涣矿井底车场平面图（1：200）；临涣矿采掘工程平面图（1：2000）；临涣矿井上下对照图（1：5000）；临涣矿井筒断面图（1：200）；临涣矿主要保安煤柱图（1：500）；临涣矿主要巷道平面图（1：5000）。

二、晒图

我矿利用T1090—Ⅱ型高速冷光晒图机，将透明聚酯薄膜底图和晒图机，铺平接实，使薄面与底图接触，通过晒图机弧光灯曝光，然后将曝光后的晒图纸置于充满氨气的熏图箱内，用氨气熏图定影。这样，一幅蓝图就晒好了。

三、矿图管理

㈠矿图必须存放在资料室专门图柜中，应注意防火，防潮和防止图纸老化；

㈡矿图必须设专人保管，统一编号，分类登记，有目录索引，查找方便，达到档案化管理要求；

㈢计算机制图的各类成果有备份； ㈣建立矿领导及通风、调度共享； ㈤建立审查，借阅制度，加强矿图保密。

第五篇：矿山测量

1.静止的水准面所形成的曲面称为水准面。

2.与平均海水面重合的水准面再向陆地延伸所形成的封闭曲面，称为大地水准面，是测量

工作的基准面。

3.确定地面点的空间位置需要三个量即平面坐标和高程。（地理坐标，高斯平面直角坐标

系，高程）

4.绝对高程：地面点到大地水准面的铅锤距离，称为该点的绝对高程或海拔，两点间的高

程差，称为高差。

5.相对高程：从某点到假定水准面的垂直距离，6.地物：地面上的固定性物体。地貌：地球表面各种高低起伏的形态。

7.测量原则：先控制后碎部，从整体到局部，步步有检核。

8.高程测量，距离测量和水平角测量是测量的基本工作，观测，计算和绘图是测量工作的基本技能。

9.确定一条直线与标准方向间角度关系的工作，称为直线定向。

10.方位角：由标准方向的北端顺时针向量到某直线的夹角，称为该直线的方位角。

11.测量误差来源：外界条件，仪器条件，观测者自身条件。

12.高程测量的方法主要有水准测量，三角高程测量，气压高程测量，GPS测量等。

13.水准仪的使用：安置水准仪，粗略整平，瞄准水准尺，精确整平，读数。

14.水准路线的布设形式有闭合，附合和支水准路线三种。

15.检核方法：变更仪器高法，双面尺法。

16.经纬仪的构造：照准部，水平度盘，基座，17.水平角观测方法：测回法，方向观测法，复测法，测回法是测角的基本方法。

18.两点垂直投影在水平面上的距离称为水平距离，不同高度上两点之间的距离称为倾斜距

离。

19.测距的方法：钢尺量距，视距测量，电磁破测距

20.控制测量分为高程和水平控制测量。

21.经纬仪导线测量：导线布设形式（闭合，附合，支导线），经纬仪导线测量外业（踏勘

选点，测角，量边，起始方位角的测定，导线测量记录），经纬仪导线内业计算

22.导线计算步骤：角度闭合差的计算和调整，坐标方位角的推算，坐标增量的计算，坐标

增量闭合差的计算和调整，坐标计算。）

23.在图上除表示地物的平面位置外，还用特定符号表示出地貌的情况，这种图称为地形图。

24.勘探线，网的设计必须由地质人员通过现场实地踏勘后，依据地形条件和矿体走向来确

定。

25.勘探线，网的测设：基线的测设，勘探线，网的测设，高程测量。

26.把井上，井下坐标系统统一起来所进行的测量工作就称为矿井联系测量。

27.矿井联系测量分为矿井平面联系测量和矿井高程联系测量。

28.通常标定巷道在水平面的掘进方向，称为标定中线。标定巷道在竖直平面内的掘进方向

称为标定腰线。