矿山测量设计论文
(8)在野外观测时,仪器要避免太阳光直接照射。
(9)目镜或其他光学零件受污时,先用软毛刷轻轻拭去灰尘,然后用镜头纸或软绒布揩拭,一面伤光洁度和表面涂层。
通过比较与实际情况本次联系测量运用一井几何定向连接三角形法进行坐标的导入和方外角的确定。
(三)井下平面控制测量
[设计内容]对已作平面联系测量设计的水平进行井下平面控制网的设计。其内容包括导线(网)布设系统、永久删点的位置、观测仪器工具、测角量边方法与限差、内业整理(含平差方法)、井下导线最弱点的点位误差预计等。
一、测区概况
***镇位于***省***市***镇域面积***平方公里,辖**个
坐标系统和高程系统
1、平面坐标系采用1980西安大地坐标系,按六度带分横坐标加500Km。
2、高程系统采用1956黄海高程系统
三、地面首级控制测量
1、在本测区首级控制网设计中运用三台GPS同时测量布设三角网,在首级控制网中已知G1,G2,G3点坐标和高程,由G1,G2,G3,算出1,2,3,4,5点的坐标和高程。
DJ2(经纬仪)限差要求:
仪器级别
同一测回中半测回误差
两侧回间互差
两次对中测回间误差
DJ2
DS3水准仪限差要求:
水准仪型号
DS3
每千米往返测高差中数偶然中误差
mm
用途
国家三四等水准测量
近井钢尺量距导线点的布设与精度要求
等级
附(闭)合导线长度/km
平均边长
/m
往返丈量互差的相对误差
测角中误差
/”
导线全长相对闭合差
(5)求算井下定向边的坐标方位角
由上述公式可得出:△= A0-αT=α0+γ0-αT
因此井下定向边的坐标方位角为:α= A-γ=αT′+△平-γ
2-2陀螺仪悬带零位观测:
悬带零位是指陀螺马达不转时,陀螺灵敏部受悬带和导流丝扭力作用而引起扭摆的平衡位置,即扭力矩为零的位置。在陀螺观测开始之前和结束之后,要作悬带零位观测,相应简称为测前零位观测和测后零位观测。
测回数
测角中误差
DJ2
全圆方向观测法
3
6’’
测量限差:
半测回归零差
各测回互差
重新对中测回间互差
12’’
12’’
60’’
延伸三角形计算
对于延伸三角形,垂球处角度aß按正弦公式计算:
sin a=a/csinγsinβ=b/csinγ
已知近井点D和C的方位角82°18′8″Xc=159.0513,Yc=1570.016,地面连接三角形的观测值为γ=0°03′06″加改正后的边长a=8.048m,b=8.86m,c=2.87m,井下连接三角形的观测值γ’=0°22′01″,加改正后的边长a’=4.62,b’=7.80,c’=2.85,Xd= 55.085, Yd=1894.572。
仪器在测站安置好后,将经纬仪视准轴大致摆在北方向后,起动陀螺马达,达到额定转速后,下放陀螺灵敏部,松开经纬仪水平制动螺旋,用手转动照准部跟踪灵敏部的摆动,使陀螺仪目镜视场移动的光标像与分划板零刻划线随时重合。当达到摆动逆转点时,读取水平度盘μ1;用同样的方法向反方向跟踪,到达另一点逆转点时,再读取水平读数μ2。锁紧灵敏部,制动陀螺马达。按下式计算近似北在水平度盘上的读数:N=1/2(μ1+μ2)
(一)、坐标导入
1、单重稳定投点设备安装图:
2、钢丝下放和自由悬挂的检查
在本次坐标导入过程中采用钢圈信号法和比距法两种方法进行检查。
(二)、高程导入
地面井口分布与整体布网形式如下:
井下测量部分
一、井下平面控制测量
井下测量所用仪器:
DJ2(经纬仪),DS3(水准仪),电子记录簿,陀螺经纬仪,垂球,水准尺,钢尺,光电测距仪,气压计,拉力计,矿灯。
仪器上井后,应在已知边上重新测定仪器常数2—3次。前后两次测定的仪器常数,其中任意两个仪器常数的互差应小于40″,然后求出仪器常数的最或是值。
用白塞尔公式m=±√[vv]/(n-1)评定一次测定中误差。
(4)求算子午线收敛角
地理方位角和坐标方位角的关系为:A0=α0+γ0
子午线γ0的符号由安置经纬仪的位置确定,在中央子午线以东为正,以西为负。
(一)生产限差
[设计内容]根据矿井的具体情况确定生产限差的数值
[指导]确定矿井生产限差的方法有:
1.按一般采矿工程对测量工作的要求来确定。一般采矿工程对测量工作的要求主要表现在利用矿图来解决采矿技术问题。为满足基本矿图的精度要求,一般采用3.0m作为生产限差,即基本矿图上最弱点相对于矿井近井点或井下导线起始点而言的点位极限误差值为3.0m。此限差值中包括有测量、绘图和用图的误差,若去掉后两项,测量允许误差(对1:2000矿图而言)为2.75m左右。
网形如下:
在原图上控制网和联系测量的导线布置如下:
2、基线的权和中误差计算
在本GPS控制网中一共有14条基线。基线中误差计算由公式:σ=10mm+10PPM×D。
权计算公式:P=(100+100 )/(100+100* )
计算结果如下所示:
3、GPS网精度估算
用MATLAB进行GPS网精度估算
求的QXX如下:
2-4精密定向
精密定向就是精确测定已知边和定向边的陀螺方位角。运用陀螺经纬仪进行矿井定向的常用方法主要有逆转点法和中天法。它们间的主要差别是在测定陀螺北方向时,逆转点法的仪器照准部处于跟踪状态,而中天法的仪器照准部是固定不动的。这里以逆转点法为例来说明测定井下未知边方位角的全过程。
本次测量运用逆转点法:
1、导线布设:
分别从主副井开始布设两条闭合导线:第一条为从主井开始D-C-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-F-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-E-C-D;第二条导线从副井开始a-b-27-28-2-29-30-31-32-33-34-35-36-37-38-39-40-18-19-20-21-22-23-24-25-41-42-43-B-A。
在导线中已知A,B,C,D,E,F为已知点,每隔1.5千米加测陀螺定向边,所用经纬仪为DJ2,布设7″导线。测量过程中用钢尺测边,所用钢尺为严格检校过的。
7″导线作业要求
导线类型
使用仪器
观测方法
按导线边长分
15m以下
15~30m
30m以上
对中次数
测回数
对中次数
测回数
对中次数
测回数
7″导线
DJ2
测回法
3
3
2
2
1
2
布设的导线网形如下:
导线网在巷道内的对照图如下:
2、内业计算
(1)闭合导线的角度闭合差:
= -180°(n-2)
= -180°(n-2) 分别是别和导线的内角总和与外角总和。
(2)坐标增量闭合差的计算及调整:
△xi= *cos
△yi= *sin
(3)坐标计算:
= +△
= +△
3、精度评定:
测定悬挂零位时,先将经纬仪整平并固定照准部,下放陀螺灵敏部从读数目镜中观测灵敏部的摆动,(即陀螺轴围绕子午线摆动时偏离子午线的两侧最远位置)在分划板上连续读三个逆转点的读数,估读到0.1格。
计算零位:L=1/2[(
在测定已知边和定向边的陀螺方位角之前,首先进行粗略定向,即把经纬仪望远镜视准轴置于近似北。
最后求得:Xa=57.928Ya=1902.407
Xb=56.145Yb=1897.886
延伸三角形测量组织要求:精度高、尽量的缩短占用井筒的时间。
一井定向的工作组织包括:
(1)准备工作。
(2)制定地面的工作内容及顺序。
(3)制定定向水平上的工作顺序及内容
(4)制定定向时的安全措施。
(5)定向后的技术总结。
第七步,计算TAB陀螺方位角:(αT′)
于是可得井下定向边坐标方位角。
2-5陀螺经纬仪定向时的组织工作与注意事项
(1)必须在熟悉陀螺仪性能的基础上,由具有一定操作经验的人员来使用仪器。
(2)在启动陀螺马达达到额定之前和制动陀螺马达的过程中,陀螺灵敏部必须处于紧锁状态,防止悬挂带和导流丝受损伤。
(3)在陀螺灵敏部处于紧锁状态、马达又在处于高速旋转时,严禁搬动和水平旋转仪器。
陀螺定向设计应包括选用仪器、选定地面和井下测定边、观测方法和限差、精度估计、坐标传递、工作组织等。估算精度时,可按仪器的厂标精度和设计的定向程序进行估算。
1、一井几何定向在地面和井下连接三角形。
地面三角形:
井下三角形:
实测方法及限差要求:
由于本次测量用的是DJ2经纬仪,方法要求如下表:
仪器级别
水平观测方法
(4)在使用陀螺电源逆变器时,要注意接线的正确;使用外接电源时应注意电压、极性是否正确。在没有负载时,不得使用逆变器。
(5)陀螺仪存放时,要装入仪器箱内,放入干燥剂,仪器要正确存放,不要倒置或躺卧。
(6)仪器应放在干燥,清洁,通风良好处,切忌放到热源附近。
(7)仪器用车辆运载时,要使用专用防震包装箱。
矿井高程联系测量又称导入标高,其目的是建立井上、井下统一的高程系统。采用平硐或斜井开拓的矿井,高程联系测量可采用水准测量或三角高程测量,将地面水准点的高程传递到井下。
1、钢尺导入:
高程导入是立井高程导入并用长钢尺导入,目前国内外使用的长钢尺有500m、800m、1000m等几种。
施测方法:
(1)、下放钢尺在地面及井下安平水,分别在A、B两点所立水准尺上读取读数a、b,然后将水准仪照准钢尺,在井上下同时读取读数准仪m、n,同时测定井上下温度t1、t2,温度取井上下的温度平均值,即t=(t1+t2)/2。