煤矿测量设计与研究报告.docx

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煤矿测量设计与研究报告

第一章测量基础知识（大约0.８万字）

第一节概述

一、煤矿测量在开采中的地位

二、煤矿测量的主要任务

三、煤矿常用测量仪器

第二节比例尺及其应用

一、数字比例尺

二、图示比例尺

三、比例尺精度

第三节地面上点位的确定

一、点的平面位置

1、地理坐标

2、高斯平面直角坐标

3、独立平面直角坐标

二、点的高低位置

1、绝对高程

2、假定高程

第四节直线定向

一、直线定向的意义

二、直线方向的表示方法

1、坐标方位角

2、坐标象限角

3、坐标方位角与象限角的换算

4、磁方位角、真方位角、磁偏角

三、坐标方位角的推算

第五节坐标计算及点的展绘

一、坐标计算

二、点的展绘

第二章矿山挂罗盘仪测量（大约1.0万字）

第一节矿山挂罗盘仪的构造

一、挂罗盘仪的构造及使用

二、挂半圆仪的构造及使用

三、挂罗盘仪的检验校正（此部分可以删掉）

四、挂半圆仪的检验校正（此部分可以删掉）

第二节井下挂罗盘仪导线测量外业

一、选点

二、挂绳

三、测倾角

四、测磁方位角

五、量距

第三节内业计算与展点绘图

一、内业计算步骤

二、点的展绘方法

第四节磁偏角的测定（此节可以不单独作一节，在前面介绍挂罗盘仪使用点到即可）

第五节罗盘仪给向测量

一、用罗盘仪标定巷道开切点和临时中线

1、确定标定数据

2、实地标定

二、直线巷道中线的标定与延长

1、瞄线法

2、拉线法

三、用半圆仪标定巷道腰线

1、平巷腰线的标定

2、斜巷腰线的标定

第三章经纬仪及其应用（大约0.6万字）

第一节DJ6光学经纬仪

一、经纬仪的构造

二、经纬仪的读数方法

1、测微尺读数方法

2、测微轮读数方法

第二节水平角观测

一、经纬仪的安置

1、对中

2、整平

二、水平角观测

1、测回法

2、复测法

第三节竖直角测量

第四节井下经纬仪导线测量

一、井下经纬仪导线测量的外业

1、选点

2、埋设标志

3、测角

4、量边

5、碎部测量

二、井下经纬仪导线测量的内业

1、闭合导线内业计算

2、附合导线内业计算

第四章井下高程测量（大约0.2万字）

第一节概述

一、井下高程测量的目的

二、井下高程测量种类

第二节井下高程测量

一、水准测量

二、三角高程测量

三、用半圆仪进行高程测量

第五章矿图及保护煤柱留设（大约0.5万字）

第一节矿图概述

一、矿图作用

二、《煤矿安全规程》对矿图的要求

第二节标高投影

一、正投影

二、标高投影

第三节看图

一、经纬线及其作用

二、看图的一般方法

1、看图的一般步骤

2、从井巷平面图上看各类巷道的方法

三、采掘工程平面图及其应用

四、井上下关系对照图及其应用

第四节保护煤柱设计

一、留设步骤

二、用垂直断面法留设保护煤柱

第一章测量基础知识

一、煤矿测量在开采中的地位

煤矿测量是开发煤矿过程中不可缺少的一项重要的基础技术工作。

在勘探、设计、建设、生产各个阶段直到矿井报废为止，都要进行测量工作。

煤矿测量工作有着不可忽视的重要作用，是矿山的眼睛。

它对于煤矿生产和建设起着指导作用，对于煤矿安全起着保证作用，对于资源的合理开采起着监督作用。

二、煤矿测量的主要任务是：

1、精确建立井上、井下测量控制系统，为煤矿各项测量工作提供起算数据；

2、正确标定井下各巷道的位置、方向和坡度，保证采掘工程按设计施工；

3、及时而准确地绘制各种矿图。

满足煤矿建设和生产需要。

三、煤矿常用测量仪器

1、经纬仪经纬仪分光学经纬仪和电子经纬仪，在煤矿测量中主要用光学经纬仪，它是煤矿测量的主要仪器，它能精确地测出水平角和垂直角的角度值。

根据测角的精度不同分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15型，在煤矿一般使用DJ2和DJ6型。

2、水准仪主要用于高程测量。

水准仪是由望远镜、长水准器和安平系统组成。

按精度的不同，分为DS05、DS1、DS3、DS10四个等级。

为了进行水准测量，还必须配备水准标尺，水准尺有单面和双面两种，一般长度为2─5米。

3、矿山悬挂罗盘仪是一种简易的矿山测量仪器，主要用于测定边的磁方位角和倾角以及方向边之间的夹角。

它一般由挂罗盘及半园仪两部分组成。

4、光电测距仪过去又称光速测距仪，是一种比较先进的测距仪器，测量精度高，操作简单。

煤矿测量中用的是矿用防暴型测距仪。

5、陀螺经纬仪是近代较先进的定向仪器，主要用于井下定向测量，它的出现取代了矿井传统的几何定向方法。

该仪器由陀螺仪和经纬仪组合在一起。

6、激光指向仪主要用于井巷掘进指向，分立井和巷道用激光指向仪两种，一般射程在300—500米时光束直径约50mm。

激光指向仪的应用，改变了传统的井巷施工中给腰线地方法，提高了施工的进度和质量。

7、平板仪是一种测绘各种比例尺地形图的仪器，分为大平板仪和小平板仪两种。

8、全站仪是一种能够给出三维坐标的仪器，它是把测距仪和经纬仪紧密的结合在一起，既能测角又能测边，并且内设计算程序。

第一节比例尺及其应用

一、数字比例尺

在测绘各种矿图时，须把实测对象缩小若干倍才能绘在图上，这个缩小的倍数就用比例尺来表示。

比例尺是图纸上的直线长度d与该直线实地水平长度D的比值，即：

比例尺＝＝（1-1）

式中M为比例尺的分母。

即绘图时缩小的倍数。

这种分子为1的形式的比例尺，通常称之为数字比例尺。

由（1—l）可知，比例尺的大小视分数值的大小而定。

比例尺分母愈小，分数值愈大，则比例尺亦愈大。

在实际应用中，通常把1:

5000、1:

2000、1:

1000、1:

500和更大的比例尺称为大比例尺；1:

1万、1：

2.5万、1：

5万、1:

10万称为中比例尺；小于1：

10万的比例尺称为小比例尺。

在煤矿建设和生产中采用大比例尺。

数字比例尺有两个用途，其一是已知实地水平长度时，可根据数字比例尺求出在图上应绘的长度。

[例]量得实地水平长度D=84.6米，试求在1：

5000比例尺图上的相应长d。

应用公

式（l—l）得：

d===0.0169米=16.9毫米

其二是根据图上量得的尺寸，可以求得它在实地中的长度。

［例］在1:

2000比例尺的图上，量得公路的宽度为4毫米，求在实地上的公路宽度D，

由公式（1—l）得：

D=M×d=2000×4=8000毫米=8米

二、图示比例尺

由于数字比例尺需要计算，使用起来很不方便。

为了在图上直接量度，可应用图示比例尺。

其绘制和使用方法如下：

1、在图纸上绘两条间距为2毫米的平行直线，从左端起，按2厘米（或1厘米）的间隔，把它分成若干线段。

2、把左面第一线段再分二十或十等份，在左面第二个线段的起点注以零，从零向右顺序注明各线段所代表的实地长度。

3、在第一线段内，从右向左注明各小分划所代表的实地长度。

图1一1所示为1：

2000的直线比例尺。

图1—1

4、用法：

张开两脚规，使两脚尖对准图上欲侧直线的两端点，然后置两脚规于直线比例尺上，一脚尖对准零点右边适当的一个大分划线上，以另一脚尖对准零左边的小分划。

则大分划值与小分划值之和为直线的长度值，如图1一l所示。

直线的长度为98米。

三、三棱尺

为了便于直观使用，把尺子做成三棱柱体，上面刻有按一定比例缩小的六种比例尺的刻度，这种比例尺的断面呈三角形，尺子有三道棱，所以叫做三棱比例尺，简称三棱尺。

用三棱尺量图比较方便，可以据图的比例尺找出尺子相应比例尺的一面进行度量，直接从尺子上读出实际水平长度。

如1：

100尺面即1cm代表1米；1：

300即1cm代表3米。

如果图上和尺上比例的位数不相同，可以采用大（或小）的十倍、百倍、千倍的尺子面去量，然后把尺子上量得的长度放大（或缩小）相应倍数，即得实际长度。

四、比例尺精度

测图比例尺愈大，愈能详细表示测区的地面情况，但测图的工作量也越大。

测图比例尺的选择应根据图上需要表示出的最小物体的长度、点的平面位置或两点间的精确程度来确定。

正常人的眼睛能分辨的最短距离一般是0.1毫米，因此，实地丈量地物的长度或点与点之间距离，按比例尺缩小后，在图上不应小于0.1毫米。

在测量工作中，则以相当于图上0.1毫米的实地水平距离为比例尺精度。

表1—1为几种常用比例尺精度。

表1—1常用比例尺精度

比例尺

1:

500

1:

1000

1:

2000

1:

5000

1:

10000

比例尺精度（米）

0.05

0.1

0.2

0.5

1.0

如果按工作需要，确定了地物在图上的大小或测量地物精确程度之后，就可以选择适当的测图比例尺，反之，当测图比例尺确定后，则可推算出测量地物应精确到何种程度。

第二节地面上点位的确定

测量工作的本质是确定点的平面位置和高低位置。

一、点的平面位置：

点的平面位置常用坐标表示：

1、地理坐标：

当测量的范围很大时，须以大地水准面为基准面，建立球面坐标系，在这一坐标系统中，地面点在大地水准面上的位置用经度和纬度来表示。

这种以经度和纬度来表示地面点位置的坐标系统称地理坐标。

我国各地的经度都是东经，各地的纬度都是北纬。

经纬度是用天文观测的方法测定的，它可确定某点在地球上的位置，如：

北京中心地区的地理坐标为东经116°28′，北纬39°54′。

又可确定某地区在地球上的范围，如河南省位于东经110°30′~116°30′北纬32°~36°。

2、高斯平面直角坐标：

当测量范围较小时，可将地球表面看成平面，采用平面直角坐标。

但因地球表面是曲面，若将其视为平面，不可避免地要产生变形区域越大，变形越大。

为了减小变形，根据高斯投影原理，用高斯平面直角坐标来确定地面点位。

高斯投影6°分带是将地球表面划分成60个投影带，从首子午线开始，依次向东每隔6°划分为一带，整个地球划分为60个6°带，用阿拉伯数字1—60表示它的序号。

每一带的中央子午线投影展开后成为一条竖直的直线，采用该线作为平面直角坐标系统的X轴。

赤道投影展平后仍与子午线垂直，采用这条线作为y轴。

两轴线交点作为坐标原点，则组成高斯平面直角坐标系。

在该坐标系中，点的平面

位置是以点到纵横坐标轴的垂直距离确定。

纵坐标自赤道起算，向北为正，向南为负。

因为我国位于北半球，所以纵坐标都是正数。

横坐标自每一带的中央子午线起算，向东为正，向西为负。

为了避免横坐标出现负数，习惯上将纵坐标向西移500公里。

（见图1—3）其次，每一带中都有坐标相同的点，为了区别各点所在投影带的位置，必须在每一点的横坐标前加上该点所在投影带的编号。

采用6°带，我国位于第13—23分带之间。

有的煤矿使用3°带，其原理和表示方法与6°带相同。

我国位于第25带到45带。

如平顶山矿区采用3°带，位于第38带。

图1—26°投影带图1—3移轴示意图

我国通常采用高斯投影的方法建立全国统一坐标系，目前广泛使用1954北京坐标系和1980西安坐标系。

3、独立平面直角坐标:

当测量范围很小时，可采用独立平面直角坐标，来确定各点地相对位置。

独立平面直角坐标是由平面上两条互相垂直的直线组成，如图1一4所示。

南北方向的直线称为纵坐标轴x，东西方向的直线称为横坐标轴y，纵横轴的交点O称为坐标原点。

坐标轴将平面分为四个区间，称为象限，象限编号从北起、按顺时针方向顺次为：

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。

在各象限内，点的纵横坐标值规定由坐标原点向上〔北）、向右〔东）为正．向下（南）、向左（西）为负。

点的平面位置是以点到纵横坐标轴的垂直距离确定。

如图1一4中，A点的纵坐标为垂直距离Aa1，以x表示；横坐标为垂直距离Aa2。

以y表示。

测量上的平面坐标与数学上的平面直角坐标的区别在于数学中横轴为x，纵轴为y，