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矿山测量学第一讲绪论第二讲井下控制测量第三讲贯通测量第一讲绪论1、测量学的发展概况2、测量工作概述3、测量学的基本知识及分类4、矿山测量学的意义第一讲绪论一、测量学的发展概况1、我国古代测量学的成就大约是公元前2200年，夏禹治水时，使用“左准绳，右规矩”的测量工具和方法。长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图——世界上发现的最早的军用地图。注：世界上现存最古老的地图是在古巴比伦北部的加苏古巴城（现今伊拉克境内）发掘的刻在陶片上的地图。北宋时沈括的《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的发现。清朝康熙年间，1718年完成了世界上最早的地形图之一《皇兴全图》。2、近代测量学的发展望远镜普遍用于测量仪器最小二乘法理论奠定了测量平差的基础电磁波测距仪的问世20世纪自动安平水准仪及数字水准仪研制成功电子经纬仪产生，陀螺经纬仪与激光经纬仪应用于定向工作1966年开始进行人卫大地测量3、测量学发展状况及展望测量室内外一体化。GPS（Globalpositioningsystem）RS(Remotesense）GIS(Geographicinformationsystem）3S技术结合数字地球的概念二、测量工作的概述1、测量的基本工作——测角、量边、测高差。2、测量工作的基本原则布局上：由整体到局部精度上：由高级到低级次序上：先控制后碎步测量工作的又一原则：步步要检核三、测量学的基本知识及分类1、测量的基准面2、地面点平面位置3、地面点的高程4、测量学的分类5、矿山测量的意义1、测量的基准面测量工作基准面——大地水准面水准面——静止海水面所形成的封闭曲面。大地水准面——其中通过平均海水面的那个水准面。2、地面点的平面位置①地理坐标适用于：在地球椭球面上确定点位。分为：1、天文地理坐标2、大地地理坐标②平面直角坐标系适用于：研究范围较小。坐标系的异同：不同点：1、测量上北方向为X轴正向，东方向为Y轴正向。2、角度方向顺时针度量，象限顺时针编号。相同点：数学中的三角公式在测量中可以直接应用。③高斯平面直角坐标适用于：研究范围较大。高斯投影方法：目的是将地球椭球面投影到平面上，使投影带的中央子午线与椭球圆柱体相切，展开后为X轴，向北为为正；展开后为Y轴，向东为正；高斯平面投影高斯平面投影1、3°、6°带的划分为限制高斯投影离中央子午线越远，变形越大的缺点，特采用分带投影使每一投影带值包括位于中央子午线两侧邻近的部分。投影带宽度是以相邻子午面间的经度差L来划分的分为3°和6°两种2、我国高斯平面直角坐标的表示方法方法：（1）先将自然值的横坐标Y加上500KM(2)在新的横坐标Y之前标以两位数的带号。例：我矿副井井口坐标P(3709143.225，39492806.437）所表示的意义：（1）表示点P在高斯平面上至赤道的距离为3709143.225米。（2）其投影带带号为39、P点离39带的纵轴X轴的实际坐标Y=492806.437-500000=-7193.5633、地面点的高程1、绝对高程H——到大地水准面的铅垂距离2、相对高程H’——到假定水准面的铅垂距离3、高差Hab=Hb-Ha=H’b-H’a我国的主要高程系统1985国家高程系统1956黄海高程系统地方高程系统。（如珠江高程系统）注:水准原点——青岛市观象山H=72.260m(85系）H=72.289m(56系）4、测量学的分类大地测量学摄影测量学工程测量学矿山测量学制图学5、矿山测量的意义①、矿山测量学研究的内容矿山测量学是采矿科学的一个分支学科，是采矿科学的重要组成部分。它是综合运用测量、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②、矿山测量的意义1、建立矿区地面和井下测量控制系统，测绘大比例尺的地形图；2、矿山基本建设中的施工测量；3、测绘各种采掘工程平面图、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、定期进行矿井“三量”（开拓煤量、准备煤量和回采煤量）、露天矿“二量”（开拓煤量、回采煤量）和露天矿采剥量的统计分析；正确反映煤矿采掘（剥）关系现状。按《生产矿井储量管理规程》的要求；对煤矿各级储量动态及损失量进行统计和管理工作，对煤炭资源的合理开采进行业务监督；6、建立地表、岩层和建（构）筑物变形观测站，开展矿区地表与岩层移动规律、采矿或非采矿沉陷综合治理以及环境保护工作的研究；7、根据矿区地表与岩层移动变形参数，设计和修改各类保护煤柱。参与“三下”（铁路下、水体下和建筑物下）采煤和塌陷区综合治理以及土地征用和村庄搬迁的方案设计和实施；8、进行矿区范围内的地籍测量；9、参与本矿区（矿）月度、季度、年度生产计划和长远发展规划的编制工作。第二讲井下控制测量目的：确定井下巷道、硐室、回采工作面及各特征点的空间位置及相互关系。分类：井下控制测量分为井下平面控制测量和井下高程控制测量。遵循原则：高级控制低级、步步要检核、测量精度满足工程需要。依据规范：煤矿测量规程一、井下导线测量井下平面控制测量的形式：导线测量7”导线基本控制导线井下15”导线导线15”导线采区控制导线30”导线基本控制导线一般从井底车场的起始边开始，沿主要巷道敷设，通常每隔1.5-2.0KM加测陀螺边，以提供检核和方位平差条件。采区控制导线沿采区上、下山、中间巷道或片盘运输巷以及其他次要巷道敷设。基本控制导线的主要技术指标采区控制导线的主要技术指标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。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”或30”导线（图中虚线），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。（如下图所示）当巷道掘进到300-500m时，在敷设7”或15”级基本控制导线，用来检查前面已敷设的低等级采区控制导线是否正确，所以其起始边和最终边一般应与低等级控制导线边重合。当巷道继续向前掘进时，以基本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）合导线和导线网，如下如所示二、井下高程测量井下高程测量的目的：解决各种采掘工作在竖直方向上的几何问题。井下高程测量的意义：1、在井下建立与地面统一的高程系统。2、确定井下各主要巷道内水准点和永久水准点的高程，以建立井下高程控制网。3、巷道掘进时，给定其在竖直面内的方向。4、确定巷道底板的高程。5、检查主要巷道及其运输线的坡度。当巷道倾角小于5°时采用水准测量；倾角在5°-8°之间可采用水准测量，也可采用三角高程测量，当倾角大于8°时则采用三角高程测量。井下高程测量分为:1、导入高程2、水准测量3、三角高程测量2、井下水准测量方法仪器放两测点中间，前后视放水准尺，尺底端顶住水准点。粗平——瞄准——精平——读数两次仪器高高差应大于10cm。井下水准路线为支线、附合路线或闭合路线两点间的高差为h=a-b2、井下三角高程测量方法当井下巷道坡度较大时，一是观测比较困难，二是视线短。水准测量，由于策展太多误差积累较快。因此，在倾斜巷道中应采用三角高程测量。由图可知B对A的高差Hab=Lsinδ+i-v；L-测站点A的仪器中心至B点标志的倾斜距离；δ-倾斜角；i-仪器高；v-觇标高第三讲贯通测量一、贯通和贯通测量1、概念一个巷道按设计要求掘进到指定的地点与另一个巷道相通，叫做巷道贯通，简称贯通。采用两个或多个相同或同向掘进同一井巷时，为了使其按照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2、贯通的三种情况井巷贯通可能出现下述三种情况二、贯通的测量的种类和容许偏差1、贯通的种类一井内的平巷与斜巷贯通两井间的巷道贯通立井贯通2、井巷贯通的容许偏差井巷贯通的容许偏差值三、贯通测量工作的步骤及贯通设计书的编制1、贯通测量的工作步骤①调查了解待贯通井巷的实际情况，根据贯通测量的允许偏差，选择合理、可行的测量方案和方法。②按选定的测量方案和方法进行实测和计算，每行一步均须有可靠的检核，并与设计书中要求的精度进行比较。③根据实测资料计算贯通巷道的标定要素，并于实地标设贯通巷道的中线和腰线。④随着巷道掘进，及时延设、检查中线和腰线：及时测量进度和填图：及时按实测点的平面坐标和高程，调整中线和腰线。⑤巷道贯通后，应立即测量实际偏差，并将两侧导线连接起来，计算各项闭合差。还应对最后一段的中线和腰线进行调整。⑥重大贯通工程完成后，应对测量工作进行精度分析，提交技术总结。2、贯通测量设计书的编制重要的贯通工程开始前，应编制测量设计书，主要任务是选择合理的测量方案和测量方法。贯通设计书可参照下列提纲编写。①井巷贯通工程概况：包括井巷贯通工程的目的、任务和要求，贯通容许偏差值的确定，并附比例不小于1:2000的井巷贯通工程图。②贯通测量方案的选定：包括地面控制测量、矿井联系测量及井下控制测量的方案，并说明所采用的测量起始数据情况。③贯通测量方法：包括所采用的仪器、测量方法及限差规定。④贯通测量误差预计：绘制比例尺不小于1:2000的贯通测量设计平面图，在图上汇出与工程有关的巷道和地面及井下测量控制点，确定测量误差参数，并进行误差预计。⑤贯通测量中应注意的问题和应采取的相应措施。