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4、巷道及回采工作面测量
5、贯通测量
6、贯通测量偏差测定
四、实习步骤及详细过程:
第一部分井下平面测量
(一)、井下平面控制测量的原则及特点
井下平面控制测量和地面控制测量一样,必须遵循“由高级到低级,先控制后碎部”,的测量原则.合理地选择测量方案、测量方法,建立能够满足井下施工和测图精度要求的平面控制系统。
井下测量工作首光应保证采矿工程安全,由测量引起的误差或误差的累积不应超过一定的限度,即井下测量应具备一定的精度。
这就要求测量工作程序上必须是高级控制低级,以便于控制误差的累积并提高精度。
其次,测量工作应与采矿工程所要求的进度相适应.即满足精度要求.又不追求过快进度。
还应指出,井下测量工作的正确性、可靠性依赖于必要的检核,以便及时发现错误,加以纠正。
井下测量不像地面测量那样是在一定的区域内进行。
地面测量时.其测量范围开阔且测量对象是相对固定的,根据情况可以布设三角网、三边网、边角网和GPS网等网形来进行控制,特殊情况下可以来用精密导线的形式,井下控制测量则不然,由于受井下巷道条件的限制,只能沿巷道设点,开始只能是布设支导线形式,随着巷道的延伸和增多,逐渐布设成闭(附)合导线、导线网等。
井下平面控制测量的目的是建立井下平面控制,作为测绘和标定井下巷道工作平面位置的基础.同时能满足一般贯通测量的要求。
(二)井下经纬仪导线的角度测量
测回法是常用的测量水平角的一种方法。
其测量步骤是;
1、正镜瞄准后视点A,使照准部指标对在0度附近,取读数a;
2、顺时针方向旋转照准部瞄准前视点B并取读数b,得上半测回角值为β=b-a;
3、倒镜先照准前视点B取读数d;
4、逆时针旋转照准部瞄准后视点并取读数c,得下半测回角位值β=d-c。
取上下两个半测回的平均值即得一个测回的角值。
为了检查粗差和提高观测精度常常用两个或两个以上测回测角。
当用两个或两个以上测回测角时,应将各测回起始读数均匀分布在度盘和测微器的不同位置上。
(三)井下经纬仪导线的边长测量
井下用钢尺量边时所采用的工具包括有钢尺、拉力计(弹簧秤)和温度计等。
钢尺长度宜采用30m或50m。
最好整尺全长均有毫米刻划。
内于巷道内泥泞潮湿,钢尺每次用完之后应立即擦净并上油以免生锈。
拉力计是为了精确量边时对钢尺施加一定拉力时用的。
温度计则是用来测定量边时钢尺的温度,以便进行各项改正计算。
(四)井下经纬仪导线测量外业
井下经纬仪导线测量的外业与地面导线测量基本相同。
但根据井下情况,选点和埋点、测角与量边以及碎部测量外,还要进行导线的延长及其检查测量。
1、选点和埋点
选择导线点埋设的地点时,应全面考虑下列各项要求:
1)前后导线点通视良好,且便于安设仪器,并应尽可使点问的距离大些;
2)为了不影响或少影响运输,应将点设在巷道一边,
应使仪器跨在两服道上;
3)避免设在淋水和不安全的地方;
4)巷道连接处应设点。
2、测量具体步骤
井下测角一船需要4人:
一人观测,一人记录,前后视照明各一人。
测角完毕并合乎要求后才能进行量边或搬动仪器。
量边需要5人:
两人拉尺,两人读数,一人记录并测定温度。
测角和量边可同时(测完角后)进行,也可不同时进行。
但分别进行时不可相隔太久,以免测点移动而发生错误。
当测角量边同时进行时,也5人组成测量小组,在下并测量前明确分工,做好充分准备一到工作地点便各司其责迅速开展工作。
工作队记录帮助观测者安置仪器;
后测手在后视点拴垂线并照明,尺手帮前测手找点和挂垂线。
尺手回到仪器旁,一候测角完毕并合乎要求后,便将钢尺一端交给观测者,另一端定向前初点与前测手共同量边。
与此同时,由记录者通知后测手到仪器夯边与观测者共同量边。
量完边并合格后迁站。
一般一个站约需十分钟左右。
第二部分井下高程测量
(一)井下高程测量的目的和任务
井下高程测量的目的是为了在井下建立一个与地面统一的高程系统,确定各种采掘巷道在竖宜方向上的位置及相互关系,为了获得绘制矿体形状、性质及地质破坏等在竖直面内的关系的数据,以解决各种采掘工程在竖直方向上的几何问题。
其具体任务大体有以下几项:
1、确定主要巷道内各水准点与永久导线点的高程,以建立井下高程基本控制,
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和测绘主要运输巷道纵剖面图。
井下高程测量分三种类型,即
1、通过立井导入高程;
2、水准测量;
3、三角高程测量。
水准测量的内业整理主要是计算出备测点间的高差。
由于巷道中的水准点有的设在底板,有的设在顶板,因此可能出现如下图所示的四种情况。
但不论哪种情况,在计算两点间的高差时,仍与地面水准测量一样,是用后视读数减去前视读数,即
h=a-b
当测点在顶板上时,只要在顶板测点的水准尺读数之前冠以负号,仍可按式上计算高差。
当求得各点间的高差及各项限差部符合规定后再将高程闭合差进行平差,并计算各测点的高程。
(二)井下三角高程测量
三角高程测量通常在倾角大于8°
的倾斜巷道中进行。
它是利用经纬仪测出两点间的倾角,用钢尺丈量两点间的倾斜长度,再根据三角原理,求出两点间的高差,以达到测定倾斜巷适中的水准点和永久导线点高程的目的。
井下三角高程测量是与经纬仪导线一起进行的。
施测方法如图所示,置经纬仪于A点,对中整平。
在B点悬挂垂球。
用望远镜瞄准垂球线上的标志b点,测出倾角δ,丈量仪器中心到b点的距离L,量取仪器高i及觇高v。
由图可看出,B点对A点的高差可按下式计算:
h=Lsinδ+i-v
用上式计算高差时应注意:
当测点在顶板上时,i和v的数值前应冠以负号。
当仰角时δ符号为正,俯角时δ为负。
三角高程测量的倾斜角观测,一般可用一测回。
通过斜并导入高程时,应测两测回,测回间的互差,对于J2经纬仪应不大于20″,J6级经纬仪应不大于40″。
仪器高和觇标高应用小钢尺在观测开始前和结束后各量一次,两次丈量的互差不得大于4mm,取其平均值作为测量结果。
丈量仪器高时,可使望远镜竖直,量出测点至镜上中心间的距离。
基本控制导线的三角高程测量应往返进行。
往返测量的高差互差和三角高程闭合差应不超过《试行规程》规定的限差要求。
当高差的互差符合要求后应取往返测高差的平均值作为一次测量结果。
采区控制导线的三角高程测量不需往返观测。
第三部分矿井联系测量
(一)联系测量的作用和任务
使矿山地面测量与井下测量联系起来,即为了使井上下能采用同一坐标系统所进行的测量工作,叫联系测量。
联系测量包括平面联系测量与高程联系测量两个部分,前者简称定向,后者简称导入高程。
联系测量的必要性在于:
1、需要确定地面建筑物,铁路和河湖等与共下采矿巷道之间的相对位置关系。
这种关系一般是用并上下对照图来反映的。
众所周知,出于地下开采而引起的岩层移动,往往波及地面而使建筑物遭受破坏,甚至造成重大事故。
如果采矿工作是在河湖等水体下进行,当地面出现的裂续与井下的裂隙相连通时,河水就有可能经裂续流入井下而使整个矿井淹没。
因此我们必须时刻掌握采矿工作是在什么地区的下方进行着,以便采取预防措施。
2、需要确定相邻矿井的各巷道间及巷道与采空间的相互关系,正确地划定两相邻矿井间的隔离矿柱。
不然,就有可能发生大量涌水及瓦斯涌出,迫使采矿工作停顿,甚至造成重大安全事故。
3、为解决很多重大工程问题,例如并筒的贯通或相邻矿井问各种巷道的贯通及由地面向并下指定的地点开凿小井或打钻孔等等都需要井上下来用同一坐标系统。
由此可知并上下采用同一坐标系统是安全地有计划地进行采矿的重要保证。
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。
前面两项任务是通过矿井定向来完成的;
第三个任务是通过导入高程来完成的
(二)矿井定向的种类与要求
矿井定向三大类:
(1)通过平炯或斜井的几何定向;
(2)通过一个立井的几何定向(一井定向)
(3)通过问个立井的几何定向(两井定向)
(4)陀螺经纬仪定向
(三)一井定向的工作组织
一井定向因工作环节多,测量精度要求高,同时又要尽量缩短占用并筒的时间,所以须有很好的工作组织,才能圆满地完成定向工作。
如事先无周密的组织工作,临到测量时发生了问题,便会束手无策,以致定向完不成任务。
在实际工作巾已有这样的教训,我们一定要引以为戒。
一井定向的工作组织,分为准备工作,地面和定向水平上的工作以及安全措施等,分述如下:
1.准备工作
准备工作是定间工作组织的道要一环。
它包括下列各部分:
1)选择连接方案,作出技术设计。
选择连接方案的原则是:
(1)所获得的最终结果能力分满足精度要求;
(2)需要占用并筒的时间最短;
(3)矿上所拥有的人员、设备能满足所提出的要求(当然可以考虑到邻矿或其他单位借用)。
(4)根据实际情况,确定垂球线和连接点的位置
(5按图形估计各种方案的精度和所需要的时间,选择精度适当的图形作为定向的设计方案。
关于定向的技术设计中,应说明下列问题:
(1)投点方法说明选用的钢丝牌号,垂球重量,采用稳定或摆动投点并给出垂球线在并筒内的悬挂位置及投点设备(绞车、滑轮、定点盘等)安装地点图,
(2)井上下与垂球线连接时所采用的仪器和工具,测角量边方法和精度要求,
(3)工作组织图表应包括定向所需要的时间,并上下所需的人员配备。
制定工作时间图表时,在符合安全的情况下,应尽可能的采取平行作业,以缩短占用井筒的时间.拟定这样的时间表是很重要的。
一方面它是向领导提出占用井筒时间的依据,更重要的是使我们对定向工作做到心中有数。
2)定向设备及用具的准备。
主要是准备投点设备,如绞车、滑轮、垂球、钢丝稳定设备或摆动观测设备,但对安设滑轮、定点板、定向水平上的工作台以及盖并等所需木料的准备更为重要。
因为前者均系矿山测量机构所拥有的,而后者都是临时准备的。
3)检查定向设备及检验仪器
这些工作均应在定向工作负责人的亲自参加与指导下进行。
4)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。
一般来说,投点设备只能在并筒停止提升后才能安装,但在大多数情况下,绞车总是可以提前安装好的。
将定向设备事先运到井口和定向水平很重要。
又是事先能送去的设备,均应送去。
总之,凡是能在井筒停灌以前能做的工作都应事先做好,这样就能减少占用井筒的时间。
5)规定好井上下联络信号(一般都能利用电话或对讲机进行井上下联系),同时井上下应该先确定一人负责指挥联络工作。
2.地面工作内容及顺序
(1)将定向所需之人员及设备送到定向水平;
(2)将提升容器可靠地固定,当固定在地面时,应高于滑轮安装水平,也可将罐笼固定在井口之下,把它当作操作台使用;
(3)铺井盖和安装绞车;
(4)安装滑轮
(5)下放钢丝;
(6)固定绞车插爪,检查钢丝白由悬挂情况;
(7)测量角度;
(8)丈量边长,
(9)提升钢丝,拆卸设备。
3、定向水平上的工作内容及顺序
(1)铺井盖;
(2)挂上工作垂球;
(3)检查钢丝自由悬挂情况;
(4)安设定点盘,进行摆动观测(稳定投点时没有这项工作)
(B)测量角度;
(6)丈量边长;
(7)钢丝提升到地面后,拆卸设备。
4、定向时的安全措施
在进行联系测量时,应特别注意安全,否则极易产生意外事故。
为此,必须采取下列措施:
(1)在定向过程中,应劝阻一切非定向工作人员在井筒附近停留;
(2)提升容器应牢固停妥;
(3)并盖必须结实可靠地盖好;
(4)对定向钢丝必须事先仔细检查,只有当井下人员撤出井简后才能开始;
(5)垂球未到并底或地面时,井下人员均不得进入井筒;
(6)下放铜丝时应严格遵守均匀慢放等规定,切忌时快时慢和猛停,因为这样最易使钢丝折断;
(7)应向参加定向工作的全体人员反复进行安全教育,以提高警惕。
在地面工作的人员不得将任何东西掉入井内,由为井筒深而使物体自由下落的速度很大,甚至是一块小木头,也将造成事故;
在井盖上工作的人员均应配带安全带;
(8)井上下应有专人负责联系;
自始自终,地面井口不能离人。
5、定向后的技术总结
定向工作完成后,应认真总结经验,并写出技术总统同技术设计书一起长期保存。
定向后的技术总结,首先应对技术设计书的执行情况作简要说明,指出在执行中遇到的问题,更改的部分及原因。
其次编入下列内容:
(1)定向测量的实际的间安排,实际参加定向的人员及分工;
(2)地面连测导线的计算成果及精度;
(3)定向的内业计算及精度评定;
(4)定向测量的综合评述和结论。
第四部分巷道及回采工作面测量
(一)巷道中线的标定工作
巷道水平投影的几何中心线称为巷道中线。
标定出巷道中线就可控制巷道在水平而内的掘进方向。
标定之前.必须做好准备工作.然后进行中线的标定、延线和检查。
1、标定巷道开切点及初始方向
标定巷道开切点和初始方向的工作.旧称开门子,如图所示,虚线表示设计的巷道,AB为巷道中线;
4、5为原有巷道的导线点,如果设计图上未标出导线点.测量人员要根据导线点的坐标将点展上。
先从图上量取点4到点A的距离L
和点5到点A的距离L
.检查L
+L
应等于4—5导线边长。
同时.量出4—5与AB间的夹角β,习惯称β为指向角。
再实地标设开切点A和开切方AB.一般先用挂罗盘进行标没书。
当巷道掘进至4m到8m时才用经纬仪重新标设。
2、用经纬仪精确标定中线
重新标定时.首先要检查开切点A是否得以保存或已经变位。
如图4—9所示,标定或检查时,在点4置镜照准点5,沿此方向量距离L
,得A点,量距离L
做检查。
检查后置镜于点A,后视点4,用正、倒两个镜位拨β角。
由于仪器和测量的误差,正镜标设的点2’和倒镜标设的点2″往往不重合,取其中点2作为中线点。
(二)巷道腰线的标定工作
为了运输、排水或其他技术上的需要,并下巷道须具有一定的坡度(平巷)或倾角(斜巷),其数值在一般情况下都是由采矿设计给出,有时则要根据实际测量资料来决定,在掘进过程中有时还要根据测量结果会同采矿人员对设计坡度和倾角加以调整。
巷道腰线是用来指示巷道在竖直面内的掘进方向及调整巷道底板或轨面坡度用的。
服线通常标设在巷道的一帮或两帮上,离轨面1m,离巷道底板1.3m(图示)。
不论采用哪种数值,全矿井应该统一,以免造成差错。
每组腰线点不得少于三个,点间距以不小于2m为宜。
最前面一个腰线点至掘进工作的距离一般不应超过30m。
标定巷道腰线时的准备工作和标定中线时基本是一样的,实地标设工作也往往同时进行,要注意它们之间的联系。
第五部分贯通测量
一个巷道按设定要求掘进到指定的地点与只一个巷道相通,叫做巷道贯通,简称贯通。
通常巷道贯通是同一巷道在不同的地点以两个或两个以上的工作面,分段掘进,而后彼此相通的。
(一)贯通测量工作的步骤.
1、根据贯通测量的容许偏差,选择合理的测量方案和测量方法。
对重要的贯通工程,要编制贯通测量设计书,进行贯通误差预计,说明采用的测量仪器和方案。
2、依据选定的测通方案和测量方法进行施工和计算。
每一施测和计算工作环节,均须有可靠的捡核,并将实测的实际测量精度与设计书中所要求的精度进行比较。
若发现实际施测精度低于设计中所要求的精度时、应找出原因,采取提高实测精度的相应措施,进行重测。
3、根据有关数据计算贯通通巷道的标定几何要素,并实地标定贯通巷道的中线和腰线。
4、根报掘进工作的需要,及时延长巷道的中线和腰线,定期进行检查测量,及时填土,并根据测量结果及时调整中线和腰线。
5、巷道贯通后,应立即测量贯通的实际偏差值,并将两边的导线连接起来,计算各项闭合差。
还应对最后一段的中腰线线进行调整。
6、重大贯通工程完成后,应对测量工作进行精度分析,作出技术总结。
第六部分贯通测量偏差的测定
测定贯通巷道在水平面内的偏差包括下列两项工作:
1、用经纬仪把两端巷道的中心线都延长到巷道接台面上,量出两中心线间的距离,其大小就是贯通巷道在垂直于巷道中心线方向的实际偏差,见图。
应当指出,有时就不能完全反映偏差的其实情况。
如图所示,K点是贯通巷道A、B两端的相遇点。
尽管巷道两端在水平面内发生偏斜,但两中线仍相交于一点K。
此时应将两中线方向的实际偏差角Δβ测出来。
2、将巷道两端导线的端点,用经纬仪连测闭合起来,计算出闭合边方位角的差值和坐标闭合差,这些差值实际上表明了贯通平面测量的精度。
五、实习心得体会
此次地下工程测量实习是在我们校园内模拟进行测量,尽管比较简单,但是我们对理论知识又进一步深刻理解掌握,我认为在地下工程测量中贯通测量又是更为重要,在巷道贯通时,测量人员的任务是要保证精度,使贯通后接合处的偏差不能超过某一规定的限度。
显然,贯通测量是一项十分重要的测绘工作,贯通测量人员所负的责任是很大的。
如果因贯通过程中发生差错而未能发现,或者贯通后接合处的偏差值超限,都将严重影响巷道质量,甚至造成废巷等后果,在经济上和时间上给国家造成很大的损失。
因此要求测量人员必须一丝不苟、严肃认真地对待贯通测量工作,以保证贯通工程的顺利完成。
这次实习就这样草草结束了,但是对我的收获还是很大的,这将为我以后的工作奠定一定的基础。
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