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矿山测量实习报告

中国矿业大学

矿山测量实习报告

测绘工程2008级

姓名：

卜展翔

学号：

07083054

班级：

测绘08—1班

指导教师：

顾和和

2011-07-20

实习目的及任务

1.通过参观、听报告等形式，对矿井的生产及组织管理等情况有一个较为全面的认识；

2.通过实际操作，完成本大纲规定的各种基本测量工作的外业和内业；

3.对学生进行有关矿山测量基本方法和技能的强化训练。

井下基本控制测量要求

沿导线前进方向测量左角，导线水平角的观测用

经纬仪进行，采用点下垂球对中，对中次数和测回数。

对中次数和测回数

边长在15米以内

边长15～30米

边长大于30米

对中次数

测回数

对中次数

测回数

对中次数

测回数

2

2

1

2

1

2

水平角观测限差。

观测限差

仪器级别

同一测回中半测回互差

检验角与最终角之差

两测回间互差

两次对中测回间互差

DJ6

40″

40″

30″

60″

导线用钢尺悬空水平丈量，施加标准拉力，每段从不同起点读数三次，长度有效期应小于3mm，取三次的平均值作为丈量结果。

导线连长必须往返测量，测量结果加入各种改正数的水平边长互差不得大于边长的1/6000，当边长小于15m或在15º以上的斜巷中量边时，上述互差可放宽到1/4000。

所测导线若自成闭合时，可单程测量一次，若是支导线，必须进行复测。

进行水准测量时仪器放两测点中间，前后视放水准尺，（倒立）照明。

使用粗平---瞄准---精平---读数的次序来读数，两次仪器高,仪器高之差大于10cm,两次仪器高高差互差不大于5mm。

井下每组水准点间高并应采用往返测量的方法确定，往返测量调养的较差不大于（R为水准点间的路线长度，以km为单位）时，取往返测量的平均值（或按测站数进行分配）作为测量成果。

三角高程测量的倾角观测一般可采用一个测回，其精度要求见下表。

仪器高和觇标高在开始前和结束后各量一次（以减小垂球线荷重后的渐变影响），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。

观测垂直角的精度要求

观测方法

经纬仪

经纬仪

测回数

垂直角互差

指标差互差

测回数

垂直角互差

指标差互差

对向观测（中丝法）

1

—

—

2

25″

25″

单向观测（中丝法）

2

15″

15″

3

25″

25″

三角高程测量要往返进行。

相邻两点往返测量的高差互差不应大于（10+0.3l）mm（为导线水平边长，m）；三角高程导线高差闭合差不应大于±100√Lmm（L为导线长,km）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。

闭合和附合高程路线的闭合差，可按边长成正比分配。

复测支线终点的高程，应取两次测量的平均值。

仪器的校正

经纬仪的检验与校正

经纬仪的主要轴线有：

照准部水准管轴LL、仪器竖轴VV、望远镜视准轴CC和仪器横轴HH。

根据经纬仪的测角原理，经纬仪的各轴线间应满足以下几何条件

（1）照准部水准管轴LL应垂直于仪器竖轴VV；

（2）视准轴CC应垂直于仪器横轴HH；

（3）仪器横轴HH应垂直于仪器竖轴VV。

（4）经纬仪望远镜十字丝竖丝应垂直于横轴HH

经纬仪各轴线或部件间的上述关系，在使用过程中会经常发生变化，因此在使用经纬仪前应对经纬仪的轴线关系进行上述有关进行检验，必要时还应进行校正。

（一）照准部水准管轴应垂直于仪器竖轴的检验和校正

照准部水准管轴不垂直于仪器竖轴时，表现在难以整平仪器。

此时水平度盘也就不水平，势必影响测角精度。

检验方法：

用圆水准器首先将仪器大致整平，转动照准部，使水准管平行于一对脚螺旋的连线，调节脚螺旋使水准管气泡居中。

再转动照准部180º，若气泡仍居中，说明此条件成立。

反之，若气泡的偏离量超过一格，则应进行校正。

经检验，该仪器此项指标合格，无需校正。

（二）十字丝竖丝垂直于仪器横轴的检验

十字丝校正

检验方法：

用十字丝交点精确瞄准远处一清晰目标P。

旋紧照准部制动螺旋和望远镜制动螺旋，转动望远镜微动螺旋，如果P点不离开竖丝则条件满足。

否则须校正。

经检验，该仪器的此项指标合格，无需校正。

（三）视准轴应垂直于仪器横轴的检验与校正

望远镜视准轴不垂直于横轴时，其偏差值称为视准误差，用C表示。

仪器被整平后，横轴保持水平。

这时，若视准轴与横轴垂直，纵向转动望远镜，视准轴将划出一竖直面；若视准轴与横轴不垂直，则视准轴划出的不是竖直面，而是一个圆锥面。

检验方法：

在地面一点安置仪器，远处水平方向选一与仪器大致同高的明显目标A。

盘左瞄准目标得读数A左，然后盘右瞄准目标得读数A右。

设视准轴误差为C，这时有

A左=A右土180º-2C

C=（A左-A右土180º）/2

对于DJ6级经纬仪，若C＞1′则须校正

检验数据：

盘坐

盘右

2C

20°18′36″

200°18′06″

15″

综上，该仪器的此项指标合格。

（四）横轴应垂直于竖轴的检验与校正

横轴不垂直于竖轴时，其偏差值称为横轴误差，用i表示。

当仪器存在横轴误差时，仪器在整平后，纵转望远镜，视准轴划出的不是一个竖直面，而是一个倾斜面。

检验方法：

在距一高墙约20~30m处安置仪器，并在高墙高处选一目标P，如下图仰角大于30º。

盘左瞄准目标P，然后转动望远镜使视线水平，由十字丝交点在墙上定出一点M；盘右再瞄准目标P，同样使视线水平，在墙上又定出一点N，则i角可按下式计算：

i=MN*Cotα*ρ/（2D）

式中，α为P点的竖直角；D为仪器至P点的水平距离。

检验数据：

水平距离OM=23.5m，天顶距=60°20′30″，A1A2=4mm

故

故该仪器的此项指标符合要求，无需校正。

（五）光学对中器的检验与校正

检验方法：

在平坦地面任一点上架上仪器并整平。

用对中器刻划圈的中心瞄准地面点A，并作“＋”字记号。

转动照准部180”，若对中器刻划圈的中心偏离“＋”字中心，则须校正。

校正方法：

找出“＋”字中心与刻划圈中心的中点P，调节转向棱镜座上的调节螺钉，直至刻划圈中心与P点重合。

装在基座上的光学对中器：

检验方法：

在平坦地面任一点上架上仪器并整平。

沿基座的边缘用铅笔把基座轮廓画在三角架顶部的平面上。

然后在地面上放一张纸，将对中器刻划圈中心的位置在纸上标出；稍松连接螺旋，转动基座120”，使基座的边缘与三角架顶部所划的基座轮廓边对齐，旋紧连接螺旋并整平仪器，又将刻划圈中心的位置在纸上标出；再转动基座120o，重复以上操作。

以上3次在纸上标出的点若不重合，则定出示误三角形的中点，以便校正。

此仪器无需校正。

水准仪的检验与校正

根据水准测量的原理，水准仪必须能提供一条水平视线，才能正确地测出两点间的高差，从而由已知点高程推求未知点高程。

水准仪出厂时各轴线间所具有的几何关系是经过严格检校的，确保仪器能提供一条水平视线，使仪器处于正常状态；但由于仪器在长期使用和运输过程中受到震动等原因，各轴线间之间的关系发生变化，使仪器处于非正常使用状态；因此，为了确保仪器观测数据的准确，我国现行建筑法规规定，仪器首次使用之前以及仪器首次进入施工现场之前必须进行检定，两次检定时间间隔不能超过国家规定的强制检定周期。

水准仪的强制检定周期为一年。

（一）圆水准器的水准轴应与仪器的旋转轴【竖轴】平行的检脸与校正

图2所示，设圆水准轴L'L'不平行于竖轴VV，两者的夹角为α，当转动脚螺旋使圆气泡居中时，则圆水准轴L'L'处于铅垂方向，但竖轴VV倾斜了一个α角，如图2（a）所示。

当仪器绕竖轴旋转180°后，竖轴仍处于倾斜α角的位置，水准器中的液体受重力的作用，气泡将恒处于最高处，而圆水准轴转到竖轴的另一侧，但与竖轴VV的夹角α不变，这样圆水准轴L'L'相对于铅垂方向就倾斜了2倍的α角度，如图2（b）所示，此时圆气泡偏离圆心（零点）的弧长所对的圆心角为2α，因为仪器竖轴相对于铅垂方向倾斜α角，所以此时调节脚螺旋使圆气泡向中心移动偏离值一半的距离时竖轴即处于铅垂位置，如图2（c）所示，然后再拨动圆水准器校正螺丝校正另一半偏离值，使气泡居中，从而使圆水准轴也处于铅垂位置，达到圆水准轴L'L'平行于竖轴VV的目的，如图2（d）。

检验方法：

安置水准仪后，先用脚螺旋将圆水准器气泡居中，然后将仪器旋转180°，若气泡仍在居中位置，则表明此项条件满足，不必校正。

若圆气泡偏离了中心，则表明该几何条件不满足，需要进行校正。

根据上述检验原理可知，气泡偏移的长度代表了仪器旋转轴（竖轴）和水准轴的交角的两倍。

（二）十字丝横丝应与仪器旋转轴【竖轴】垂直的检验与校正

设十字丝横丝已与仪器旋转轴垂直，那末必有一个过十字丝横丝的平面与仪器旋转轴垂直。

当仪器旋转轴竖直而旋转时，这个平面将在水平位置且不会发生变化（具有微倾螺旋的水准仪，其视准轴并不一定垂直于仪器旋转轴，但与垂直于仪器旋转轴平面的偏差角却不会太大，因此可以认为视准轴是垂直于仪器旋转轴的）。

当仪器旋转轴铅垂时，十字丝横丝应水平，则用横丝的不同部分在水准尺上的读数应该是相同的。

如果十字丝横丝与视准轴组成的平面垂直于仪器旋转轴，则条件得到满足；反之，若此平面不垂直于仪器旋转轴，那末条件就不满足，需要校正。

当此项误差不明显时，一般可不进行校正，因为施测时总是利用横丝的中央部分读数。

检验方法：

安置整平仪器后，先用十字丝横丝的一端瞄准一个点A，如下图（a）所示，然后固定制动螺旋，用水平微动螺旋缓慢地转动望远镜，观察A点在视场中的移动轨迹。

如果A点始终不离开横丝，则说明十字丝的横丝垂直于仪器旋转轴，不需要校正；否则需要校正，如（b）所示，说明横丝没有和仪器旋转轴垂直，而是这条虚线的位置与仪器旋转轴垂直。

（三）望远镜视准轴与水准管的水准轴平行的检验与校正

随着水准尺离开水准仪愈远，由此引起的读数误差也愈大。

当水准仪至水准尺的前后视距相等时，即使存在i角误差，因在两根水准尺上读数的偏差x相等，则所求高差不受影响。

前后视距的差距增大，则i角误差对高差的影响也会随之增大。

基于这种分析，提出如下检验方法：

①在相对平坦的场地上，选择相距约60～80m的A、B两点，并打下木桩（或安放尺垫），并在A、B两点中间处选择一点E，且使DA=DB。

②将水准仪安置于E点处，由于距离相等，视准轴与水准轴不平行所产生的高差误差可消除，故hAB不受视准轴误差的影响。

用两次仪器高法测定A、B两点高差hAB，若两次测得高差之差不超过3mm，则取平均值作为最后结果。

③将水准仪设置在靠近B点约距3m处F点（A、B两点内、外侧均可），精平仪器后，瞄准B点水准尺，读数为b2；再瞄准A点水准尺，读数为a2，则A、B间高差h'AB为：

h'AB=a2-b2。

若h'AB=hAB，则表明水准管轴平行于视准轴，几何条件满足。

若h'AB≠hAB，则按下述公式计算i角秒值：

根据国家现行《工程测量规范》，水准仪i角绝对值：

DS1型不应超过15"、DS3型不应超过20"，否则需要进行校正。

水准仪i角的检验

立尺点

水准尺读数

高差

平均高差

是否要校正

仪器在A、B点中间位置

A

1335

77

77

否

B

1258

变更仪器高后

A

1508

76

B

1432

仪器在离B点较近的位置

A

1478

75

76

B

1403

变更仪器高后

A

1536

76

B

1460

井下导线测量和水准测量

要求：

每组学生按照井下水准测量的技术要求完成一条复测支导线的测量全过程。

目的是使学生了解井下水准测量的特点，掌握井下水准测量的外业测量方法和测量数据的内业处理方法，了解与地面水准测量的区别。

每组按井下15″级基本控制导线的施测规格完成一条复测支导线的测量任务，各小组在老师指定的巷道内进行测量，每位同学测三个及以上测站。

目的是使学生掌握井下基本控制导线钻凿测量和测量数据处理的全过程。

导线网形如下，水准网按导线网敷设。

其中，A23至13作为单独的支导线进行往返测量（联系测量部分），闭合环作为一个闭合导线环单独测量。

观测数据和处理结果见附录—1。

附录—2。

陀螺经纬仪定向

目的：

使学生掌握一个上陀螺经纬仪的操作方法和程序。

本实验使用跟踪逆转点法，要求每位学生至少连续跟踪3个逆转点；

测前与测后零位的互差，对15″级仪器不得超过0.2格，对其它仪器不得超过0.4格。

逆转点法及中天法观测的限差如下表

观测限差

陀螺经纬仪

精度等级

逆转点法观测限差（″）

中天法观测限差（s）

相邻摆动中值

互差

间隔摆动中值

互差

相邻时间差

互差

相邻时间差

互差

15″

20

30

0.4

0.6

25″

35

55

0.6

0.8

实习前要认真阅读讲义，弄懂陀螺经纬仪定向原理。

认真阅读“陀螺经纬仪使用说明书”，掌握操作步骤及方法，保证仪器安全正常运转，掌握观测数据的记录格式和计算方法。

陀螺经纬仪是精密仪器，操作时要严肃认真，按照操作程序进行实验。

实习观测数据

测前零位观测

左方

中值

右方

备注

-8.25

T=38″

（-8.2）

0.075

8.35

-8.15

逆转点读数

逆转点观测

左方

中值

右方

0°41′00″

（0°43′19″）

1°22′25″

2°2′0″

0°46′08″

1°25′19″

（2°5′0″）

（0°50′25″）

1°29′15″

2°8′00″

0°52′12″

均值

1°25′40″

周期

3m25s

测后零位观测

左方

中值

右方

备注

+7.25

T=38″

-7.36

-0.145

（+7.215）

+7.018

附录—1导线网平差

仪器站

测点

水平边长l

水平角

改正

方位角

cos

sin

坐标增量

坐标

°

′

″

″

°

′

″

X

Y

X

Y

A22

A21

41.122

173

57

30

+2

2

16

12

0.999215

0.039609

41.090

1.629

3787977.3216

513386.6954

C1

C1

A22

23.412

87

18

36.75

+2

269

34

47.75

-0.007327

-0.999973

-0.172

-23.410

3787997.14956

513363.2854

C2

C2

C1

29.351

166

14

3

+2

255

48

51.75

-0.245064

-0.969507

-7.193

-28.456

3787989.9566

513334.8294

G4

G4

C2

20.113

120

5

7

+2

195

53

58.75

-0.961743

-0.273953

-19.344

-5.510

3787970.6126

513329.3194

13

13

G4

17.475

286

7

59.25

+2

302

2

0

0.530413

-0.847740

9.269

-14.814

3787979.8816

513314.5044

12

12

13

13.984

132

1

17.25

+2

254

3

19.25

-0.244709

-0.961528

-3.842

-13.446

3787976.0396

513301.0584

11

11

12

13.408

60

9

42

+2

134

13

3.25

-0.697385

0.716697

-9.351

9.609

3787966.6886

513310.6674

21

21

11

15.643

224

0

15.75

+2

178

13

21

-0.999519

0.031018

-15.635

0.485

3787951.0536

513311.1514

20

20

21

13.103

184

13

11.25

+2

182

26

34.25

-0.999091

-0.042623

-13.091

-0.558

3787937.9626

513310.5934

25

25

20

18.985

104

38

35.25

+2

107

5

11.5

-0.293814

0.955862

-5.578

18.147

3787932.3846

513328.7394

18

18

25

17.424

102

9

18.25

+2

29

14

31.75

0.872563

0.488502

15.204

8.512

3787947.5886

513337.2504

23

23

18

12.822

166

11

1.5

+2

15

25

35.25

0.963973

0.266001

12.360

3.411

3787959.9486

513340.6614

22

22

23

18.876

203

11

20.25

+2

38

36

57.5

0.781347

0.624097

14.749

11.780

3787974.6976

513352.4404

2

2

22

27.478

41

21

36.75

+2

259

58

36.25

-0.174048

-0.984737

-4.086

-23.120

3787970.6126

513329.3194

13

13

2

20.113

295

53

35.25

+2

15

53

13.5

0.961803

0.273742

19.345

5.506

3787979.8816

513314.5044

G4

附录—2水准测量平差

联系测量往测

测点号

第一次仪器高

第二次仪器高

平均高差

往返平均高差

改正数

高程

测点号

测点位置

说明

备注

读数

高差

读数

高差

后视

前视

后视

前视

A23

1496

1460

36.431

底

线路长度

0.1KM

已知点

临1

0462

1734

-238

0419

1698

-0238

-0238

-238

36.193

底

水1

0998

1984

-1522

0979

1943

-1524

-1523

-1522

34.671

帮

水2

0939

1061

-63

0853

1045

-66

-65

-65

34.606

帮

13

-1668

2607

-1745

2603

2605

2604

37.210

顶

联系测量返测

测点号

第一次仪器高

第二次仪器高

平均高差

往返平均高差

改正数

高程

测点号

测点位置

说明

备注

读数

高差

读数

高差

后视

前视

后视

前视

13

-1712

-1640

顶

　线路长度

0.1KM

水2

1039

892

-2604

1021

964

-2604

-2604

帮

水1

1861

974

65

1929

956

65

65

帮

临1

1672

339

1522

1645

406

1523

1522

底

A23

1435

237

1408

237

237

底

已知点

往返测量的闭合差=779-780=-1mm<（50

=15mm）

井下水准网

测点号

第一次仪器高

第二次仪器高

平均高差

距离/m

改正数

改正后高差

高程

测点号

测点位置

备注

说明

读数

高差

读数

高差

后视

前视

后视

前视

13

-1611

-1685

37.210

13

顶

已知点

线路长度0.16KM

12

-1552

-1609

-2

-1582

-1683

-2

-2

17.475

1

-1

37.209

12

顶

11

-1431

-1437

-115

-1452

-1465

-117

-116

13.984

1

-115

37.094

11

顶

21

-1505

-1457

26

-1457

-1476

24

25

13.408

1

26

37.120

21

顶

20

-1378

-1411

-94

-1435

-1360

-97

-96

15.643

1

-95

37.025

20

顶

25

-1615

-1485

107

-1532

-1540

105

106

13.103

1

107

37.132

25

顶

18

-1253

-1392

-223

-1318

-1308

-224

-224

18.985

1

-223

36.909

18

顶

23

-1466

-1468

215

-1504

-1535

213

214

17.424

1

215

37.124

23

顶

22

-1395

-1362

-104

-1357

-1401

-103

-104

12.822

1

-103

37.021

22

顶

2

-1434

-1484

89

-1459

-1447

90

90

18.876

1

91

37.112

2

顶

13

-1539

95

-1565

96

96

23.478

2

98

37.210

13

顶

闭合差=-11mm<（50

=20mm）线路长度0.16KM

井下水准网

测点号

第一次仪器高

第二次仪器高

平均高差

距离/m

改正数

改正后高差

高程

测点号

测点位置

备注

说明

读数

高差

读数

高差

后视

前视

后视

前视