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矿山测量技术设计书样本
深圳市鹏茜国家矿山公园地下矿山现状测量
技术设计书
1项目名称、项目地点、内容及实行单位
1.1项目名称：
深圳市鹏茜国家矿山公园地下矿山现状测量
1.2项目地点：
深圳市坪山区汤坑村
1.3项目内容：
1、地面1:
500地形测量；
2、地下矿洞1:
500现状测量和纵、横断面测量（-40米）；
3、地下矿洞1:
500现状测量和纵、横断面测量（-90米）；
1.4实行单位：
深圳市地籍测绘大队
2测区概况
2.1测区位置
我队受甲方委托,拟对深圳市鹏茜国家矿山公园地下矿山实行现状地形和断面测量。
鹏茜国家矿山公园（筹建），位于深圳市坪山区汤坑社区，是由深圳珠江投资发展有限公司于投资5500万元全面收购鹏茜矿业公司准备开发旅游项目。
该矿是因开采大理石矿而形成矿区遗迹，整个矿区别为地表层面、地下40米水平、地下90米水平共3个某些，地面工业广场占地面积约1.7万平方米，地下可用空间超过100万立方米，冬暖夏凉，常年气温保持在21－22摄氏度之间，在全国首批国家矿山公园评审中，鹏茜矿区以总分第一成绩获得了“国家矿山公园”资格，是深圳市稀有旅游资源。
地下矿井范畴北至金碧路，南至横坪公路，东至旭升鞋业公司，西到赤子香路，地下巷道长度约10公里。
地面范畴北至金碧路，南至坪山河桥以南约100米，东至鹏茜矿业公司东面围墙外约25米，西到坪山育才中学围墙西南角，面积约0.1平方公里，详细测量范畴见附图一。
深圳市鹏茜国家矿山公园位置如图一。
2.2地理概况
测区内地面建筑物较多，植被稀少，南北和西面是市政公路，交通便利；地下有两个采矿层，有东西两个斜井相通，各层有独立工作竖井，矿道走向较复杂，多支巷，不便于通视，作业难度较大。
巷道平坦，地面干爽，便于通行，主巷道大某些有可用固定照明设备。
原有东西两个通风口，东通风口因铁爬梯损坏，已不能通行，除两个工作竖井外，仅有西通风口一种逃生口，有一定安全隐患。
图一
3已有成果资料分析及运用
测区内既有资料：
1、深圳市国土和规划资源委员会提供一级导线点I-256、I-812和DGY1-281三个，二等水准点一种，点号为II横坪5，高程57.234米，经实地调查，其点位保存完好，可作为本次测量首级控制起算数据；
2、深圳市国土和规划资源委员会提供某些1:
1000地形图（修测）；
3、甲方提供1:
1000矿井开采平面图两份（1999年和测图）。
导线点资料如下：
点名
X坐标（m）
Y坐标（m）
高程H（m）
I-256
32798.973
137581.969
65.504
I-812
32607.164
137424.125
69.861
DGY1-281
33871.877
140272.571
56.307
阐明：
平面系统为深圳市独立直角坐标系；
高程系统为1956年黄海高程系。
（1）原有矿井开采平面图供控制网踏勘、设计、选点等作业用；
（2）已知控制点经检核后作为本次测图起算数据。
4测量作业规定
4.1作业技术原则
1、《工程测量规范》（GB50026-）；
2、《都市测量规范》（CJJ8-99）；
3、《国家三、四等水准测量规范》（GB/T12898―）；
4、《卫星定位都市测量技术规范》（CJJ/T73-）；
5、《1：
5001：
10001：
地形图图式》（GB/T20257.1-）；
6、《煤矿测量规程》（中华人民共和国能源部，1989）；
7、《测绘成果质量检查与验收》（GB/T24356―）；
8、《深圳市基本测绘技术规程》二○○○年十月；
9、《测绘作业人员安全规范》（CH1016―）；
10、本项目测绘合同。
4.2坐标系统及成图规格
1、平面坐标系统为深圳市独立坐标系；
2、高程系统为1956年黄海高程系；
3、测图比例尺为1:
500,等高距为0.5米；
4、地形图分幅采用自由分幅法，图号为西南角坐标加流水号，1，2，3，……构成，流水号按照从北到南，从西到东顺序递增，图幅采用50cm×50cm原则分幅。
5技术设计
5.1地面控制测量
5.1.1地面平面控制测量
5.1.1.1一级导线布设
依照《煤矿测量规程》第10条规定，由于矿区走向长度不大于5公里，本次控制测量在矿区布设一条一级导线作为首级地面平面控制网，点号分别为I-01，I-02，I-03和I-04共四个点（详见附图二：
一级导线布点示意图），测量办法是运用SZ-CORS系统，采用GNSSRTK办法进行测量。
按《卫星定位都市测量技术规范》（CJJ/T73-）第6.1.2条规定，一级GNSSRTK平面测量精度应符合下表规定：
一级GNSSRTK平面测量技术规定表一
级别
相邻点间距离（m）
点位中误差（cm）
边长相对中误差
起算点级别
流动站到单基站间距离（km）
测回数
一级
≥500
5
≤1/0
-
-
≥4
注：
1、一级GNSS控制点布设应采用网络RTK测量技术；
2、网络RTK测量可不受起算点级别、流动站到单基准站间距离限制；
3、困难地区相邻点间距离缩短至表中2/3，边长较差不应不不大于2cm。
5.1.1.2选点、埋点
运用RTK测量办法布设控制点时，选点和埋石除按照《卫星定位都市测量技术规范》规定执行外，应符合如下规定：
1、点位选在地基稳固、视野开阔位置，埋设混凝土桩标石或刻石（标石样式及埋设见附图三）；
2、视场四周障碍物高度不不不大于15°；
3、点位应远离无线电发射源和高压输电线等干挠源；
4、应保证至少与一种邻近点通视；
控制点埋设，在水泥路面，现场凿孔灌注混凝土埋设标志；在水泥铺装地面，则在地面上刻正方形方框，用冲击钻在中心位置钻孔，灌水泥沙浆埋设顶端刻有十字铜标志，标志顶端露出地面3mm，在铺装地面上刻上点号，用红漆描写。
5.1.1.3观测办法
测量使用美国天宝5800接受机进行观测，GNSSRTK测量时，应符合如下规定：
1、接受机天线必要安顿在三脚架上或用三角支架固定，并严格整平，对中误差应不大于3mm；
2、天线高量到毫米，测前、测后各测量一次，两次较差不应不不大于3mm，取其均值作为最后成果；
3、开始作业前，至少在一种已知点上进行检核，平面位置较差不应不不大于5cm；
4、观测选取在卫星较好时段且卫星数不少于5颗、图形强度因子PDOP≤6、卫星高度角≥15°时进行测量，流动站测量精度控制在±3cm内；
5、测量时平面收敛阈值不超过2cm、垂直收敛阈值不超过3cm；
6、每个点测量采用四测回，测回间隔时间≥60s，一测回完毕后，重新进行初始化，每测回自动观测个数设为10个观测值，取平均值作为定位成果,测量成果取四测回平均值；
7、在观测过程中，使用手机或对讲机应远离接受机，遇雷雨天气时，应关机停测，卸下天线以免雷击；
8、观测过程中应完整填写观测手薄；
9、控制点采用常规办法进行边长、角度检核，RTK平面控制点检核测量应符合表二规定。
RTK平面控制点检核测量技术规定表二
级别
边长检核
角度检核
测距中误差（mm）
边长较差相对中误差
测角中误差（〞）
角度较差（〞）
一级
15
≤1/14000
5
14
5.1.2地面高程控制测量
地面一级导线点高程，按四等水准进行联测，水准网布设为闭合环。
5.1.2.1四等水准测量网布设
本次水准测量，以II横坪5为起算点，对一级导线点I-01，I-02，I-03和I-04联测，最后闭合回II横坪5，形成一种闭合环。
水准路线长度约3公里，符合四等水准路线布设时环线最大长度不大于15公里规定。
四等水准测量精度应符合下表规定：
四等水准测量重要技术规定表三
每千米高差中数中误差（mm）
附合路线或环线闭合差（mm）
检测已测测段高差之差（mm）
偶尔中误差M△
全中误差Mw
≤±5
≤±10
≤±20
≤±30
注：
L为闭合环长度；Li:
为检测测段长度，均以km为单位。
5.1.2.2四等水准测量观测办法
四等水准测量使用徕卡NA730型自动安平水准仪观测。
观测前，对使用仪器及水准尺均进行检查，检查指标应当符合《国家三、四等水准测量规范》规定。
四等水准观测采用中丝读数法，直读视距，观测顺序为“后-后-前-前”，采用单程测量路线。
测站设立及观测限差应满足下表规定：
四等水准测量测站观测技术规定表四
视线长度（m）
先后视距差（m）
先后视距累积差（m）
视线高度（m）
≤100
≤3.0
≤10.0
三丝能读数
基铺分划读数差
基铺分划两次高差差
检测间歇点高差差
3.0
5.0
5.0
5.1.2.3四等水准测量平差计算
四等水准测量成果应进行平差计算，计算办法采用概略平差法，同步计算每千米高差全中误差，成果取位应精准至1mm。
其计算小数位取位应符合下表：
水准测量计算小数位取位规定表五
往（返）测距离总和（km）
往（返）测距离中数（km）
各测站高差（mm）
往（返）测高差总和（mm）
往（返）测高差中数（mm）
高程（mm）
0.01
0.1
0.1
0.1
1
1
5.2矿井联系测量
矿井联系测量采用一井定向和钢丝导入高程方式进行。
联系测量应至少独立进行两次，在互差不超过限差时，采用加权平均值或算术平均值作为测量成果。
依照《煤矿测量规程》第45条和第73条规定，联系测量精度规定应符合下表：
联系测量重要精度规定表六
联系测量类别
限差项目
精度规定
备注
几何定向
由近井点推算两次独立定向成果互差
一井定向：
2′
井田一翼长度不大于300小矿井，可恰当放宽限差，但不得超过10′
导入高程
两次独立导入高程互差
＜
h-井筒深度
5.2.1近井点和高程基点测量
在联系测量前，在地面井口附近，先建立作为定向时与垂球线连接点，即连接点，以及为向井下传递高程用高程基点。
为了便于测量连接点，还应在井筒附近建立近井点，近井点可以作为高程基点用。
依照《煤矿测量规程》第50条规定，一级导线点可以作为近井点，本次测量采用一级导线点I-04作为近井点。
5.2.1.1选点、埋点
近井点和高程基点选点和埋设应符合如下规定：
1、点位应埋设在便于观测、保存地方，并埋设标石（标石样式及埋设见附图三）；
2、近井点至井口联测导线边数应不超过三条；
3、高程基点不少于两个。
5.2.1.2近井点和高程基点测量
1、由近井点向井口定向连接点连测时，布设测角中误差不超过±5″闭合导线。
2、井口高程基点测量，按四等水准测量精度规定观测。
5.2.2定向投点
为了将地面坐标和高程传递到井下，必要先把连接地面控制点和井下控制点连接点投点到井下相应位置，即定向投点，投点办法采用单重稳定投点法。
定向投点用设备应符合如下规定：
1、绞车各部件必要能承受投点时所承受荷重三倍，滚筒直径不得不大于250mm，并必要有双闸；
2、导向滑轮直径不得不大于150mm；
3、投点用钢丝尽量采用小直径高强度钢丝，钢丝上悬挂重锤质量应是钢丝极限抗拉强度值60～70%。
垂线下放后，应检查重锤与桶壁、桶底之间以及垂线与井壁、井筒设备之间与否接触，确认无接触后，才干进行连接测量。
摆动垂线稳定位置采用标尺法拟定。
在拟定摆动垂线稳定位置时，应按垂线最大摆幅在标尺上位置，持续读取13次以上（次数为奇数）读书，并取左、右读数平均值中数作为垂线在标尺上稳定位置。
按此办法持续进行两次，两次成果互差不得超过1mm，取其均值作为最后成果。
如果垂线摆动很小，可用仪器直接观测垂线办法进行连接测量。
5.2.3几何定向
一井定向采用三角形连接法进行（如图二）。
图二三角形连接法示意图
A.B——垂线；C——定向连接点
5.2.3.1图形规定
进行井上、井下连接测量三角形，其图形应满足下列规定：
1、两垂线间距离应尽量大；
2、三角形锐角γ应不大于2°；
3、a/c值应尽量小某些；
4、定向边长CD应尽量长。
5.2.3.2观测办法
依照《煤矿测量规程》第66条规定，一井定向所使用仪器、测回数和限差应符合下表规定：
表七
仪器级别
方位角观测办法
测回数
测角中误差
限差
半测回归零差
各测回互差
重新对中测回间互差
DJ2
全圆方向观测法
3
6〞
12〞
12〞
60〞
连接三角形观测，井上和井下同步进行：
1、地面连接
分别在近井点和连接点架设仪器，定向后，分别测出近井点和连接点处转角及γ，同步观测CD边长及边长a,b，量测边长c长度；
2、井下连接
用地面连接同样办法，在井下同步进行连接测量，分别观测和量测相应边、角。
5.2.3.3连接三角形平差计算和井下连接点坐标计算
观测结束后，应对连接三角形进行平差计算，然后把地面和井下各自近井点和连接点与连接三角形构成导线，按导线计算办法，推算出井下近井点坐标和起始边方位角。
在丈量连接三角形各边长度时，应在不同起点丈量六次取均值为丈量成果，同一边长各次观测值互差不得不不大于2mm；
解算得到边长与实际丈量边长，其互差在井上连接三角形中不得超过2mm，在井下连接三角形中不得超过4mm。
5.2.4导入高程测量
通过立井导入高程测量，采用钢丝法。
观测使用钢丝可运用连接测量时垂挂钢丝，在连接测量结束后紧接着进行高程观测，观测办法与地面水准测量办法相似。
观测时，井上井下两台水准仪同步观测，观测和计算应符合如下规定：
1、井上、井下高程基点与钢丝上相应标志间高差，用水准仪以两次仪器高进行测量，其互差不得超过4mm；
2、测量钢丝上、下标志间长度，可将钢丝拉直，放在平坦地面上，用全站仪测量。
5.3井下控制测量
5.3.1井下平面控制测量
通过联系测量把地面坐标系统引测到地下，从而达到地上地下统一在一种坐标系统内。
井下平面控制测量，依照矿井实际状况和《煤矿测量规程》第75条规定，在重要巷道布设一条15〞级闭合导线作为基本控制导线，在采区和独巷则布设30〞级复测支导线作为采区控制导线。
基本控制导线和采区控制导线重要技术规定如下：
基本控制导线重要技术指标表八
井田一翼长度（km）
测角中误差
（〞）
普通边长
（m）
闭合导线全长相对闭合差
＜5
±15
40～140
1/6000
采区控制导线重要技术指标表九
采区一翼长度（km）
测角中误差
（〞）
普通边长
（m）
复测支导线全长相对闭合差
＜1
±30
-
1/
5.3.1.1选点、埋点及观测办法
1、点位选在矿井重要巷道中地基稳固位置，埋设混凝土桩标石（标石样式及埋设见附图四）；
2、导线实测前，应严格整平、对中仪器，仪器高量测三个120°方向，互相差不应超过2mm。
测站沿选定线路布设，视线长度普通不不不大于200m，视线高度和离开障碍物距离不不大于1.3m；
3、观测应在视线清晰、信号稳定期进行距离和水平角观测。
采用如下办法进行：
4、水平角观测2测回，观测误差应符合表十规定；
5、每条边测回数不得不大于两个。
采用单向观测或来回观测时，其限差为：
一测回读数较差不不不大于10mm，单程测回间较差不不不大于15mm；来回观测同一边长时，化算为水平距离（经气象和倾斜改正）后互差，不得不不大于1/6000。
6、在倾角不大于30°巷道中，经纬仪导线水平角观测限差应符合表十规定，在倾角不不大于30°井巷中，各项限差可放大1.5倍。
水平角观测限差重要技术指标表十
仪器级别
同一测回中
半测回互差
检查角与
最后角之差
两测回间互差
两次对中测回（复测）间互差
DJ2
20〞
-
12〞
30〞
DJ6
40〞
40〞
30〞
60〞
7、在倾斜巷道中测量边长时，观测垂直角精度应符合下表：
表十一
观测办法
DJ2经纬仪
DJ6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〞
5.3.1.2平差计算
在检查确认观测成果符合规程规定后，进行平差计算。
井下基本控制导线边长计算，应进行如下计算：
1、气象改正计算；
2、加、乘常数改正计算；
井下导线坐标方位角闭合差应符合下表规定：
坐标方位角闭合差重要技术指标表十二
导线类别
最大闭合差
闭合导线
复测支导线
15〞导线
±30〞
±30〞
30〞导线
±60〞
±60〞
注：
n为闭合导线总站数，n1、n2分别为复测支导线第一次和第二次测量总站数。
角度闭合差不超过表十二规定期，可进行简易平差。
4、井下导线观测、记录、计算取位应符合下表规定。
表十三
导线类别
边长（mm）
角度（〞）
坐标增量和坐标（m）
读数
观测平均值
改正数
改正后值
基本控制
1
0.1
0.1
1
1
0.001
采区控制
1
1
-
-
1
0.001
5.3.2井下高程控制测量
井下15〞导线点同步作为水准点使用，布设成闭合水准环，其高程采用水准测量，按I级水准规定实行。
采区和独巷布设II级水准支线。
井下Ⅰ、II级水准测量，其测量限差如下表：
表十四
水准测量级别
一站两次高差较差
支水准路线来回测量高差不符值
闭、附合路线高程容许闭合差
Ⅰ
4mm
±50mm
±50mm
Ⅱ
5mm
-
-
注：
R为水准点间路线长度（km）；L为闭（附）合路线总长度（km）。
5.3.2.1选点、埋点及观测办法
1、点位选在矿井重要巷道中地基稳固位置，可把导线点用作高程点，埋设混凝土桩标石；
2、高程点每隔300～500米设立一组，每组至少由三个高程点构成，两高程点间距离大概30～80米；
3、水准点间高差采用来回测量办法拟定，来回测量高差较差及闭合差应满足表十四测量限差规定；
4、观测视线长度视巷道照明状况而定，普通为不超过40米，测站观测限差按地面等外水准规定执行。
5.3.2.2成果计算
在检查各测站观测数据无误且符合规范规定后，对水准测量成果进行平差计算。
当相邻两点间高差，用来回观测，其互差不不不大于5mm时，取其平均值作为观测成果；水准测量高差较差（或闭合差）不超过限差时，取来回观测平均值（或按测站数进行分派）作为测量成果。
平差计算小数位取位办法与地面水准测量相似。
5.4地形测量
地形测量采用三维激光扫描仪数字化测图，全站仪补充测量相结合方式进行。
5.4.1地面图根控制测量
图根控制测量只在地面进行碎步测量时进行，办法是采用图根光电测距导线测量，附合次数不超过两次，导线布设成附合导线或支导线。
5.4.1.1图根点标志选取和编号
图根点尽量采用埋石标志或刻石标志，在水泥路面，刻十字或用铆钉作为其中心标志，土地用木桩标志，标志用红油漆标注点名。
图根点编号按“T”加数字序号编号，即T001，T002，……等
5.4.1.2观测办法
1、图根导线测角中误差不得不不大于20″；
2、图根点相对于图根起算点点位中误差和高程中误差都不得不不大于±5cm；
3、图根导线测量应符合下表规定：
图根光电测距导线测量技术规定表十五
仪器类型
垂直角测回数
垂直角较差、指标差较差（″）
对向观测高差较差（m）
附合路线或环线闭合差（mm）
DJ2
对向观测1
≤25
≤0.4XS
≤±40
注：
S为边长（km），D为测距边边长（km），仪器高和棱镜高取至mm，高差较差在限差内取中数。
5.4.1.3图根点高程测量
图根点高程采用光电测距三角高程测量，观测与图根导线观测同步进行，其技术规定如下表：
图根三角高程测量技术规定表十六
比例尺
附合导线长度
（m）
平均边长
（m）
导线相对
闭合差
测回数
方位角
闭合差
（″）
测距办法与测回数
1：
500
900
80
≤1/4000
1
±40
单程观测
1
注：
n为测站数
5.4.1.4平差计算
成果计算前，应对观测数据进行认真检查，确认无误后才干进行成果计算。
平面和高程计算同步进行。
5.4.2三维激光地形测量和地下矿井巷道测量
本次地上和地下地形现状测量使用三维激光扫描仪进行测量。
采用激光扫描仪进行地形和矿山测量是当前世界上比较先进测量技术。
由于激光扫描仪不但可以采用非常高辨别率进行数据采集，并且能获得三维数据，因而很容易生成较其他常规测量办法更为精确数字高程模型。
它比老式GPS+全站仪测量作业方式，作业效率更高，优势非常明显，外业人员作业强度也大大减少。
下图是地面激光扫描仪略图：
图三
5.4.2.1数据采集
碎部测量采用OptechILRIS—3D地面激光扫描仪，该仪器性能参数为：
1200m测距能力@80%反射率，400m测距能力@10%反射率，最小测量距离为3米，测距精度为7mm@100m，最大点间距为2mm@100m，激光光斑直径为22mm@100m。
依照测区实际状况，本次测量拟选用激光扫描仪扫描精度为测距300米点间距不不不大于5cm。
进行扫描时，将仪器架设在控制点上，也可以自由设站，对地物地貌进行详细扫描。
然后使用全站仪对激光扫描仪无法扫描到地方进行补测，同步对激光扫描仪扫描成果进行检测。
5.4.2.2内业解决
野外采集数据，传播到计算机中进行解决。
其解决流程如下图四。
流程如下：
单站点云数据匹配→点云数据分块及预解决→构建三角网生成模型→模型优化解决→把模型匹配到深圳坐标系中→生成等高线、高程点→使用南方CASS成图软件对等高线修改→运用Arcgis软件生成高程点注记→使用南方CASS成图软件自动生成等高线注记→图幅拼接效果图。
图
四
为以便业主使用，每个图形元素分层存储，各种点状符号也按照其属性分层存储。
5.4.3全站仪地形测量
对激光扫描仪无法扫描到地方采用全站仪进行补测。
5.4.3.1细部点精度规定
图上地物点点位中误差与间距中误差（图上mm）
地区别类
点位中误差
邻近地物点间距中误差
都市建筑区和平地、丘陵地
≤0.5
≤±0.4
山地、高山地和设站施测困难旧街坊内部
≤0.75
≤±0.6
5.4.3.2测量规定
1、分幅采用50cm×50cm原则图幅；
2、高程注记到小数后两位，注记密度普通为10～15米，不应不不大于20米；
3、地形图要素及取舍
地形图测绘内容与取舍应符合《都市测量规范》第4.6节中1:
500比例尺测图取舍规定之外,其中工业广场重要绘制内容和注记还应符合下列规定：
（1）测量控制点、井口十字中线基点，注明点号、高程；
（2）各种永久和暂时建（构）筑物，如办公楼、绞车房、井架、仓库、水塔、储水池等，注记重要建（构）筑物名称；
（3）各种井口，注明名称、高程；
（4）各种交通运送设施，如铁轨等；
（5）各种管线和垣栅，
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