第三章豎井聯(lián)系測(cè)

1、第三章豎井聯(lián)系測(cè) 第三章 豎井聯(lián)系測(cè)量 1、簡(jiǎn)介 1.1聯(lián)系測(cè)量的內(nèi)容 平面聯(lián)系測(cè)量：解決平面坐標(biāo)X、Y的問(wèn)題 高程聯(lián)系測(cè)量：解決豎直面上的高程H問(wèn)題 1.2聯(lián)系測(cè)量的實(shí)質(zhì)： 通過(guò)地面控制點(diǎn)，建立井下的控制點(diǎn)（已知點(diǎn)） 1.3目的： 保證井上與井下坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 2、定向測(cè)量及其精度 2.1定向測(cè)量 即將地面某一已知邊的方位角和該邊上 一端點(diǎn)的坐標(biāo)，引導(dǎo)到地下，作為地下導(dǎo) 線起始邊的方位角和起始點(diǎn)的坐標(biāo)。也可 簡(jiǎn)單理解為通過(guò)地面點(diǎn)求解地下點(diǎn)的坐標(biāo) 和方向 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 2.2 定向測(cè)量的精度 2.2.1坐標(biāo)(定向)點(diǎn)位誤差：e 2.2.2起始坐標(biāo)方位角誤差： e 第三章豎

2、井聯(lián)系測(cè) 2.2 定向測(cè)量的精度 2.2.3定向精度誤差分析 當(dāng)s2000m， e1.2m 說(shuō)明：在進(jìn)行定向測(cè)量時(shí)，一定要保證方位 角的測(cè)量精度 s e tg s e se 2 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 3、高程聯(lián)系測(cè)量 平峒：水準(zhǔn)測(cè)量 斜井：三角高程 豎井：豎井高程聯(lián)系測(cè)量 為鋼尺溫度改正數(shù)。 為鋼尺比長(zhǎng)改正數(shù)； t K tK ABABAB l l llllnml balhhHH ,)( , 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 4、一井定向 4.1簡(jiǎn)介 將地面進(jìn)井口附近 的C、D邊的方位 角和C點(diǎn)的坐標(biāo)， 引到井下定向水 平邊的C1、D1邊 上，從而得到 C1D1邊的方位角 和C1點(diǎn)的坐標(biāo)。 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 4.2

3、 一井定向的步驟 投點(diǎn) 連接 計(jì)算 v投點(diǎn)誤差 假設(shè)e1mm，L1m，可得： 為減小定向角誤差，可減小e誤差，增加L的長(zhǎng)度 一般將e控制在0.5mm以下 為定向角誤差 e為投點(diǎn)誤差 2 AB e tg L e 623 第三章豎井聯(lián)系測(cè) v連接 地面連接： 求出DC邊的方位角 和連接點(diǎn)C的坐標(biāo) 井下連接： 確定經(jīng)緯儀導(dǎo)線起始 邊C1D1的方位角和 C1點(diǎn)的坐標(biāo) 方法：連接三角形法 測(cè)量數(shù)據(jù)： 地面： 井下： ,Ccba 11111 ,Ccba 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 水平角觀測(cè)技術(shù)要求 第三章豎井聯(lián)系測(cè) v計(jì)算 量邊正確性檢 查 求連接A、B 和A1、B1 用導(dǎo)線計(jì)算井 下起始邊的方 位角和起始點(diǎn) 的

4、坐標(biāo) Cabbaccos2 22 計(jì)算值 |計(jì)算值-測(cè)量值|敷設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線A-1-2-B, 并測(cè)設(shè)高程 2其中開(kāi)切點(diǎn)A為已知設(shè) 計(jì)值，貫通中線方位角 AP為已知設(shè)計(jì)值 3欲求得貫通元素，需先 求P點(diǎn)坐標(biāo)值 B A P 1 2 A P 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 傾斜巷道貫通元素的計(jì)算 求定點(diǎn)P的坐標(biāo)： tanAP=(YP-YA)/(XP-XA) tan2P=tan2B =(YP-Y2)/(XP-X2) 由以上兩式 XP、YP 并現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定點(diǎn)P的位置， 測(cè)出其高程HP A P 1 2 A B P 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 傾斜巷道貫通元素的計(jì)算 計(jì)算貫通元素： 計(jì)算DAP，為了檢核P點(diǎn)的 正確性，可以驗(yàn)證：D2B=

5、D2P+DPB 求傾角AP： tanAP=(HP-HA)/DAP 求斜距SAP=(HP-HA)/sinAP 求指向角P=PA-PB AAP-A1 A P 1 2 A B P 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 傾斜巷道貫通的施測(cè) 貫通測(cè)量 v利用指向角分別在A、 P兩點(diǎn)架設(shè)經(jīng)緯儀給出 中線方向 v利用傾角給出坡度 v對(duì)于沿煤層掘進(jìn)的斜 巷， 可不需要測(cè)設(shè)腰線 A P 1 2 A P B 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 7、豎直巷道的貫通 明確任務(wù) 如圖，巷道已掘到CD，O20 點(diǎn)坐標(biāo)已知 任務(wù)：由D掘到O21，然后 由O21向上掘至O20貫通 求定貫通元素： 實(shí)質(zhì)為求O21點(diǎn)的平面坐標(biāo) 和高程，其中，C、D、O20均為已知

6、點(diǎn)，O21的平面坐標(biāo)即為O20的平面坐 標(biāo) O1 O20 O21 CD 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 豎直巷道貫通元素的計(jì)算 貫通元素的求解： 平巷中線的方位角DO21 平巷中線的定向角 =DO21-DC 貫通的水平距離DDO21 O21點(diǎn)的高程： HO21=HD+IDDO21 其中I為設(shè)計(jì)坡度，上坡為正，下坡為負(fù) 貫通豎井長(zhǎng)度：h=HO20-HO21 O1 O20 O21 CD 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 豎直巷道貫通的施測(cè) 貫通測(cè)量 在D點(diǎn)架設(shè)經(jīng)緯儀，撥 角給出中線方向， 當(dāng)掘進(jìn)到長(zhǎng)度為DDO21時(shí)， 將O21標(biāo)定在底板上 最后向上進(jìn)行貫通挖掘 O1 O20 O21 CD 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 其他貫通測(cè)量 坑道與

7、鉆孔的貫通 開(kāi)掘豎直通風(fēng)井 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 8、貫通偏差的測(cè)定與調(diào)整 平斜巷水平面內(nèi)貫通偏差的測(cè)定 方法一：測(cè)定兩中線間的距離即可 方法二：將兩端導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測(cè)起來(lái)，計(jì)算閉 合邊方位角的差值和坐標(biāo)閉合差 d k A B 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 貫通偏差的測(cè)定與調(diào)整 平斜巷豎直面內(nèi)貫通偏差的測(cè)定 方法一：用水準(zhǔn)儀或鋼尺測(cè)兩端腰線點(diǎn) 的高差 方法二：利用水準(zhǔn)儀或三角高程法聯(lián)測(cè) 兩端已知高程點(diǎn)，求其閉合差 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 貫通偏差的測(cè)定與調(diào)整 豎井中心偏差的測(cè)定 v方法一：重新測(cè)定井下導(dǎo)線邊的方位角 和中線點(diǎn)的坐標(biāo)，則前后兩點(diǎn)之間的距 離即為豎井中心的實(shí)際偏差 v方法二：將上、下井筒的中心在相遇面 上標(biāo)出

8、，直接用小鋼尺量其偏差 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 貫通偏差的測(cè)定與調(diào)整 中線的調(diào)整 對(duì)次要巷道，只需將最后幾架支柱加以修正即可 對(duì)主要巷道，可將貫通面兩端中線點(diǎn)相連以代替原中 線 當(dāng)轉(zhuǎn)折角在5分以內(nèi)時(shí)，以直線代之 當(dāng)轉(zhuǎn)折角在525分時(shí)，可不加設(shè)曲線，但A、B應(yīng)內(nèi) 移，直到轉(zhuǎn)折角小于5分為止 但轉(zhuǎn)折角大于25分時(shí)，則應(yīng)以半徑為4000m的圓曲線 加設(shè)反向曲線 A B 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 貫通偏差的測(cè)定與調(diào)整 腰線的調(diào)整 實(shí)測(cè)巷道兩端腰線的高差后，可按實(shí)際高 差和距離求出坡度：Ih/d q如果實(shí)測(cè)坡度與原設(shè)計(jì)坡度相差在千分之 二以內(nèi)，則按實(shí)際算出的坡度調(diào)整腰線 q如果實(shí)測(cè)坡度與原設(shè)計(jì)坡度相差超過(guò)千分 之二，

9、則應(yīng)延長(zhǎng)調(diào)整坡度的距離直到小于 千分之二為止 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 第八節(jié) 巷道貫通測(cè)量的誤差估計(jì) 1、補(bǔ)充知識(shí)、補(bǔ)充知識(shí): 測(cè)量誤差的基本知識(shí)測(cè)量誤差的基本知識(shí) 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 觀測(cè)誤差概念 v等精度觀測(cè)：觀測(cè)條件相同的各次觀測(cè)等精度觀測(cè)：觀測(cè)條件相同的各次觀測(cè) v不等精度觀測(cè)：觀測(cè)條件不同不等精度觀測(cè)：觀測(cè)條件不同 v觀測(cè)條件：觀測(cè)者、儀器、施測(cè)環(huán)境觀測(cè)條件：觀測(cè)者、儀器、施測(cè)環(huán)境 v誤差（誤差（error）：觀測(cè)值真值真誤差，簡(jiǎn)稱誤差）：觀測(cè)值真值真誤差，簡(jiǎn)稱誤差 v系統(tǒng)誤差（系統(tǒng)誤差（system error）：在相同的條件下，對(duì)觀）：在相同的條件下，對(duì)觀 測(cè)量進(jìn)行多次觀測(cè)，誤差的大小相

10、等、符合相同或呈測(cè)量進(jìn)行多次觀測(cè)，誤差的大小相等、符合相同或呈 現(xiàn)某種規(guī)律性的變化；現(xiàn)某種規(guī)律性的變化； v偶然誤差（偶然誤差（accident error）：在相同的條件下，對(duì)觀）：在相同的條件下，對(duì)觀 測(cè)量進(jìn)行多次觀測(cè)，誤差的大小和符號(hào)從表面看沒(méi)有測(cè)量進(jìn)行多次觀測(cè)，誤差的大小和符號(hào)從表面看沒(méi)有 一定的規(guī)律性；也稱為隨機(jī)誤差。一定的規(guī)律性；也稱為隨機(jī)誤差。 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 偶然誤差的特性 v在一定的觀測(cè)條件下，偶然誤差的絕對(duì)值在一定的觀測(cè)條件下，偶然誤差的絕對(duì)值 不會(huì)超過(guò)一定的限度；不會(huì)超過(guò)一定的限度； v絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的 機(jī)會(huì)要多；

11、機(jī)會(huì)要多； v絕對(duì)值相等的正誤差與負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)絕對(duì)值相等的正誤差與負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì) 相同；相同； v當(dāng)觀測(cè)次數(shù)無(wú)限增多時(shí)，偶然誤差的算術(shù)當(dāng)觀測(cè)次數(shù)無(wú)限增多時(shí)，偶然誤差的算術(shù) 平均值趨近于于零平均值趨近于于零 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 偶然誤差的誤差曲線 橫坐標(biāo)：誤差的大小橫坐標(biāo)：誤差的大小 縱坐標(biāo)：誤差出現(xiàn)的次數(shù)縱坐標(biāo)：誤差出現(xiàn)的次數(shù) 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 最或是值 對(duì)觀測(cè)量進(jìn)行多次等精度觀測(cè)，設(shè)每次的對(duì)觀測(cè)量進(jìn)行多次等精度觀測(cè)，設(shè)每次的 觀測(cè)值分別為觀測(cè)值分別為L(zhǎng)1、L2、。、。Ln，其算術(shù)平，其算術(shù)平 均值均值X為為 n L n LnLL X .21 33 . 22 1 LX LX LX 第三章豎

12、井聯(lián)系測(cè) 將各等式兩端相加，得將各等式兩端相加，得 LnX 將上式兩端各除以將上式兩端各除以n，得，得 n L X n 真值。 其算術(shù) 就是觀是觀測(cè)量的 平均值，即對(duì)對(duì)某量觀測(cè)無(wú)窮多 。Xx則0, n 時(shí)，n當(dāng) 特性，根據(jù)偶然 誤據(jù)偶然誤差 v在實(shí)際作業(yè)中，觀測(cè)次數(shù)都是有限的，所以算術(shù)平均值是在實(shí)際作業(yè)中，觀測(cè)次數(shù)都是有限的，所以算術(shù)平均值是 觀測(cè)量的最可靠值，通常稱為最或是值。觀測(cè)量的最可靠值，通常稱為最或是值。 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 衡量精度的標(biāo)準(zhǔn) v平均誤差：各個(gè)真誤差絕對(duì)值的算術(shù)平均值平均誤差：各個(gè)真誤差絕對(duì)值的算術(shù)平均值 v中誤差：各個(gè)真誤差平方的平均值的平方根中誤差：各個(gè)真誤差平方的平

13、均值的平方根 v我國(guó)采用中誤差作為衡量觀測(cè)精度的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)采用中誤差作為衡量觀測(cè)精度的標(biāo)準(zhǔn)， 但在實(shí)際應(yīng)用中我們用改正數(shù)計(jì)算中誤差但在實(shí)際應(yīng)用中我們用改正數(shù)計(jì)算中誤差 nn n.21 nn m n . 222 21 1 n vv m 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 衡量精度的標(biāo)準(zhǔn) 相對(duì)誤差：當(dāng)觀測(cè)誤差隨觀測(cè)量的大小而變化相對(duì)誤差：當(dāng)觀測(cè)誤差隨觀測(cè)量的大小而變化 時(shí)，如分別丈量時(shí)，如分別丈量100m和和200m，其中誤差均為，其中誤差均為 為了客觀的衡量測(cè)量的精度，常用相對(duì)為了客觀的衡量測(cè)量的精度，常用相對(duì) 中誤差來(lái)表示：中誤差來(lái)表示： 容許誤差：在測(cè)量中為了保證成果的精度，對(duì)容許誤差：在測(cè)量中為了保證成果的

14、精度，對(duì) 偶然誤差的絕對(duì)值規(guī)定有一定的限值。由誤差偶然誤差的絕對(duì)值規(guī)定有一定的限值。由誤差 理論和測(cè)量實(shí)踐證明，在一系列的等精度觀測(cè)理論和測(cè)量實(shí)踐證明，在一系列的等精度觀測(cè) 誤差中，凡大于兩倍中誤差的偶然誤差個(gè)數(shù)占誤差中，凡大于兩倍中誤差的偶然誤差個(gè)數(shù)占5 ，大于三倍中誤差的占千分之三，所以：，大于三倍中誤差的占千分之三，所以： cm2 N m L L m K 11 m2容 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 觀測(cè)值函數(shù)的中誤差（中誤差傳播定律） 線性函數(shù)的中誤差：線性函數(shù)的中誤差： 22 22 2 11z xn2x1x n11 2211 ).()(m m.mm . xnnxx n nn mKmKmK KKXX

15、 XKXKXKZ ）（ 則有： ，為各觀測(cè)值對(duì)應(yīng)的中誤差 為常數(shù)，設(shè)為獨(dú)立觀測(cè)值，式中 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 一般函數(shù)的中誤差：一般函數(shù)的中誤差： 算術(shù)平均值的中誤差：算術(shù)平均值的中誤差： 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 z n21 n21 n21 .m . . ).( xnxx XXX m Xn f m X f m X f mmm XXX XXXfz ）（）（）（ 則有、分別為： 為獨(dú)立觀測(cè)值，中誤差、式中 、 n m M m n m n m n M L n L n L nn L X n 222222 21 ) 1 .() 1 () 1 ( 1 . 11 由此可見(jiàn)，采取多次觀測(cè)能由此可見(jiàn)

16、，采取多次觀測(cè)能 削弱偶然誤差對(duì)算術(shù)平均值削弱偶然誤差對(duì)算術(shù)平均值 的影響，但的影響，但M與與n并不成正比，并不成正比， 所以當(dāng)觀測(cè)次數(shù)達(dá)到一定時(shí)所以當(dāng)觀測(cè)次數(shù)達(dá)到一定時(shí) 即使再增加觀測(cè)次數(shù)，精度即使再增加觀測(cè)次數(shù)，精度 卻提高很少，這時(shí)應(yīng)選擇適卻提高很少，這時(shí)應(yīng)選擇適 當(dāng)?shù)膬x器和觀測(cè)方法當(dāng)?shù)膬x器和觀測(cè)方法 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 權(quán) q權(quán)是在不等精度觀測(cè)中評(píng)價(jià)各觀測(cè)值精度大權(quán)是在不等精度觀測(cè)中評(píng)價(jià)各觀測(cè)值精度大 小的一個(gè)信任度，顯然，觀測(cè)值的精度越高，小的一個(gè)信任度，顯然，觀測(cè)值的精度越高， 中誤差就越小，那么權(quán)值就越大，因此可以這中誤差就越小，那么權(quán)值就越大，因此可以這 樣來(lái)定義權(quán)：樣來(lái)定義權(quán)：

17、 值。須采用同一個(gè)一組過(guò)程中的權(quán)時(shí)，必誤差。在用定義式求同 為相應(yīng)觀測(cè)值的中為任意常數(shù)，為觀測(cè)值的權(quán)，式中 ii i i mP m P 2 2 通常稱等于通常稱等于1的權(quán)為單位權(quán)，權(quán)為的權(quán)為單位權(quán)，權(quán)為1的觀測(cè)值為的觀測(cè)值為 單位權(quán)觀測(cè)值，單位權(quán)觀測(cè)值， 為單位權(quán)中誤差。為單位權(quán)中誤差。 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 帶權(quán)平均值 解決的是非等精度觀測(cè)值求平均值的問(wèn)題解決的是非等精度觀測(cè)值求平均值的問(wèn)題 . . 21 2211 P PL PPP LPLPLP X n nn n L n LnLL X .21 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 帶權(quán)平均值的中誤差 . . 21 2211 P PL PPP LPLPLP X n

18、nn PP P m X X 帶權(quán)平均值的權(quán)等于各觀測(cè)值的權(quán)之和帶權(quán)平均值的權(quán)等于各觀測(cè)值的權(quán)之和 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 單位權(quán)中誤差 在非等精度觀測(cè)中，由于每個(gè)觀測(cè)值的精度在非等精度觀測(cè)中，由于每個(gè)觀測(cè)值的精度 不同，就必須先求出單位權(quán)中誤差，再根據(jù)不同，就必須先求出單位權(quán)中誤差，再根據(jù) 公式公式 求出觀測(cè)值的中誤差。單位權(quán)中誤求出觀測(cè)值的中誤差。單位權(quán)中誤 差可以用下式來(lái)求。差可以用下式來(lái)求。 由于真誤差無(wú)法得到，則用改正數(shù)來(lái)計(jì)算：由于真誤差無(wú)法得到，則用改正數(shù)來(lái)計(jì)算： 則帶權(quán)平均值的中誤差可寫為：則帶權(quán)平均值的中誤差可寫為： p m i n p 1 n pvv ) 1( np pvv pn p p mx 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 例題 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 例題 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 2、貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì) p工作目的（內(nèi)容）： 通過(guò)各方面測(cè)量對(duì)貫通測(cè)量誤差（橫向誤 差、豎向誤差）的影響，在貫通測(cè)量誤差 要求（設(shè)計(jì)要求）的前提下，進(jìn)行理論估 計(jì)； 在此基礎(chǔ)上對(duì)（不斷修正）各方面測(cè)量 （地面的控制測(cè)量、豎井聯(lián)系測(cè)量、地下 的控制測(cè)量）的誤差范圍提出施測(cè)要求 （測(cè)量的等級(jí)） 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 第三章豎井聯(lián)系測(cè) 3、貫通點(diǎn)橫向誤差預(yù)計(jì) p貫