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矿山测量学课程设计

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《车夫山矿山测量设计说明书》

学院: 环境与测绘学院
班级: 测绘工程08-3班
姓名: QQ:
学号: 07083067
指导老师: 于宁锋

环境与测绘学院
-7-22

目 录
1. 课程设计目的与背景: ..........................................................................................1
2.矿山基本情况………….......................................................................................1 2.1.地形地貌及气象条件..........................................................................................1 2.2交通条件.................................................................................................................1
2．3．测区已有测绘资料及成果利用...................................................................1
3.坐标系统...................................................................................................................1
4.相关作业依据与要求....... ..................................................................................... 2
5、 生产限差...................................................................................................................3
6、 矿井平面联系测量...................................................................................................4
6.1地面平面控制测量................................................................................................4 6.2.两井定向................................................................................................................9
6.3.南山风井陀螺定向..............................................................................................14
6.井下平面控制测量................................................................................................19
7、 地面水准测量........................................................................................................27
8．矿井井下高程控制测量........................................................................................30
8.1.高程联系测量....................................................................................................30
8.2井下高程控制测量..............................................................................................30
9、 经费预算.................................................................................................................35
10.课程设计小结.......................................................................................................36

1. 课程设计目的与背景:
矿山测量课程设计是在学完矿山测量学课程和完成矿山测量教学实验之后进行的。是对学生进行测绘高级工程人才基本训练的一个重要环节。其目的在于经过对某矿井的主要矿山测量工作的设计, 培养学生独立分析问题和解决问题的能力及其创新能力。为了经过模拟实践更好的理解课本知识, 更真实的了解矿山测量工作, 环境与测绘学院在 7月10日至7月28日组织08届学生进行矿山测量课程设计, 让学生将学过的知识有效的复习并形成体系。而且能够学到书本上介绍不全的有效测量方法。
2.矿山基本情况
2.1.地形地貌及气象条件
徐州市车夫山镇位于华北平原的东南部, 域内除中部和东部存在少数丘岗外, 大部皆为平原。丘陵海拨一般在100－200米左右, 丘陵山地面积约占全市9.4%。丘陵山地分两大群, 一群分布于市域中部, 山体高低不一, 车夫山海拔361米平原总地势由西北向东南降低, 平均坡度1/7000--1/8000, 平原约占土地总面积的90%, 海拨一般在30－50米之间。徐州市车夫山镇年日照时数为2284至2495小时, 日照率52%至57%, 年气温14℃, 年均无霜期200至220天, 年均降水量800至930毫米, 雨季降水量占全年的56%。气候资源较为优越, 有利于农作物生长。主要气象灾害有旱、 涝、 风、 霜、 冻、 冰雹等。
2.2交通条件
交通便利, 有省道经过。
2．3．测区已有测绘资料及成果利用
2．3．1．收集资料
收集矿区内各种已有的测绘资料, 包括地形图、 交通图、 基本矿图、 专门矿图、 日常生产用图和生产交换图以及基础控制成果( 成果表、 点之记、 网图、 技术总结) 及鉴定结论等, 以级与甲方沟通后甲方提出的其它要求。
2.3.2平面控制资料
为了使矿区坐标系统的一致性。选用四个国家B级GPS, 这两个控制点A1, A2, A3, A4都是矿区首级平面控制测量的起算点。
2.3.3高程控制资料
为使矿区高程系统相一致, 故矿区首级水准控制网的高程系统选择1985黄海高程系, 而且两个二等水准点SZ1, SZ2。
3.坐标系统
一个矿区应采用统一的坐标和高程系统。为了便于成果、 成图的相互利用, 采用国家3°带高斯平面坐标系统。在特殊情况下, 可采用任意中央子午线或矿区平均高程面的矿区坐标系统。平面坐标系采用1954北京坐标系。按3°分带, 中央子午线经度为L0=111°, 横坐标加500Km。
矿区高程尽可能采用1985国家高程基准, 当无此条件时, 方可采用假定高程系统。
4.相关作业依据与要求
4．1相关测量规范
1.《煤矿安全规程》
2．《煤矿测量规程》
3.《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/18314- )
4.《DZS3水准仪使用说明书》( 北京博飞) ;
5.《Leica TC1500用户手册》(瑞士徕卡);
6.《测绘产品检查验收规定》, CH 1002－95。
7.《测绘产品质量评定标准》, CH 1003－95。
4.2．等级、 精度要求
4.2.1.矿区首级平面控制网必须考虑矿区远景发展的需要。一般在国家一、 二等平面控制网基础上布设, 其等级应依矿区走向长度, 参照表1选定。
表1
矿区走向
( 长度) km
首级控制
加密控制
26~100
5~25
＜5
三 等
四 等
一、 二级( 小三角、 小测边或导线)
四等、 一级( 小三角、 小测边或导线) 一级( 小三角、 小测边或导线)
—
在满足当前生产建设的前提下, 加密网能够采用越级加密控制网的方
4.2.2．光电测距导线的布设标准
等 级
附( 闭) 合
导线长度
( km)
一般边长
( km)
测距相对
中误差
测角中误差
导线全长
相对闭合差
三等导线
四等导线
一级导线
二级导线
15
10
5
3
2~5
1~2
0.5
0.25
1/100000
1/100000
1/30000
1/ 0
±1.8
±2.5
±5
±10
1/00000
1/40000
1/ 0
1/10000
4.2.3矿区地面高程首级控制网, 一般应采用水准测量方法建立, 其布设范围和等级选择, 应符合表2的规定。
表2
矿区长度( km)
首级控制
加密控制
>25
5~25
<5
三等水准
四等水准
等外水准
四等水准、 等外水准
等外水准
—
4.2.4.井下平面控制分为基本控制和采区控制两类。两类控制导线都应敷设成闭( 附) 合导线或复测支导线。
基本控制导线按测角精度分为±7″、 ±15″两级, 采区控制导线亦按测角精度分为±15″、 ±30″两级。各矿井可根据采掘工程的实际需要, 依矿井和采区开采范围的大小选定。
1、 基本控制导线的主要技术指标参照表3选定。
表3
井田一翼长度
( km)
测角中误差
( ″)
一般边长
( m)
导线全长相对闭合差
闭( 附) 合导线
复测支导线
≥5
＜5
±7
±15
60~200
40~140
1/8000
1/6000
1/6000
1/4000
2、 采区控制导线的主要技术指标参照表4选定。
表4
采区一翼长度
( km)
测角中误差
( ″)
一般边长
( m)
导线全长相对闭合差
闭( 附) 合导线
复测支导线
≥1
＜1
±15
±30
30~90
—
1/4000
1/3000
1/3000
1/
注: 30″导线可作为小矿井的基本控制导线。
5.生产限差
1. 按一般采矿工程对测量工作的要求来确定。一般采矿工程对测量工作的要求主要表现在利用矿图来解决采矿技术问题。为满足基本矿图的精度要求, 一般采用3.0m作为生产限差, 即基本矿图上最弱点相对于矿井近井点或井下导线起始点而言的点位极限误差值为3.0m。此限差值中包括有测量、 绘图和用图的误差, 若去掉后两项, 测量允许误差( 对1: 矿图而言) 为2.75m左右。
2. 按测图与绘、 用图精度相匹配的原则确定。绘、 用图的极限误差一般取0.8mm( 图上) , 若矿图的比例尺为1: 时, 即为1.6m, 此误差值仅指测量误差, 不含绘、 用图误差。
3. 按井巷光通的限差确定。平面上中线的允许偏差取0.3~0.5m, 高程的允许偏差为0.2m, 此误差仅指测量误差。
4. 按由地面向井下指定地点打垂直钻孔的要求确定, 当孔深小于100m时, 可取1.4m作为生产限差。
6.矿井平面联系测量
将地面平面坐标系统传递到井下的测量称平面联系测量, 简称定向。 矿井联系测量的目的是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。其必要性在于: (1)需要确定地面建筑物、 铁路和河湖等与井下采矿巷道之间的相对位置关系。(2) 需要确定相邻矿井的各巷道间及巷道与老塘(采空区)间的相互关系, 正确地划定两相邻矿井间的隔离矿柱。 (3) 为解决很多重大工程问题, 如井筒的贯通或相邻矿井间各种巷道的贯通, 以及由地面向井下指定地点开凿小井或打钻孔等等。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。
6.1地面控制测量
矿区地面控制点采用GPS定位技术, 利用GPS静态测量获得近进点的地面坐标。可利用Leica GRX1200系列GPS接收机进行测量。操作时严格按照《全球定位系统( GPS) 测量规范》中的D级精度要求来测设主副井及南山风井附近的近井点Ⅰ及近井点Ⅱ的坐标, 观测时间不得少于4小时。近井点Ⅰ及近井点Ⅱ间应尽量通视, 这样在由近井点Ⅰ向主、 副井施测连接导线时, 便能够近井点Ⅱ为后视点, 从而消除了起始边近井点Ⅰ--近井点Ⅱ的坐标方位角中误差对贯通的影响; 为了保证GPS观测效果的可靠性, 有效的发现观测成果中的粗差.必须使GPS网中的独立边构成一定的几何图形。常规测量中对图形设计事 一项非常重要的工作。而在GPS网图形设计时因GPS同步观测不要求通视, 因此其图形设计具有较大的灵活性。GPS网图形设计主要取于用户的要求, 经费, 时间, 人力以及所投入接受机的类型.数量和后勤保障条件等。
GPS测量基本技术要求规定
项目
卫星截止高度角°
同时观测有效
卫星数
有效
卫星
总数
观测时段
时段
长度(min)
采样间隔S
时段中任一卫星有效观测时间(min)
D级
15
≥4
≥9
≥1.0
≥50
15
≥15
为保证GPS网图形精度, 应以高级点为基础, 保证精度的前提下根据本矿区实际情况, 以A1, A2, A3, A4四个C级GPS控制点为基础, 采用边连式的图形。近井点Ⅰ--近井点Ⅱ为其中一条基线。共十二条独立基线, 观测七个时段。
把车夫山栅格图像导入AUTOCAD 中, 进行GPS网形设计, 如下图:
注下图GPS网形表示的是独立基线。

使用MATLAB进行编程, 以下为代码:
B=zeros(24,8);
JK=[1,99;2,99;2,1;1,3;2,99;3,99;4,99;3,4;3,99;4,99;1,99;1,99;];
i=1;
while 1
if i==13;
break;
end
j=JK(i,1);k=JK(i,2);
B((i-1)*2+1,(j-1)*2+1)=1;
B((i-1)*2+2,(j-1)*2+2)=1;
if k==99
a=1;
else
B((i-1)*2+1,(k-1)*2+1)=-1;
B((i-1)*2+2,(k-1)*2+2)=-1;
end
i=i+1;
end
P=blkdiag(1.03875,1.03875,1.09406,1.09406,0.9123,0.9123,0.91332,0.91332,0.90669,0.90669,1.09462,1.09462,0.7738,0.7738,1.15552,1.15552,1.15208,1.15208,1.00947,1.00947,1.00704,1.00704,1.0153,1.0153);
BTPB=B'*P*B;
QXX=inv(BTPB);
计算出GPS独立基线( △x, △y) 的协因数矩阵:

根据以上数据, 使用EXCEL计算GPS控制网未知控制点( 近井点Ⅰ, 近井点Ⅱ及B1和B2) 的点位误差如下表:

近井点Ⅰ, 近井点Ⅱ的点位误差分别为: 9.417mm,10.28mm。
(2) 如果受地形、 地物条件的限制, 近井点Ⅰ与Ⅱ之间无法通视, 则可在Ⅰ、 Ⅱ之间敷设地面连接导线, 由于Ⅰ点及Ⅱ点的坐标已知, 便可采用”无定向导线”的解算方法, 即类似于两井几何定向时解算井下连接导线的方法, 求出Ⅰ与Ⅱ之间各导线点1, 2, ……的坐标及各导线边坐标方位角。

1 2

近井点Ⅰ 3
主井 近井点Ⅱ
南山风井

在AUTOCAD 中设计从近井点Ⅰ到近井点Ⅱ布设无定向导线进行加密。为
一级导线, 以下为一级导线技术要求:
等 级
附( 闭) 合
导线长度
( km)
一般边长
( km)
测距相对
中误差
测角中误差
导线全长
相对闭合差
一级导线
5
0.5
1/30000
±5
1/ 0
使用南方全站仪NTS-352全站仪进行测角量边, 标称精度: 测角±5.0″、 测距( 2mm+2ppm×D) 。两测回进行施测, 故测角中误差为±5.0″/2=3.5"

对无定向导线进行平差可使用”控制测量优化设计与平差2.13版”软件,
可在此软件中直接导入在AUTOCAD 设计的加密导线。设置计算方案:

根据设计的无定向导线路线添加测站, 照准点和后视点。如: 在J2架站后视J1前视J3, 构成一测站。

在软件中的设计的无定向导线路线:

以下为本软件计算的数据:
优化设计模拟数据精度表

测站
照准点
方位角中
误差(")
边长中误
差(mm)
边长相对
中误差
J3
J2
2.25
2.26
1/91862
J3
J4
2.46
2.27
1/93489
J2
J1
2.39
2.30
1/97779
J2
J3
2.25
2.26
1/91862
J1
近井点Ⅱ
3.23
2.31
1/96420
J1
J2
2.39
2.30
1/97779
J4
J3
2.46
2.27
1/93489
J4
近井点Ⅰ
3.02
2.39
1/ 11万

优化设计模拟控制点成果表

点名
坐标
高程
( m )
备注
X( m )
Y( m )
近井点Ⅱ
37.222
2338.862

近井点Ⅰ
1100.036
2368.000

J2
453.816
2496.946

J3
661.312
2496.946

J4
873.132
2496.946

J1
237.673
2436.342

点位误差

点名
坐标误差
误差椭圆参数
高程中误
差(mm)
Mx(mm)
My(mm)
M(mm)
A(mm)
B(mm)
F(度 分)
J2
2.85
5.00
5.76
5.02
2.82
96 11

J3
2.85
5.02
5.77
5.04
2.83
85 13

J4
2.57
3.71
4.51
3.86
2.34
69 46

J1
2.36
3.46
4.19
3.53
2.25
105 03

6.2两井定向
主要由于井筒直径的限制, 一井定向误差相对较大。当矿区有两个立井, 且两井之间在定向水平上有巷道相通并能进行测量时, 就要采用两井定向。
在主副井两井筒各挂一根垂球线, 此两垂球线在井上、 井下的坐标方位角保持不变, 经过从近井点Ⅰ至主副井的地面测量确定此两垂球线的坐标, 并计算其连线的坐标方位角后, 再在井下巷道中, 用经纬仪导线对两垂球线进行联测, 取一假定坐标系来确定井下两垂球线的假定方位角, 然后将其与地面上确定的坐标方位角相比较, 其差值便是井下假定坐标系统和地面坐标系统的方位差, 这样便可确定井下导线在地面坐标系统的坐标方位角。

两井定向时, 由于两垂球线间距离大大增加, 因而由投点误差引起的投向误差也大大减小, 这是两井定向的最大优点
两井定向也和一井定向一样, 是由投点、 井上连接和井下连接三个部分组成的。因此, 井下连接导线某一边方位角的总误差为:

式中θ为投向误差。但此时因两垂球线间的距离c加大, 投向误差对定向精度的影响就不像一井定向那样起主要作用了。
《煤矿测量规程》规定, 两井两次独立定向所算得的井下定向边的方位角之差, 不应超过±1′。则一次定向的中误差为

若忽略投向误差θ, 认为井上、 下连接误差大致相同, 则

下面分别计算井上、 下连接误差m上和m下的值。
6.2.1投点
在两个立井中各悬挂一根垂球线A和B。
6.2.2. 地面连接测量
从近井点Ⅰ分别向两垂球线A、 B测设连接导线近井点Ⅰ->J5->J6-A及近井点Ⅰ->J5->J6->B, 以确定A.B的坐标和AB的坐标方位角。导线采用Ⅰ级导线, 观测两测回。

地面连接测量示意图
地面连接误差包括由近井点T到结点J6和由结点J6到两垂球线A、 B所设两部分导线的误差。为了研究方便起见, 假定一坐标系统: AB为y轴, 垂直于AB的方向线为x轴。则

式中:c——两垂球线间的距离; 《煤矿安全规程》规定主副井间距不得小于30m。
太近不符合规定, 太远井底贯通较难。立井一般在50--100。主要为了井上、 下生活流程能合理衔接以及井塔、 井架施工安装和设备布置需要, 也要根据井下运输大巷或石门及地面铁路专用线路的方向和位置、 井底车场形式综合选择。现在多数矿井为60--80m, 少数已达到100m。故C=65m。
mXA——由结点到垂球线A间所测设的支导线误差所引起的A点在x轴方向上的位置误差; mXB——由结点到垂球线B间所测设的支导线误差所引起的B点在x轴方向上的位置误差; n ——由近井点到结点间的导线测角数; n=2; mβ——由近井点到结点间导线的测角误差。
一个近井点的
两井定向连接

=±3..772=1.49mm
mlA=a2+(bD)2=22+(2×0.15499)2=2.1mm

=2.1×sin55°30‘22’‘=1.73mm

=±3..772=0.47mm
mlB=a2+(bD)2=22+(2×0.13073)2=2mm

=2×sin102°4‘46’‘=1.96mm

=1.962+1.732=2.28mm

=1.962+1.732=4mm

=11.19''<15''
由于两井定向独立进行两次, 因此井下导线测角量边误差所引起的连接总误差为mα上‘=mα上2=9.712=6.86’‘

6.2.3. 井下连接测量
在定向水平测设经纬仪线B->J1->J2->A, 导线可采用7″基本控制导线。

井下连接误差是由井下导线的测角误差mβ和量边误差ml所引起的, 即

式中 , ——测角和量边误差所引起的井下导线某边的方位角误差
( 1) 由井下导线测角误差所引起的连接误差

=72652×62.952+54.522=9.7''
( 2) .由井下导线量边误差所引起的连接误差
考虑到量边中包括系统误差和偶然误差的影响, 而量边的系统误差对方位角没有影响, 用钢尺量边时:

=×0.00052×(sin7°30‘10’‘)2=0.4''
式中φi为井下导线边J1—J2与AB连线的夹角。
( 3) .由井下导线测角量边误差所引起的连接总误差
J1—J2边的井下连接误差为:
=9.71''<15''

( 4) 由于两井定向独立进行两次, 因此井下导线测角量边误差所引起的连接总误差为mα下‘=mα下2=9.712=6.86’‘
6.2.4两井定向的工作组织
工作环节多, 测量精度要求高, 缩短占用井筒的时间, 需很好的工作组织。
(1) 准备工作
① 选择连接方案, 作出技术设计; ② 定向设备及用具的准备; ③ 检查定向设备及检验仪器; 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; ⑤ 确定井上下的负责人, 统一负责指挥和联络工作。
(2) 制定地面的工作内容及顺序。
(3) 制定定向水平上的工作内容及顺序。
(4) 定向时的安全措施
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 井盖必须结实可靠地盖好;
④ 对定向钢丝必须事先仔细检查, 放提纲丝时, 应事先通知井下, 只有当井下人员撤出井筒后才能开始;
⑤ 垂球未到井底或地面时, 井下人员均不得进入井筒
⑥ 下放钢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重复进行安全教育, 以提高警惕。在地面工作的人员不得将任何东西掉入井内, 在井盖工作的人员均应配带安全带;
⑧ 定向时, 地面井口自始至终不能离人, 应有专人负责井上下联系。
(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, 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 定向测量的实际时间安排, 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。
6.3南山风井采用陀螺经纬仪定向时的联系测量
采用陀螺边定向, 采用德国威斯特发伦采矿联合公司的GYROMAT 型陀螺经纬仪, 多次定向的资料分析表明该仪 器的一次定向中误差不超过±15″,其精度符合Ⅱ级陀螺仪的要求。
经过一个立井利用陀螺经纬仪定向时的联系测量由三部分组成:
( 1) 经立井由地面向定向水平投点;
( 2) 井上、 下与垂球线连接测量;
( 3) 井下基本控制导线起始边的陀螺经纬仪定向。
6.3.1．投点: 由于立井较深、 井筒中淋水、 尘雾较大, 为了保证精度要求, 因此采用钢丝投点法。为尽量减少或不占用井筒的提升时间, 垂球线布设在管子间。投点采用单重稳定投点。
6.3.2．连接 :
6.3.2．1.地面连接: 在近井点Ⅱ架设全站仪后视J1前视J7( J7为连接点) : 在J7点安置仪器与垂球线E连接, 测角、 量边的精度按《煤矿测量规程》中执行。
导线采用Ⅰ级导线, 观测两测回。
E

6.3.2．2.井下连接: 由陀螺定向边DC起7’‘基本控制导线D->C->1->2。点D,C, 1组成一组井下永久导线点, 点2可采用临时点。在1点架仪器与垂球线E的稳定位置连测, 连接精度要求同7’‘导线。井上、 下连接导线与垂球线E的连接都应独立进行两次, 其最大相对闭合差对地面二级导线不大于1/10000( 光电测距导线) 。″

地面连接导线近井点Ⅱ->J7和井下连接导线D->C->1->2可在与垂球线连接前或连接后进行观测。井上下连接导线与垂球线的连接都应独立进行两次。
6.3.3. 定向
在选定的起始边CD上进行陀螺经纬仪定向, 求出该边的坐标方位角 α0 .陀螺定向采用逆转点法 。定向可在投点连接前先行完成, 也可在连接后再进行。
6.3.4. 内业计算
(1) 根据地面连接测量的成果, 按复测支导线计算垂球线A的坐标(xA、 yA)。
(2) 计算井下连接导线各边的坐标方位角。
(3) 计算井下导线起始点的坐标
6.3.5陀螺经纬仪一次测定方位角的中误差分析
陀螺经纬仪的测量精度, 以陀螺方位角一次测定中误差表示。跟踪逆转点法定向时的误差分析
以德国威斯特发伦采矿联合公司的GYROMAT 型陀螺经纬仪为例来进行探讨。按跟踪逆转点法进行陀螺定向时, 主要误差来源有: ① 经纬仪测定方向的误差; ② 上架式陀螺仪与经纬仪的连接误差; ③ 悬挂带零位变动误差; ④ 灵敏部摆动平衡位置的变动误差; ⑤ 外界条件, 如风流、 气温及震动等因素的影响。
1. 经纬仪测定方向的误差
一条测线一次观测的程序为: 仪器在测站对中整平; 测前以一测回测定测线方向值; 以5个连续跟踪逆转点在度盘上的读数确定陀螺北方向值; 测后以一测回测定测线方向值。这样, 此项误差包括:
(1) 对中误差
一般陀螺定向边都较长, 当测线边长d=60m时, 取eT=ec=0.8mm, 则觇标对中误差 和仪器对中误差 为:
2×1050.82×60×103=±1’‘88

（2） 测线一测回的测量方法中误差

测前测后两测回的平均值中误差
（3） 由5个逆转点观测确定陀螺北方向的误差
逆转点观测误差包括跟踪瞄准误差和读数误差。

故逆转点观测误差为:

由5个逆转点读数计算平均值的公式为:

则相应的误差为:

故经纬仪测定方向的误差为:

2. 上架式陀螺仪与经纬仪的连接误差
陀螺仪与经纬仪靠固定在照准部上的过渡支架来连接。每次定向都要把陀螺仪安置在经纬仪支架上, 这样由于每次拆装连接而造成的方向误差, 根据用WILDT3经纬仪对三台仪器多次的实际测试, 求得其连接中误差, 取。
3. 悬挂带零位变动误差
悬挂带对陀螺摆动系统的指向起阻碍作用, 在实际观测时采用跟踪的方法能够消除悬挂带扭力的大部分影响。悬挂带材料的力学性质的优劣、 陀螺运转造成的温升、 外界气候的变化以及摆动系统的机械锁紧和释放等因素的影响, 均会引起零位变位。根据对三台陀螺经纬仪的167次测试结果, 求得悬挂带零位变动中误差。
4. 灵敏部摆动平衡位置的变动误差
影响摆动平衡位置变动的主要因素是: 电源电压频率的变化引起角动量的变化, 灵敏部内部温度的变化引起重心位移以及由于温升造成悬挂带和导流丝的形变等因素, 都会造成平衡位置的变动。由此而造成的误差多呈系统性, 按JT15陀螺经纬仪灵敏部结构形式进行的98次试验, 摆动平衡位置的最大离散度为, 中误差。
5. 外界条件, 如风流、 气温及震动等影响
这些条件的影响程度较为复杂, 无法精确地一一测试, 可取。
因此, 测线陀螺方位角一次测定中误差为:

误差分析的结果说明德国威斯特发伦采矿联合公司的GYROMAT 型陀螺经纬仪的设计精度是合理可行的。
6.3.6工作组织
井下陀螺边定向时需四人, 其中一人观测, 一人记录, 一人照明, 一人辅助, 在投点时需要的人数最多, 需特别注意安全。
投点工作结束后, 便开始井上、 下导线联测, 此时地面约需6-8人, 其中一人观测, 一人记录, 一人辅助, 一人负责同井上下联系, 井上下导线联测约需8人, 分工情况与地面大致相同, 另外, 应由测量工程师一人负责全面指挥工作, 地面和井下的测量工作由测量技术员担任。
定向所用的主要仪器设备见下表 :
表5
名称
件数
备注
名称
件数
备注
钢尺
2

小绞车
2
下钢线、 钢尺各一台
拉力计
2

滑轮
2

经纬仪
2

大水桶
1

大垂球
1
130kg
定点板
2

小垂球
4

挡风布
2

矿灯

可视人数而定
陀螺仪
1台

定中盘
1

温度计
2个

一、 投点
投点时只下 1 根钢线 ,用直径 1mm 的钢丝 ,挂 lOOkg 的垂坨作摆动观测 , 并用信号圈法和钟摆法检查钢丝是否自由悬挂 ,为了减少滴水影响可在水桶上盖以木板,并安装好定中盘。
投点前可先将定向设备事先运到井口和井下 525 水平马头门,总之,在定向之前能做的工作都应事先做好以减少占用井筒的时间。
摆动观测的具体方法见图示,是用目测法从两个方向观测其最大摆动位置, 从而标出其平衡位置,用定中盘和以固定。
两个方向均观测 13个数值(左7个,右6个)其平均值即为平衡位置。
二、 地面连接导线测量
采用5"级导线连接, 测角量边同地面5"导线要求。
三、 井下连接导线测量
井下连接导线按7"导线精度要求进行施测, 作业要求与井下导线的要求相同。
四、 陀螺定向的作业程度及要求
陀螺定向时采用 ”3-2-3”的作业程序 ”中天法”观测,即使用陀螺仪先在地面已知边上3测回测定仪器常数,仪器下井后,在井下定向边上进行对向观测陀螺方位角各一次,待仪器上井后再在地面已知边上3测回测定仪器常数。
测量陀螺方位角时的技术要求应严格遵守《规程》中关于±15" 级陀螺仪的施测要求 。
6.4 井下平面控制测量
6.4.1导线点的布置
按预计图所示布设成方向附和导线, 为7’‘基本控制导线。在布设导线点时原则上是使边长尽量长, 以米为宜。
导线点的编号:为了制图方便,应尽量避免汉字,而采用英语字母和数字符号 , 以避免混乱。
6.4.2、 井下经纬仪导线的水平角观测要求
( 一) 限差和作业要求
1、 采用仪器和作业要求应符合下表的规定:
表6
导线
使用
观测

按导线水平边长分

类别
仪器
方法
小于1