浅析煤矿测量的方法与原理.doc

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1、浅析煤矿测量的方法与原理【摘要】随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，煤矿测量突破了传统意义上的含义，不仅仅包括地下测量，而且也包括地上测量，从而最大限度的保障了人民的安全。本文主要介绍了煤矿测量的常用方法的原理，主要包括极坐标法、小角法、前方交会法、后方交会法，通过详细介绍各口方法的原理，以及操作过程和精度指标分析，展示了各自方法的特点，因此在以后工作过程中可根据具体实际情况进行选择合适的方法，具有一定的指导意义。【关键词】煤矿；测量；方法；原理0引言随着计算机技术以及软件工程的快速发展，测绘专业领域也得到了空前的发展，煤矿测量已由传统的经纬

2、仪、水准仪、光电测趴仪、平板仪及手工记录计算的方法，逐步转变全站仪、电子水准仪、GPS等先进的现代仪器，为测绘行业带來了质的突变。虽然先进的仪器使得测绘工作者更为方便、高效，但我们必须全面了解测量方法的相关原理，才能更好的为现代煤矿测量工作服务[1，2]o1煤矿测量方法煤矿测量，主要依托全站仪，因此全站仪常用的方法主要有极如标法、小角度法、前方交会法、后方交会法等。下面根据本人工作经历，具体对各自方法进行详细介绍。1.1极坐标法根据极坐标的原理，以2个已知点建立坐标轴，并以其中1个点为极点作为极坐标系，测定观测点到极点之间的距离，测定观测点与极点连

3、线和两个已知点连线夹角的方法。如图1所示：假设，需测定某点C坐标,首先必须先计算已知点A、B的方位角：采用全站仪进行极坐标测量时，具体操作步骤如下：（1）在测站点A点安置全站仪，对中整平，然后开机，首先要对仪器进行相关参数设置，主要有温度、气压、湿度、棱镜常数、对比度等：紧接在程序中选择测量模式为“放样”。（2）首先输入已知点A的点号，测站点仪器高度，以及A点的三维坐标坐标，并照准后视点B点，输入A点到B点的方位角，或者是输入后视点B点的已知坐标，然后照准B点，读出数据，作为检核，使测出的数据与设计数据差距很小［3］。（3）输入待测点的坐标，然示在

4、仪器上显示出当前视线方向与待定方向Z间的水平夹角，当该夹角接近0度时，转动水平微动螺旋使夹角为0°O（4）指挥将棱镜立于视线方向上，按“测设”键，全站仪即测量出测站至棱镜的水平距离，并计算出该距离与设计距离的差值，在仪器上显示出来。（5）仪器操作员根据计算的距离偏差指挥持镜员，持镜员按照此距离靠近或远离仪器，直到偏差量满足要求时，并在地面上打入带有小铁钉的木桩。（6）木桩固定后，将棱镜架设在木桩顶板的小铁钉上，仪器操作人员回到常规测量界面，测定出该点坐标。该方法在矿山地下工程测量比较常用，且该方法比较灵活,限制条件比较少，适合长距离传递。1.2小角

5、度法由于矿山地下开采，形成了采空区，由于采空区上方岩层长期下沉，导致地表沉陷，使得地表产生沉陷、曲率变形、水平位移、倾斜变形等，严重影响了矿区人民的安全状况。因此我们必须对矿区地区地表进行监控，及时了解该处地表变形情况，其中除了我们进行常规的沉降测量外，还需对水平位移变形情况进行观测，由于矿山在监测设计时,主要是沿着开采区走向与倾斜断面进行布设监测点，因此小角法是一种很实用的方法。小角度法是将仪器安置于稳定点，测定视准线位移点间的微小夹角和水平距离。如图2,利用全站仪精确测出基准线与置镜点到观测点视线之间的微小角度，并按式（4）计算偏离值：小角度法

6、观测时，要尽量将观测墩埋设在两端基点的连线上，使观测角度微小，以减小正弦函数泰勒级数展开的舍入误羌。1.3前方交会法前方交会就是利用已知坐标条件求出未知点的一种比较实用的方法。在煤矿测量屮，由于煤矿地质地貌条件复杂，因此往往致使测站点无法与前方测点通视，经常需要用前方交会的方法來预计待测点坐标和待测边边长。因此，必须选择远离变形区且稳固的日标作为定向点，测站点与定向点的距离要求大于交会边的长度，观测点埋设在能进行多个方向观测的位置。前方交会的角度最好满足30°WaW150。,否则观测出的位移量受测角误差的影响较大。如图3,假设对工作基点C进行校核时

7、，可在稳定区埋设2〜3个基点，用前方交会法检定C的稳定性［4,5］。1.4后方交会法在矿山测量作业过程中，特别是在年代较久或废旧矿区开展工作，经常遇到如下情况：(1)测区己知控制点相互通视条件差；(2)在矿区所布设的控制网，因考虑图形条件、控制范围、通视等,已知点大多位于较高的山上，携带仪器不方便，或有些测点架设仪器很困难。虽然GPS在测绘工作中以得到普遍应用，但由于各作业单位的实际情况及林区卫星信号接受等诸多因索。为解决上述问题，我们在工作实践中,经常采用全站仪测边后方交会来测设测站，然示进行工程放样或测量等工作⑹。测边后方交会一般在待定点上架设

8、仪器，在已知点上摆设棱镜，假设已知点为A(Xa>Yb)、B(Xb、Yb),待定点为P,通过测量出已知点到待定点之间的距离分