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矿山测量学复习资料：第一章
1、井下平面控制测量的基本原则是什么? 程序上“由整体到局部”步骤上“先控制后碎部”井下导线的布设精度上按照“高级控制低级”的原则进行。
2、井下平面控制测量有何特点? 由于受井下巷道条件的限制,井下平面控制均以导线的形式沿巷道布设而不能像地面控制网那样可以有测角网、测边网、GPS网和交会法等多种可能方案。
3、简述井下平面控制测量的等级、布设及要求。 井下平面控制分为基本控制和采区控制两类这两类又都应敷设成闭附合导线或复测支导线。基本控制导线按照测角精度分为±7〃和±15〃两级一般从井底车场的起始边开始沿矿井主要巷道井底车场水平大巷集中上、下山等敷设通常每隔1.52.0 km应加测陀螺定向边以提供检核和方位平差条件。 采区控制导线也按测角精度分为±15〃和±30〃两级沿采区上、下山、中间巷道或片盘运输巷道以及其他次要巷道敷设。
4、井下经纬仪导线有哪几种类型? 依导线的形状及与已知点边的连接方式分类 1闭合导线或导线网 2空间交叉闭合导线 3附合导线 4复测支导线 5方向附合导线
6、有一台没有镜上中心的仪器如何标出其镜上中心? 现在仪器上大致选一点A作为镜上中心悬挂一垂球线在其下方安置经纬仪使望远镜水平仪器精确整平对中使暂定的镜上中心与垂球尖对准。然后徐徐转动照准部观察垂球尖是否离开镜上中心如果不离开则说明镜上中心位置正确若离开则将照准部旋转一周时垂尖对准B点取A、B连线的中心O作为新的镜上中心。重复上述检查直到没有偏差为止。最后找出的中心作为镜上中心
8、井下钢尺量边时应加入哪些改正如何计算? 应加入比长、温度、拉力、垂曲、倾斜等项改正。 比长改正LLLLK·Lk-k0面面 丈量长度尺面名义长度时的真实长度标准温度标准拉力面LLTPL000: 温度改正0tt-t·LL 线膨胀系数Co5-m/m1015.1 拉力改正0p-PPEFLL 227cmcm/1096.1钢尺横截面积。单位弹性系数FNE 垂曲改正永远负值面面面面面LLLLLLL3f8fp8qLff·3f8223332f 整尺长垂曲改正数拉力每米钢尺的重量整尺长松垂距fpqf
9、井下经纬仪导线是如何实现高级控制低级的? 一般情况下先布设基本控制导线作为首级控制后布设采区导线作为加密控制但是在掘进巷道中先布设采区导线后布设基本控制导线检校采区导线给定巷道方向正确性
第二章
1、井下高程测量的目的、任务和种类是什么? 其目的是为了建立一个与地面统一的高程系统确定各种采掘巷道、硐室在竖直方向上的位置及相互关系以解决各种采掘工程在竖直方向上的几何问题。 其具体任务大体为 1.在井下主要巷道内精确测定高程点和永久导线点的高程建立井下高程控制 2. 给定巷道在竖直面内的方向 3.确定巷道底板的高程 4.检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输巷道纵剖面图。 分三种类型即1 通过立井导入高程2 水准测量 3 三角高程测量。
2、井下水准点应如何布设? 从井底车场高程起算点开始沿井底车场和主要巷道逐段向前敷设每隔300500m设置一组高程点每组至少应由三个点组成其间距以30 80m为宜。水准点可设在巷道的顶板、底板或两帮上也可以设在井下固定设备的基础上。设置时应考虑使用方便并选在巷道不宜变形的地方。
3、井下几何水准和三角高程有哪些限差要求? 几何水准测量的限差要求两次仪器高法变更仪器的高度≥10cm视线在15-40m所测两次高差互差Δh≤5mm取平均值视为观测结果。 支水准路线采用往返测mmR50f容H R水准点间的路线长度单位km 闭合水准路线采用单程测量mm50fHL容 L水准路线长度单位km 三角高程测量限差要求仪器高和觇标高应在垂直角观测前后各量一次两次互查不应大于4mm取其平均值作为最终观测结果。 相邻点往返测高差互查≤100.3LmmL导线水平边长单位m 导线高程闭合差≤mm100±LL导线长度单位km
6、水准测量前后视距相等可消除哪些误差? 可消除①由于水准管轴与视准轴不平行所产生的i角误差②地球曲率引起的误差③大气折光误差。
9. 地面三角高程测量与井下三角高程测量有何异同?为什么井下三角高程测量一般都与经纬仪导线测量同时进行?
第三章
1、联系测量的任务有哪些? 1 确定井下经纬仪导线起算边的坐标方位角 2 确定井下经纬仪导线起算点的平面坐标x和y 3 确定井下水准基点的高程H。
2、矿井平面联系测量为什么又称为定向? 平面联系测量的任务是确定井下经纬仪起算边的坐标方位角和起算点的平面高程。由于起算边坐标方位角误差对井下导线的影响较之起算点坐标误差的影响的多 因此把平面联系测量简称为定向。
4、联系测量的基本精度要求是什么?
5、几何定向的外业工作包括哪几项? 投点由地面向定向水平投点 连接在地面和定向水平上与垂球线连接。
6、一井、两井和陀螺经纬仪定向、立井导入高程的实质是什么 ? 一井解算连接三角形的α和β然后进行导线的解算。 两井计算两井无定向导线边的坐标方位角。 陀螺经纬仪测定待定点的陀螺方位角。 立井导入高程的实质如何测出井深。
7、名词解释陀螺仪、自由陀螺仪、陀螺灵敏部、逆转点、悬挂带零位、陀螺经纬仪仪器常数、跟踪。 联系测量将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下的测; 陀螺仪用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置; 自由陀螺仪没有任何外力作用并具有三个自由度的陀螺仪; 陀螺灵敏部能敏感地球自转的水平分量形成参照真北方向的往复运动从而达到定向的目的。灵敏包括转子和内外两环; 逆转点当光标摆动到最大位置处的点 悬挂带零位指陀螺马达不转时陀螺灵敏部受悬挂带和导流丝扭力作用而引起扭摆的平衡位置就是扭力矩为零的位置; 陀螺经纬仪仪器常数假想的陀螺仪轴的稳定位置通常不与地理子午线重合。二者的夹角称为仪器常数一般用Δ表示; 跟踪用水平微动螺旋微动照准部让光标像与分化板零刻线划线随时重合即跟踪。
8、试述自由陀螺的两个重要特征。 1 陀螺轴在不受外力矩作用时它的方向始终指向初始恒定方位即所谓定轴性 2 陀螺轴在受外力作用时将产生非常重要的效应——“进动”即所谓进动性。
10、在地球北极和南极能用陀螺仪定向吗为什么? 不能。陀螺经纬仪放在两极无指向力矩陀螺经纬仪不产生进动所以无法定向。
11、确定陀螺北方向常用的方法分哪几类代表方法有哪些? 方法1.罗盘法 2.两逆转点法 3.四分之一周期法 4.已知坐标法 运用陀螺经纬仪进行矿井定向的常用方法主要有逆转点法和中天法。
13、试述一测回陀螺方位角的观测步骤。 1以经纬仪两个镜位观测测线方向值——测前方向值 2对上架式陀螺经纬仪应进行近似指北观测。若近似陀螺北偏离陀螺子午线的偏差中天法应小于10′跟踪逆转点法应小于60′ 3测量悬挂带零位值——测前零位 4用跟踪逆转点法中天法或其它方法精确测定陀螺北方向值 5测量悬挂带零位值——测后零位 6以经纬仪两个镜位观测测线方向值——测后方向值。测前和测后方向值的互差对DJ2和DJ6。级经纬仪分别不得超过10〃和25〃。
15、立井导入高程常用哪些方法？ 长钢尺导入高程、长钢丝导入高程、光电测距仪导入高程、光电测距仪导入高程。
第四章
2、计算有关的标定要素、中线、腰线的定义和要求。 中线 定义巷道水平投影的几何中心线 要求一组中线点不得少于3个点之距不小于2m为宜。 腰线 定义巷道腰线是用来表示巷道在竖直面内的掘进方向及调整巷道底板或轨道底板面坡度用的。 要求腰线常设在巷道一帮或两帮上离轨道面1m离巷道底板1.3m。每组腰线点不得少于3个点间距不小于2m为宜。最前面一个腰线点至掘进工作面的距离一般不应超过30m。
5、在倾斜巷中标设腰线有哪几种方法？说明用经纬仪标定时各种方法的优缺点。 一用经纬仪标设腰线 1.中线点兼做腰线点的标设法此方法标定工作简单是其他标定方法的基础。但由于拉线时不易准确垂直巷道方向半圆仪拉平的精度不高误差往往比较大。 2.伪倾角标设法用伪倾角标定法标定腰线可与标设中线同时进行操作简单精度可靠。 二用斜面仪标设腰线: 能简便迅速的吧腰线标设在巷道帮上
第五章
1、何谓巷道贯?通常见的巷道贯通有几种形式? 采用两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进同一井巷时为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作叫做巷道贯通。 简称常见有三种形式1 相向贯通2 同向贯通或追随贯通3 单向贯通
2.按贯通测量的工作内容贯通可分为几种类型?每种类型的贯通需进行那些测量工作? 一井内巷道贯通P138两井之间的巷道贯通P145和立井贯通P151
4、何谓巷道贯通的容许偏差?在确定巷道贯通的容许偏差时应考虑哪些因素? 巷道贯通后接洽处的偏差达到某一极限值仍不影响巷道的正常使用则称该极限为巷道贯通的容许偏差。①中线的偏差②两腰线的偏差③工程技术要求
6、实际贯通巷道的偏差对各类贯通巷道水平巷道、倾斜巷道、竖直巷道质量的有何影响?巷道贯通的容许偏差与贯通巷道结合处偏差有什么关系? 贯通巷道接合处的偏差值可能发生在三个方向上: 1水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差只对距离上有影响对巷道质量没有影响 2水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差Δx′ 3 竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差Δh Δx′和Δh对于巷道质量有直接影响又称为贯通重要方向的偏差。 对于立井贯通来说影响贯通质量的是平面位置偏差即在水平面内上、下两段待贯通的井筒中心线之间的偏差P135
11、试说明巷道贯通后实际偏差测定的意义及实际测定的方法。 巷道贯通后实际偏差的测定是一项重要的工作它具有以下意义: 1 对巷道贯通的结果作出最后的评定 2 用实际数据检查测量工作的成果从而验证贯通测量误差予计的正确程度以丰富贯通测量的理论和经验 3 通过贯通后的连测可使两端原来没有闭合或附合条件的井下测量控制网有了可靠的检核和进行平差和精度评定 4 作为巷道中腰线最后调整的依据。 方法:一平斜巷贯通时水平面内偏差的测定 1 用经纬仪把两端巷道的中心线都延长到巷道贯通接合面上量出两中心线之间的距离d其大小就是贯通巷道在水平面内的实际偏差 2 将巷道两端的导线进行连测求出闭合边的坐标方位角的差值和坐标闭合差这些差值实际上也反映了贯通平面测量的精度。 二平斜巷贯通时竖直面内偏差的测定 1 用水准仪测出或用小钢尺直接量出两端腰线在贯通接合面处的高差其大小就是贯在竖直面内的实际偏差 2 用水准测量或经纬仪三角高程测量连测两端巷道中的已知高程控制点水准点或经纬仪导线点求出高程闭合差它也实际上反映了贯通高程测量的精度。 三立井贯通后井中实际偏差的测定 1立井贯通后可由地面上或由上水平的井中处挂下中心垂球线到下水平直接丈量出井筒中心之间的偏差值即为立井贯通的实际偏差值。有时也可测绘出贯通接合处上、下两段井筒的横断面图从图上量出两中心之间的距离就是立井贯通的实际偏差。 2立井贯通后应进行定向测量重新测定下水平井下导线边的坐标方位角和用来标定下水平井中位置的导线点的坐标与原坐标的差值Δx和Δy以及导线点的点位偏差ΔΔx2Δy21/2它也反映了立井贯通的精度。
12、什么是贯通的重要方向、贯通测量? 贯通重要方向垂直于贯通巷道中线的方向。 贯通测量采用两个或多个相向或同向掘进同一井巷时为了 使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作。 结合贯通测量工作计算贯通巷道的几何要素。
第六章
3、基本矿图有几种?各是什么图纸资料？ 矿井必须具备的主要矿图有八种1. 井田区域地形图2. 工业广场平面图3. 井底车场平面图4. 采掘工程平面图5. 主要巷道平面图6. 井上、下对照图7. 井筒包括立井和主斜井断面图8. 主要保护煤柱图
第七章
1、井下测量水平角的主要误差来源有哪些？ 井下用经纬仪测角主要误差来源1 仪器误差 2测角方法误差由于瞄准和读数不正确所引起的误差 3觇标对中误差和仪器对中误差由于觇标和仪器的中心与测点中心没有在同一铅垂线上所产生的误差
2、何谓“三轴误差”？用正倒镜观测能否消除其对水平角观测的影响？用一个镜位测角时分析其在平巷、斜巷、平斜巷会相交处测角时的影响？ 将相应地产生视准轴误差视轴差C、水平轴倾斜误差i 和竖轴倾斜误差v。总称之为“三轴误差”。 视轴差和水平轴倾斜误差对测量水平角的影响可用正倒镜两个镜位观测的方法来消除或减少到最低艰度而竖轴倾斜误差只能因加改正数或采用跨水准管来整平水平轴的方法来减少或消除其影响。 一个镜位观测C对水平角观测的影响为 ΔβC1/cosδ2 - 1/cosδ1 式中δ2和δ1为前后视点的倾角。 1在平巷内δ1≈δ2Δβ0影响较小。 2在斜巷内δ1≈-δ2Δβ0影响较小。 3在平斜巷交叉处δ1≠δ2Δβ≠0影响较大。
4、如何估算觇标及仪器对中误差？ 1觇标对中误差觇标中心与测点标志中心不在同一铅垂线上所引起的测角误差。 2仪器对中误差由于仪器中心与测站标志中心不重合所引起的测角误差。 3总对中误差
8、量边误差中，a、b的含义及其单位各是什么如何确定？ 含义 a是由于偶然误差所引起的单位长度的量边中误差通常称为偶然误差影响系数。单位为m。 b为单位长度的系统误差通常称为系统误差的影响系数。 确定方法 一 按实测资料求a、b系数按实测资料求a、b可以按多个不同边的双次观测列来求。 二 用实验方法求a、b系数
10、测角、量边误差对支导线终点误差的影响如何估算？有何规律 ？
11、起算数据误差对支导线终点误差的影响如何估算？
12、方向附合导线平差后终点误差的影响如何估算？
13、等边直伸形导线终点误差的影响如何估算？ 看书P216-228.关于误差的计算
第八章
1、井下水准测量的误差来源有哪些？如何估算？ 1 水准仪望远镜瞄准的误差 2 水准管气泡居中的误差 3 其他仪器误差 4 人差及外界条件的影响。 如果以m0表示水准尺读数中误差以m1、m2、m3、m4分别表示上述四种误差对水准尺读数的影响则 m02m12m22m32m42 上式中m3和m4之值难于估算。为研究问题方便可以认为m3和m4的总影响等于误差m1和m2的总影响这样则得m02±2m12m22 瞄准误差m1 式中 l——水准仪至水准尺的距离 V——水准仪望远镜的放大倍数 水准管气泡居中的误差引起的读数误差为
第九章
2、投点和投向误差的含义是什么？如何计算投向误差？ 241页 投点误差风流、滴水等影响钢丝在地面、井下的投影不重合引起的线量偏差 投向误差由投点误差所引起的垂球线连线的方向误差 2ce22AA 2ce22BB ce22BA
4、如果矿井同时具有一井和两井定向的条件，为什么应首先选用两井定向方案？ 两井定向就是在两筒中各挂一根垂球线 一井定向就是在一个井 筒挂两根铅垂线。两井定向时由于两铅垂线间距离大大增加 因而由投点误差引起投向误差也大大减小 这时两井定向的精度最大。
8、矿井几何定向误差包括哪几项？ 投点误差、井上连接误差、井下连接误差
9、立井采用陀螺经纬仪定向的测量工作包括几部分？ 测量工作 1 在地面已知边上测定仪器常数 2 在井下定向边上测定陀螺方位角 3 仪器上井后重新测定仪器常数 4 求算子午线收敛角 5 求算井下定向边的坐标方位角
第十章
1、名词解释贯通误差、贯通误差预计、预计误差。 贯通误差指相向或同向掘进的坑道或竖井的施工中线在贯通面上因未准确接通而产生的偏差 。 贯通测量误差预计就是按照所选择的测量方案与测量方法应用最小二乘准则及误差传播律对贯通精度的一种估算。 预计误差预计贯通实际偏差最大可能出现的限度。
3贯通测量误差预计的实质和作用是什么？在进行贯通测量误差预计时，为什么应尽量采用本矿积累和分析求得的误差参数？ 实质估算支导线终点位置平面和高程 作用优化测量方案和选择适当的测量方法做到贯通心中有数。 原因本矿积累和分析求得的误差参数更接近实际可能产生的误差。
5、试述选择测量方案和误差预计的一般过程？ 选择测量方案经过几种方案的对比根据误差大小、技术条件、工作量和成本大小、作业环境好坏等进行综合考虑结合以往的实际经验初步确定一个较优的贯通测量方案。 误差预计根据所选择的测量仪器和方法确定各种误差参数。依据初步选定的贯通测量方案和各项误差参数就可估算出各项测量误差引起的贯通相遇点在贯通重要方向上的误差。
6、当预计误差大于贯通容许偏差时在一般情况下应如何处理？ ps支导线终点误差的预计