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1.5~2.0 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。
kL0-L面L0:标准拉力P0，标准温T度0时的真实长度比长改正：LL面：尺面名义长度 KkL·L
面L：丈量长度温度改正：LtL·（t-t0）
1.15*10-5m/moC（线膨胀系数） 拉力改正：LLp（P-PE：弹性系数1.96*107N/cm2EF0）
F：钢尺横截面积。单位cm2 Lf8f2·L3fL33L3（）面L面L面f：整尺长松垂距qL垂曲改正（永远负值）：2f面
8p
q：每米钢尺的重量 p：拉力8f2f：整尺长垂曲改正数f3L面
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）
12、井下导线测量的内业包括哪些内容
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300～500m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，fH容50Rmm
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，fH容50Lmm
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≤10+0.3Lmm（L：导线水平边长，单位m） 导线高程闭合差≤±100Lmm（L：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量
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: 能简便迅速的把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
5、贯通测量的一般步骤：
①选择合理的测量方案和测量方法②贯通测量的施测和计算③贯通巷道的中腰线标定和延长④贯通测量的实际偏差测定⑤贯通工程总结
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Δ=(Δx2+Δy2)1/2，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。
第六章
1、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
Δβ=C(1/cosδ2 - 1/cosδ1) 式中δ2和δ1为前后视点的倾角。 （1）在平巷内，δ1≈δ2，Δβ=0，影响较小。 （2）在斜巷内，δ1≈-δ2，Δβ=0，影响较小。 （3）在平斜巷交叉处，δ1≠δ2，Δβ≠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m
1、m
2、m
3、m4分别表示上述四种误差对水准尺读数的影响，则 m02=m12+m22+m32+m42 ，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=±2(m12+m22)，
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
e2e2（A）（B）e2222ccB
B
AAc22
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。
支导线终点误差的预计
