绪论
矿山测量的概念：综合运用测量、地质及采矿等多种学科的知识，来研究和处理矿山地质勘探、建设和采矿过程中由矿体到围岩、从井下到地面在静态和动态下的各种空间几何问题。 矿山测量的任务：
（1） 建立矿区地面和井下（露天矿）测量控制系统，测绘大比例尺地形图 （2） 矿山基本建设中的施工测量
（3） 测绘各种采掘工程图、矿山专用图及矿体几何图 （4） 对资源利用及生产情况进行检查和监督
（5） 观测和研究由于开采引起的地表及岩层移动的基本规律，以及露天矿边坡的稳定性，组织开展“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）采矿和矿柱留设的实施方案
（6） 进行矿区土地复垦及环境综合治理研究 （7） 进行矿区范围内的地籍测量
（8） 参与本矿区（矿）月度、季度、年度生产计划和长远发展规划的编制工作
第一章：井下平面控制测量
一、井下导线的等级（基本控制导线和采区控制导线（敷设成闭（附）合导线或复测支导线））：
二、井下导线的发展与形式：
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1.分次布设，逐步敷设 2.先低级，后高级 3.不断向前，直至边界
三、钢尺两边的方法—悬空丈量法：
用经纬仪的水平视线瞄准前后视点所挂垂球线，用大头针在绳上标出十字丝交点，然后用钢尺丈量仪器镜上中心或横轴右端中心与大头针之间的距离。对准经纬仪镜上横轴中心，另一端加钢尺检定时的拉力P并对准大头针，两端同时读数。零端估读到毫米。
每读一次数后，移动钢尺2～3cm。每条边要读数三次。互差小于3mm,同时还要测记温度。为了检验，每边须往返测量，即在每一测站上量前后视距离。
在倾斜巷道中则丈量倾斜距离。当丈量的边长大于尺长时，则必须分段丈量，为此要进行定线。
钢尺量边的改正：比长改正、温度改正、拉力改正（标准拉力时不改正）、垂曲改正。
四、井下导线测量外业 井下导线测量外业，与地面导线基本相同，但由于井下环境的特殊性，如导线不是一次全面布设，而是随巷道掘进而不断延长，每次延长之前都要对上次测设的最后一个导线角度进行检查；井下导线点多设于顶板，仪器要在点下对中；井下黑暗，仪器及觇标均需照明，井下巷道狭窄，运输繁忙，观测条件不利等。
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1.选点和埋点
(1)相邻导线点之间通视良好，并应尽可能使点间距离大些。在巷道的连接处和交叉口处，应当埋设导线点。(2)为了避免运输干扰，应尽量将点设在远离运输轨道的一侧。(3)导线点应当选在巷道稳定、安全、便于安置仪器进行观测的地方，避开淋水、片帮落石和其他不安全因素。选点工作通常由三人完成 2.测角和量边
(1)工作组织：钢尺导线5人，光电导线4人，分工，联络信号仪器高，觇标高，记录巷道上下左右；碎部测量；目的:测得井巷的细部轮廓形状，作为填绘矿图的依据。导线测量完成之后，丈量仪器中心到巷道顶板、底板和两帮的距离(量上、量下、量左和量右)。还要测量巷道、硐室或工作面的轮廓，通常是用“支距法”，将钢尺拉紧，然后用皮尺或小钢尺丈量巷道两帮特征点到钢尺(即导线边)的垂直距离(横距)b和垂足到仪器站点的距离(纵距)a 3.导线延长与检查
为了检查验证已知起始点的可靠性，在接测之前应对上次所测的最后一个水平角及最后一条边长按原观测的相应精度进行检查。此次观测与上次观测的水平角之差△d不应超过由下式所计算出的容许值： Δd≤mβ
式中：mβ——相应等级的导线测角中误差。井下7″、15″和30″导线的Δd容分别为±20″、±40″和±80″。
重新丈量上次最后一条边长与原丈量结果之差不得超过相应等级导线边长往返丈量之差的容许值(基本控制导线为边长的1/6000，采区控制导线为边长的1/2000)。
五、井下导线测量内业 1.测量资料整理
在内业计算开始之前，要重新仔细检查外业观测记录，是否超限，是否有漏测、漏记、
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记错、算错等问题。记录手簿经检查无误后，方可进行下一步计算。 2.计算边长改正和平均边长
井下基本控制导线用钢尺丈量的边长应加入比长，温度、垂曲等改正后化算为水平边长，如有必要，还应加入归化到投影水准面的改正和投影到高斯—克吕格平面的改正。将往、返测边长分别加入述改正后，如果互差不超过边长的1/6000，则可取其平均值作为最后边长。采区控制导线则只需把量得的往、返测斜距化算为平距，而不必加入其他改正，如果往、返测平距的互差不超过边长的1/2000，则可取其平均值作为最终边长。 3.角度闭合差的计算及分配 1) 闭合导线
闭合导线的角度闭合差fβ是按下式计算的：
fβ=∑β内i-180°(n-2) fβ=∑β外i-180°(n+2) i=(1,2,...,3) 2) 空间交叉闭合导线
实测的角度总和应为：∑β=180°｛n-2(p-k)｝ 3) 附合导线
设附合导线起始边和最终附合边的坚强坐标方 位角值为α0和αn，测角总个数为n，则角度闭合差f β为：fβ=∑β左-n·180°-(αn-α0)
fβ=∑β右-n·180°-(α0-αn) 4) 复测支导线
复测支导线的角度闭合差fβ是按照最末公共边的第Ⅰ次和第Ⅱ次所测得的坐标方位角αnⅠ和αnⅡ之差来计算的，即：
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fβ=αnⅠ-αnⅡ
5) 角度闭合差的分配（简易平差）
如果fβ超过限差规定，则需检查测角情况，找出超限原因，进行返工重测。如果f β不超限，则可进行简易平差，即将fβ反号平均分配给各观测角值，每个观测角值的改正数为：Vβi=-fβ/n； 改正后的角值为：βi=βi+Vβi 6) 方向附合导线 4.坐标方位角的推算
各条导线边的坐标方位角是按下式计算的： αi=αi-1+βi左±180° αi=αi-1-βi右±180°
式中：i、αi-1——分别为第i边(待求边)与第i-1边的坐标方位角；βi——改正后的角值。 5.坐标增量闭合差的计算及调整
为计算坐标增量闭合差，须先计算各条导线边的坐标增量，其方法同地面导线。 6.坐标计算
按下式计算各导线点的坐标：
xi=xi-1+Δxi-1,i yi=yi-1+Δyi-1,i 如为闭合导线，则由起始点起算，经各导线点再算至起始点的坐标应相等；附合导线由起始点推算到最终已知坚强点坐标应相等；而复测支导线和方向附合导线则两次算得的最末点的坐标应相等。
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第二章井下高程测量
井下高程测量的任务
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 5.测绘主要运输巷道纵剖面图。
第三章、矿井联系测量
将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下的测量，称为联系测量。 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。 将地面高程系统传递到井下的测量称高程联系测量，简称导入高程。 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。 作用：
(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 任务：
(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；
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(3) 井下水准基点的高程H 矿井定向的种类： 几何定向：
(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 物理定向：
(1) 用精密磁性仪器定向； (2) 用投向仪定向； (3) 用陀螺经纬仪定向。
近井点和井口水准基点的概念及其作用：
所有这些采矿工程测量都必须依据建立在井口附近的平面控制点和高程控制点来进行。在矿山工程测量中称这类控制点为近井点和井口水准基点。近井点和井口水准基点是矿山测量的基准点。 立井几何定向
在立井中悬挂钢丝垂线由地面向井下传递平面坐标和方向的测量工作称为立井几何定向。几何定向分一井定向和两井定向。 一井定向
方法：连接三角形法，四边形法，瞄直法 投点
采用链接三角形法时，在井筒内悬挂两根垂球线。一般采用垂球线单重投点法，即在投点的过程中垂球的重量不变。单重投法分为单重稳定投点法和单重摆动投点法。
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单重稳定投点：
单重稳定投点是假定垂球线在井筒内处于铅垂位置而静止不动。当井筒不深、滴水不大、井筒内气流缓慢、垂球线摆动很小、其摆幅一般不超过0.4MM时被采用。 钢丝下放方法:缓慢下放，每下放50M，稍停一下待垂球稳定 自由悬挂检查: 信号圈法比距法直接检查
单重摆动投点
观测重球线摆动，找出其静止位置，然后固定，连接观测 连接 外业:
(1) 在连接点C上用测回法测量角度Γ和Φ。 (2) 丈量连接三角形的三个边长A(A′)、B(B′)及C(C′) (3) 测角Δ,Δ′、量边CD,CD′ 内业： 检查记录 (1) 三角形的解算
SINΑ=ASINΓ/C,SINΒ=BSINΓ/C
当Α178゜时,Α=AΓ/C,Β=BΓ/C (2) 测量和计算正确性检核
① Α+Β+Γ-180゜=FΒ,平均分配于Α,Β上 ② ②D=C丈-C计,C计2=A2+B2-2ABCOSΓ 陀螺经纬仪定向
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自由陀螺仪有两个特性：
(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。 定向外业过程
1.在地面已知边上测定仪器常数
陀螺仪轴的稳定位置与地理子午线夹角称为仪器常数Δ。
2.陀螺仪悬带零位观测
零位：L=[(A1+A3)/2+A2]/2 3.在测定已知边和定向边的陀螺方位角之前，必须把经纬仪望远镜视准轴置于近似北方，粗略定向。
粗略定向最常用的方法为两个逆转点法。达到逆转点时，算近似北方在水平度盘上的读数：N′=(U1+U2)/2 转动照准部，把望远镜摆在N′读数位置，再加上仪器常数，这时视准轴就指向了近似北方。在10MIN内完成，精度可达到±3′。 4.精密定向
精密定向是精确测定已知边和定向边的陀螺方位角。 方法：逆转点法和中天法
采用逆转点法观测时，陀螺经纬仪在一个测站的操作程序如下：
1) 严格整置经纬仪，架上陀螺仪，以一个测回测定待定或已知测线的方向值，然后将仪器大致对正北方。
2) 锁紧摆动系统，启动陀螺马达，待达到额定转速后，下放陀螺灵敏部，进行粗略定向。制动陀螺并托起锁紧，将望远镜视准轴转到近似北方位置，固定照准部。把水
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平微动螺旋调整到行程范围的中间位置。
3) 打开陀螺照明，下放陀螺灵敏部，进行测前悬带零位观测，同时用秒表记录自摆周期T3。零位观测完毕，托起并锁紧灵敏部
4) 启动陀螺马达，达到额定转速后，缓慢地下放灵敏部到半脱离位置，稍停数秒钟，再全部下放。如果光标像移动过快，再使用半脱离阻尼限幅，使摆幅大约在1°~3°范围为宜。用水平微动螺旋微动照准部，让光标像与分划板零刻划线随时重合，即跟踪。
跟踪时，还需用秒表测定跟踪摆动周期T1。摆动平衡位置在水平度盘上的平均读数N T称为陀螺北方向值，用下式计算 N1=((U1+U3)/2+U2)/2 N2=((U2+U4)/2+U3)/2 N3=((U3+U5)/2+U4)/2 NT=(N1+N2+N3)/3 5) 测后零位观测
6) 以一测回测定待定或已知测线的方向值。 2.中天法
此法要求起始近似定向达到±15′以内。在整个观测过程中，经纬仪照准部都固定在这个近似北方向上。中天法陀螺仪定向时一个测站的操作程序如下。
(1) 严格整置经纬仪，以一个测回测定待定或已知测线的方向值。然后将仪器大致对正北方。
(2) 进行粗略定向。将经纬仪照准部固定在近似北方N′上，并记录下N′值。 (3) 测前零位观测。
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(4) 启动陀螺马达，下放灵敏部，经限幅，使光标像摆幅不超过目镜视场。然后按下列顺序进行观测：
贯通测量：
概念：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，为了使其按设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作，称为贯通测量。
井巷贯通三种情况： (1)相向贯通
(2)同向贯通或追随贯通 (3)单向贯通
贯通巷道接合处的偏差值， 可能发生在三个方向上:
巷道开切位置的确定P(140) 矿井必须的八种矿图
井田区域地形图 工业广场平面图 井底车场平面图 采掘工程平面图 主要巷道平面图 井上下对照图
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井筒断面图 主要保护煤柱图
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