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矿山测量实验指导书
矿山测量学实验指导书
新疆工程学院
二零一四年
目录
第一部分矿山测量学试验课要求1
一、矿山测量学试验基本要求1
二、测量仪器的使用原则2
三、测量资料的纪录原则4
四、实验课纪律:
5
第二部分矿山测量学课间试验指导6
试验一、井下测回法测角6
试验二、井下水准测量9
试验三、激光指向仪认识14
试验四陀螺全站仪认识17
试验五模拟矿井参观19
试验六井下导线测量19
第一部分矿山测量学试验课要求
一、矿山测量学试验基本要求
矿山测量试验课是“矿山测量学”课程教学的重要环节。
矿山测量学作为测量专业的一门专业基础课,通过试验课,学生不仅能加深对课程内容的理解和掌握,巩固在课堂上所学的知识,而且可以了解矿山测量工作的全过程,系统地掌握测量仪器操作、施测计算等基本技能,可为今后从事测绘工作或解决实际工作中的有关测量问题打下基础,能在业务组织能力和实际工作能力方面得到锻炼,还可以培养学生团结合作的精神和认真、细心、负责的工作态度。
测量试验课是室外作业,相对于其它试验课具有其特殊性,在实习操作中学生必须按以下要求进行:
1、课前应该熟悉试验指导书和教材中的相关章节,务必理解和掌握试验的目的、内容、方法、要求、步骤及注意事项,以保证试验的顺利进行,按时完成试验任务。
并且应该准备好试验需要的表格和文具。
2、试验课必须遵守课堂纪律,听从老师的指挥,不得擅自改变老师指定的试验地点和试验任务。
3、试验中应该爱护仪器工具,严格遵守《测量仪器使用规则》。
携带仪器时,注意检查仪器箱是否扣紧、锁好,拉手和背带是否牢固,并且注意轻拿轻放。
如发现仪器有遗失或者损坏,应及时报告指导教师,以便查明原因,给予处理。
4、试验课每个学生应该认真仔细操作,培养独立工作能力和严谨的科学态度,同时也要发扬互相协作精神。
5、试验中必须重视纪录,严格遵守《测量资料纪录规则》。
6、试验结束时应该试验结果交指导教师审阅,合乎要求后才能结束试验,课下写出试验报告。
二、测量仪器的使用原则
测量仪器多为精密、贵重仪器。
为了保证仪器安全、延长仪器的使用寿命和保持仪器的精度,正确使用、精心爱护和科学保养仪器是测量人员必须具备的素质和应该掌握的技能,同时也是保证测量成果质量、提高测量工作效率的必要条件。
因此,在仪器的使用过程中必须遵循以下原则:
(一)仪器的安装
1、在三脚架安置稳妥之后,注意检查脚架关节螺旋是否紧固。
仪器开箱前应将仪器箱放在平稳出,严禁托于手上或者抱于怀里;开箱时应将仪器箱放置平稳;开箱后,应记清仪器在箱中的放置位置,以免用后无法按原样放回。
2、取仪器时,应先松开制动螺旋,握住仪器的坚实部位,轻轻取出仪器放在脚架上,保持一手握住仪器,一手拧连接螺旋,使仪器与脚架连接稳固(适度紧即可)。
切勿用手提望远镜,以期取出后,应将干燥剂放于箱内,并随即关好仪器箱,防止灰尘和湿气进入箱内,严禁在箱上坐人。
3、仪器应尽可能避免加深在交通道路上;仪器安置好后无论是否操作都必须有人靠手,防止无关人员搬弄以及行人、车辆碰撞;并且要撑伞遮阳,防止雨淋;在斜坡上安置仪器时注意须将脚架的两条架腿在斜坡的下方,以避免仪器容易倾倒。
(二)仪器的使用
1、在仪器操作过程中,不能用脚踢脚架,也不能将双手压在仪器或者仪器脚架上。
2、拧动仪器各部螺旋时,用力要适当,不得过紧。
转动仪器,应先松开制动螺旋,再平稳转动;使用微动螺旋时,应先旋紧制动螺旋;未松动制动螺旋时,不得转动仪器或望远镜;微动螺旋不要转至尽头,以防失灵
3、在打开物镜时或者观测过程中,如发现回程,可用镜头纸或软毛刷轻轻拂去,严禁用手指或手帕等物擦拭镜头,以免损坏镜头上的镀膜。
观测结束后应及时套好镜盖。
4、在仪器发生故障时,如发现仪器转动不灵,或有异样声音,应立即停止工作,对仪器进行检查,并及时报告指导教师,不得擅自处理。
5、仪器使用后,应详细检查仪器状况及配件是否齐全。
(三)仪器搬迁
1、在行走不便的地区迁站或远距离迁站时,必须将仪器装箱之后再搬迁。
2、短距离迁站时,可将仪器连同脚架一起搬迁。
其方法是:
先检查并旋紧一起连接螺旋,松开各制动螺旋使仪器保持初始位置(经纬仪望远镜物镜对向度盘中心,水准仪的水准器向上);再收拢三脚架,左手紧握仪器基座或者支架放在胸前,右手抱住脚架放在肋下,稳步行走。
严禁斜抗仪器,以防碰摔。
3、搬迁时,小组其他人员应协助观测员带走仪器箱和相关工具。
(四)仪器的装箱
1、每次使用仪器之后,应及时清除仪器上的灰尘及脚架上的泥土。
2、仪器拆卸时,应先将仪器脚螺旋调制大致等高的位置,再一手扶住仪器,一手松开连接螺旋,双手取下仪器。
3、仪器装箱时应保持原来的位置放置。
应先松开各制动螺旋,使仪器就位正确,试关箱盖确认放妥时,再拧紧制动螺旋,然后管箱上锁。
若合不上箱盖,切不可强压箱盖,以防压坏仪器。
4、清点所有附件合工具,放置一试。
(五)其他测量工具的使用
1、钢尺的使用:
放置扭曲、打结合折断,切勿再打卷的情况下拉尺,量距时应在留有2-3圈的情况下拉尺,且用力不能过猛,避免将连接部分拉坏。
防止行人踩踏或车辆碾压,尽量避免尺身着水。
携尺前进时,应将尺身提起,不得沿地面拖行,以防损坏刻画。
用完钢尺应擦净、涂油。
以防生锈。
2、各种标尺、花杆的使用:
应保持其刻划清晰,没有弯曲,不得用来扛抬物品或乱扔乱放或做他用;水准尺防止地上时,尺面不得靠地。
应注意防水、防潮,防止受横向压力,不能磨损尺面刻花的漆皮,不用时安放稳妥;塔尺的使用,还应注意接口处的正确连接,用后及时收尺。
3、一切测量工具应保持清洁,不能随意放置,更不能作为困扎、抬、担的其他工具。
三、测量资料的纪录原则
测量记录时外业观测成果的原始记载和内页数据处理的依据。
在测量记录或者计算时必须严肃认真,意思不苟,严格遵守下列规则:
1、实验记录直接填写规定的表格中,不得先用另纸记录,再行转抄。
2、所有的记录和计算必须用H或者H2铅笔书写,不得使用钢笔、圆珠笔或者其他书写。
字体应端正清晰,书写在规定的格子内,上部应留适当空隙,作错误更正之用。
3、记录观测数据前,应将表头的仪器型号、日期、天气、测站、观测者及记录者姓名无一遗漏的填写齐全。
4、写错的数字用横线端正的划去,在原字上方写出正确数字。
严禁在原子上涂改或用橡皮擦拭挖补。
5、禁止连续更改数字,应尊重原始、客观数据理解为职业道德水准来遵守。
观测的尾数原则上不得更改,如角度的分秒值,水准和距离的厘米数、毫米数。
6、记录的数字应齐全,如水准中的0.123或者3.200,角度中的3°04′06″或者3°20′00″,数字“0”不能随意省略。
7、当一人观测由另一人记录时,记录着应将所记数字回报给观测者,以防听错记错。
8、每测站观测结束后,必须在现场完成规定的计算和检核,确认无误后方可以迁站。
8、数据运算应根据所取位数,按照“四舍五入,5前单进双舍”的规则进行凑整。
9、记录应保持清洁整齐,所有应填写的项目都应填写齐全。
四、实验课纪律:
为了使教学实验顺利进行,要求参加实习的同学做到以下几点:
1.在思想上,要高度重视﹑认真对待,积极主动地完成实习任务。
2.在实验过程中,要严格按照技术路线﹑有关技术规范﹑技术规程的要求去完成实习任务。
要保证实习成果的真实性﹑科学性。
3.每位同学要熟练掌握地籍测量的全过程,对各实习环节应有自己的合格成果。
4.在操作仪器的过程中,要严格遵守有关注意事项;严禁任何形式的违规行为;各小组长每天要及时清点、检查仪器,严防仪器丢失、损坏。
5.要严格遵守校纪、校规。
实习期间,不得随意缺勤。
如若有事,要向有关指导老师请假。
6.要注意安全,以免发生以外事故。
第二部分矿山测量学课间试验指导
根据矿山测量专业的特点,共设有6个试验项目,根据教学大纲和试验学时选择性实施。
试验一、井下测回法测角
测回法测角是角度测量的重要的方法,在矿山测量中,导入方向是对井下进行定向的一种重要方法。
一、实验目的
1、进一步熟悉经纬仪的构造、安置和技术操作方法。
2、学会用测回法观测水平角。
二、实验任务
1、用测回法在井下进行测回法测角
2、编写实验报告一份
三、实验仪器设备
1、每个小组配经纬仪1套,记录板1块,记录纸。
2、自备:
计算器、铅笔、草稿纸。
四、实验方法和步骤
(1)在指定的点上安置经纬仪。
(2)选择两个明显的固定点作为观测目标或用花杆标定两个目标。
(3)用测回法测定其水平角值。
其观测程序如下:
1)安置仪器以后,以盘左位置照准左方目标,并读取水平度盘读书。
记录着听到读数后,立即回报观测者,经观测者默许后,立即记入测角记录表中。
2)顺时针旋转照准部照准右方目标,读取其水平度盘读数,并记入测角记录表中。
3)由
(1)
(2)两步完成了上半测回的观测,记录着在记录表中要计算出上半测回角值。
4)将经纬仪置盘右位置,先照准右方目标,读取水平度盘读数,并记入测角记录表中。
其读数与盘左时的同一目标读数大约相差180度。
5)逆时针转动照准部,再照准左方目标,读取水平度盘读数,并记入测角记录表中。
6)由(4)(5)两步完成了下半测回的观测,记录者再算出其下半测回角值。
7)至此便完成了一个测回的观测。
如上半测回角值和下半测回角值之差没有超限,则取其平均值作为一测回的角度观测值,也就是这两个方向间的水平角。
(4)如果观测值不止一个测回,而是要观测n个测回,那么在每测回要重新设置水平度盘起始读书。
即对左方目标每测回在盘左观测时,水平度盘应设置180度/n的整倍数来观测。
五、注意事项
1、在记录前,首先要弄清记录表格的填写次序和填写方法。
2每一测回的观测中间,如发现水准管气泡偏离,也不能重新整平。
本测回观测完毕,下一测回开始前重新整平仪器。
3在照准目标时,要用十字丝竖丝照准目标的明显地方,也尽量瞄准目标下部,上下半测回瞄准同一部位。
六、数据记录格式
日期班组学号姓名
测回法观测水平角的记录
测站
目标
竖盘位置
水平度盘读数
°′″
半测回角值
°′″
一测回角值
°′″
备注
试验二、井下水准测量
一、实验的目的
1.掌握普通水准测量的观测、记录、计算和检核的方法。
2.掌握水准测量的闭合差的调整与分配
3.掌握各待定点高程的计算方法。
二、实验原理——水准测量原理(多站式或连续水准测量)
水准测量不是直接测定地面点的高程,而是先测出两点间的高差,然后求得未知点的高程。
如设已知A点高程为HA,今用水准测量方法求未知点B的高程HB。
但由于A、B两点间高差可能较大或相距较远从而视线超过了允许的长度,安置一次水准仪(一个测站)不能测定这两点间的高差。
此时可在沿A点至B点的水准路线中间增设若干个必要的临时立尺点,称为转点,根据水准测量原理依次连续地在两个立尺点中间安置水准仪来测定相邻各点间高差,最后取各个测站高差的代数和,即求得A、B两点间的高差值,这种方法称为连续水准测量。
如图2-2-1所示,欲求A、B两点间高差hAB,在A点至B点水准路线中间增设(n-l)个临时立尺点(转点)TP.1~TP.n-l,安置n次水准仪,依次连续地测定相邻两点间高差h1~hn,即
图2-2-1连续水准测量
h1=a1-b1
h2=a2-b2
…
hn=an-bn
则hAB=h1+h2+h3+…+hn=∑h=∑a-∑b(2.2.1)
(2.2.1)式∑a为后视读数之和,∑b为前视读数之和,则未知点B的高程为
HB=HA十hAB=HA十(∑a-∑b)(2.2.2)
A、B两点间增设的转点起着传递高程的作用。
为了保证高程传递的正确性,在连续水准测量过程中,转点须安放尺垫,而且在相邻测站的观测过程中,要保持转点(尺垫)稳定不动;同时要尽可能保持每个测站的前后视距大致相等;还要通过调节前、后视距离,尽可能保持整条水准路线中的前视视距之和与后视视距之和基本相等,这样有利于消除(或减弱)地球曲率和某些仪器误差对高差的影响。
三、主要仪器及耗材
1.DS3型水准仪每组一台,水准尺一副,尺垫一对。
四、实验内容和步骤
1.实验内容
⑴在实验场地内选定一条闭合水准路线,其长度安排5-6站为宜,中间转点均视为待定点。
⑵从已知点A出发,水准测量依次至各个中间转点,然后再回到A点。
根据已知A点的高程(或假设高程)及各个测站观测所得的高差,计算水准路线的高差闭合差,检查其闭合差是否超限。
若超限,应重测;反之,应对其闭合差进行调整与分配,求出各待定点的高程。
⑶完成实验报告二,每人上交一份报告。
2.实验步骤
⑴其推求值与已知值应当相等,以此作为高程计算正确性的检核。
选定水准路线的前进方向,在A——A点中间要设立若干个转点。
第一站安置在A点至转点1之间,其间距应不超过100米,注意仪器安置的前、后视距大约相等。
⑵操作程序是后视A点上的水准尺,精平后用中丝读取后尺读数,记入实验报告二的表1中;前视转点1上的水准尺,精平后读取前尺的读数,记入实验报告二的表1中;然后,计算该站的高差。
⑶迁至第2站,即转点1至转点2之间,继续重复上述操作程序,依次直至回到A点。
⑷根据已知点A的高程及各测站计算所得的高差,计算水准路线的高差闭合差,并检查高差闭合差是否超限。
①闭合水准路线(A——A)闭合差的计算
平地:
②等外水准测量的高差闭合差允许值
山地:
式中:
L——附合水准路线A、B间的距离(km)
n——测站数
⑸若高差闭合差在容许范围内,则对高差闭合差进行调整与分配。
① 分配的前提条件:
<
② 具体的分配办法
闭合水准路线高差闭合差的分配,一般是按与测站数成正比将闭合差反号分配到各测段高差中,或按与路线长度成正比分配闭合差。
设第
测段的改正数为
,则根据上述法则就有:
或
式中
——所有测段测站数总和;
——第
测段的测站数;
——水准路线总长度,km;
——第
测段长度,km。
闭合差分配后,可用下式检核计算的正确性:
⑹计算各待定点的高程
消除闭合差后,即可根据已知水准点的高程和改正后的高差逐一推算出水准点的高程。
当推求至最后一个已知点时,
五、实验注意事项
⑴在每次读数之前,要消除视差,并使符合水准器气泡严格居中。
⑵在已知点和待定点上不能放尺垫,但转点上必须放尺垫;在仪器迁站时,前视点的尺垫不能移动。
6、数据记录格式
水准测量的外业记录及其高程计算
测站
测点
后视读数
/m
前视读数
/m
后视-前视
/m
平均高差/m
高程
/m
备注
点号
尺号
Ⅰ
黑
红
黑
红
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
计算
检
核
1黑红面读数之差=黑面读数+尺常数-红面读数
2黑红面所测高差之差=黑面高差-(红面高差±0.100m)
3平均高差=[黑面高差+(红面高差±0.100m)]/2
各待定点高程的计算
点号
距离(m)
测站数
高差
(mm)
改正数
(mm)
改正后高差(mm)
高程
(mm)
备注
∑
铺
助
计
算
试验三、激光指向仪认识
激光指向仪广泛用于矿山指向直线巷道的掘进方向。
一、实验目的
1、进一步熟悉激光指向仪的构造、安置和技术操作方法。
二、实验任务
1、练习使用激光指向仪的使用与架设。
2、编写实验报告一份
三、实验仪器设备
1、每个小组配激光指向仪1套
四、实验方法和步骤
1.锚杆安装
在巷道适当位置打上间距约为280mm左右的两根锚杆;
将仪器安装在连杆中部,再将两端固定支架锁紧在两锚杆上;
(两固定支架分别可穿入φ16~φ24的锚杆,如图示)
注:
本仪器也可单锚杆使用,注意仪器安装时不要距离单锚杆太远。
2.矿工钢梁安装
选择适合固定仪器的工字钢梁或其他钢梁、钢板等。
将仪器安装在连杆中部,再将两组合固定支架相距300mm左右分别卡在工字
钢梁上并锁紧。
(如图示)
3.调试
a)连接电源:
首先确认供电电压应在交流或直流24~260V范围内,供电开关和激光仪严禁带电开盖!
再将仪器后部压紧盖打开,将电缆压紧螺栓、平垫、橡胶密封圈、防爆端盖拆下,依次穿入矿用电缆,将接地线固定在防爆端盖指定位置,再将电源线接入电源模块两接线端上,确认线路无松动和短路后,按顺序用专用工具拧紧各部位并压紧电缆检查无松动后即可通电。
b)主机水平位移调整:
将主机上部两个锁紧螺丝松开调整主机在连杆理想位置后锁紧即可。
c)纵向粗调:
松开主机上部的两个锁紧螺丝使光路在纵向调整到理想位置(中腰线处)锁紧即可。
d)横向粗调:
松开主机横向粗调内六角紧定螺丝,使光路在横向调整到理想位置(中腰线处)锁紧即可。
e)纵向微调:
微微松开横向微调旋钮,光斑需要向上,纵向微调旋钮慢慢松下紧上。
光斑需要向下,纵向微调旋钮慢慢松上紧下,直到光斑到达准确处为止。
f)横向微调:
微微松开纵向微调旋钮,光斑朝左,慢慢松右紧左。
光斑朝右,慢慢松左紧右,直到光斑达到准确处为止。
注意:
光斑纵横向调整到准确处后必须同时锁紧四个微调旋钮。
4.查看光路:
该仪器光路在出厂时已校准1200m处光斑直径小于等于40mm,用户无需现场调试光斑。
当工作距离小于1200m时,光斑会变得更小。
在200米左右光斑为20mm左右无光晕光环。
五、注意事项
1、实验过程中,一定要严格按要求操作。
2、电源的使用,注意安全。
3在瞄准方向后,一定要保证激光指向仪不被碰到,不被振动等。
6、数据记录格式
此项略
试验四、陀螺全站仪认识
一、目的与要求
目的是使学生掌握一个测站上陀螺仪的操作方法和程序。
1、本实验分两次进行,一次为跟踪逆转点法,一次为中天法。
2、要求每位同学至少连续跟踪三个逆转点或连续取三个以上中天是间。
3、测前与测后零位值的互差,对15″级仪器不得超过0.2格,对其他仪器不得超过0.4格。
4、逆转点法及中天法观测的限差见下表。
陀螺经纬仪
精度等级
逆转点法观测的限差
中天法观测的限差
相邻摆动
中值的互差
间隔摆动
中值的互差
相邻时间
差的互差
间隔时间
差的互差
15″
20″
30″
0.4S
0.6S
25″
35″
55″
0.6S
0.8S
5、其他
实习前要认真阅读讲义,弄懂陀螺仪定向原理,要认真阅读“陀螺仪使用说明书”,掌握操作步骤和方法,操作中务必按照说明书中所规定的操作步骤和要求进行,以保证仪器安全正常地运转。
另外还需要搞清楚观测数据的记录格式和计算方法。
要求通过本实习,基本掌握陀螺仪的使用和操作方法,以及观测数据的记录与处理。
能够正确地采用逆转点法或中天法进行陀螺经纬仪定向的外业观测和内业计算的全过程。
陀螺仪是光、机、电相结合的精密仪器,很贵重,操作时一定要严肃认真,动作要轻慢,不懂的地方一定要问清楚之后再动手,务必按照规定的操作程序进行操作。
二、仪器设备
陀螺全站仪一套、观测记录表格若干。
三、操作步骤
1.跟踪逆转法:
见陀螺仪使用说明书及讲义。
2.中天法:
见陀螺仪使用说明书及讲义。
四、各测线近似坐标方位角值和C值。
1.本次实习不进行精略定向,近似北方向通过下表数据计算得到。
测线名
近似坐标方位角
东站——东标
东站——西标
中站——东标
西标——西标
中站——西标
2.中天法测量时各仪器C值见下表。
仪器名称
C值
JT15(新)
+3.367
JT60(79572)
+2.832
JT60(79197)
+2.846
GAK——1(1#)
+2.8974
GAK——1(2#)
+2.8919
试验五、模拟矿井参观
一、目的与要求
1、通过参观模拟矿井,理解矿井的环境等。
二、实验设备
手电筒每人一个
三、实验内容
由实验老师带领,每位同学佩带一个手电筒,参观模拟矿井。
四、注意事项
1、所有同学必须听从领导,每人佩带一个手电筒
2、大家进入矿井后,不得到处乱跑,集体参观。
试验六、井下导线测量
一、目的与要求
要求每组按井下15″级基本控制导线的施测规格完成一条复测支导线的测量任务,各小组在教师指定的巷道内进行测量,每位同学应测三个测站或以上。
目的是使学生掌握井下基本控制导线外业测量和测量数据内业处理的全过程。
二、仪器设备
经纬仪1,小垂球3,钢尺1,拉力计1,导线测量记录本1,背包1,小钢卷尺1,手电筒4,小钉,线绳若干。
三、操作方法及步骤
1、在教师指定的巷道中,给每个导线点挂垂球线。
2、测角:
沿导线前进方向测量左角,导线水平角的观测用J6级经纬仪进行。
采用点下垂球对中,对中次数和测回数如下表所示:
边长在15米以内
边长15—30米
边长在30米以上
对中次数
测回数
对中次数
测回数
对中次数
测回数
2
2
1
2
1
2
水平角观测限差如下表:
仪器级别
同一测回中半测回互差
检验角与最终角之差
两测回间互差
两次对中测回(复测)间互差
DJ6
40″
40″
30″
60″
3、量边
①导线边长使用本组检定过的钢尺悬空丈量。
丈量大于尺长的边时,应先定线,可采用经纬仪或矿灯肉眼定线,最小分段长度不得小于10米,定线偏差不得超过5cm。
②在各分段端点上挂垂球线,用钢尺悬空水平丈量,并加标准拉力测记温度。
每段以不同起点读数三次,读至mm,长度互有效期应小于3mm,将读数记入手簿,并取三次平均值作为丈量结果。
③导线边长必须往返测量,丈量结果加入各种改正数的水平边长互差不得大于边长的1/6000。
当边长小于15米或在150以上的斜巷中量边时,上述互差可放宽到1/4000。
在倾斜巷道中,应丈量倾斜边长,其倾角与测量水平角同时进行。
一般用一个测回测角即可。
④在各个测站上,还需用小钢尺量左、量右、量上、量下、并记入手簿中,并在手簿中绘出巷道的草图。
⑤各组所测导线若自成闭合时,可单程测
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- 矿山 测量 实验 指导书