1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

本课题主要研究现有提升设备中心线的测量与标定，掌握狭小空间高精度控制测量方法，掌握根据现有设备测量其纵、横轴线的方法，掌握提升设备提升十字线的标定方法。通过阅读相关文献，现将资料做如下总结：

一．总述

筒十字中心线是工业广场内建筑物标定,提升设备安装及井筒，在碉室、井底车场等进行施工测量的主要依据,在整个矿井生产过程中起着十分重要的作用。但是，在矿井建设过程中由于一些特殊原因使得原有的井筒十字中心线上的基点被破坏掉，在后期的施工过程中，如井筒装备安装、立井井筒向下延伸等工程施工时，由于原十字中心线上的基点被破坏，使得井筒中心无法确定而导致工作无法继续进行。矿井提升设备是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人员和设备，下放材料的大型设备，是联系矿井上下的咽喉。作为提升设备的核心部件，提升天轮在提升系统中起了巨大的作用。所以正确、精确安装矿井提升天轮不仅可以使提升系统正常运转、减少磨损提高使用寿命，而且可以使矿井生产更为有序、安全，从而提高了矿井多方面效益。

梅山铁矿位于江苏省南京市西南郊，设计采矿规模为250万吨/年，是目前我国距大城市最近的一座大型地下铁矿。梅山铁矿副井提升设备已经运行多年，需将现有提升设备拆除更换新的提升设备，在旧的提升设备拆除以前，需测定现有提升中心线并将提升中心线标定于井架楼墙壁之上以作为新设备安装依据。本次更换提升设备是在狭小空间内进行精密控制测量，经过制定有效的测量方法，完成了本次更换任务。通过这次工作，为后续处理相关方面的问题，提供了可借鉴的成功经验。

通过阅读大量的参考文献，学习到了多种测量井筒中心线的方法，其中有将”圆上任意弦的垂直平分线必须过圆心的”作为理论依据，对井筒中心线进行测量的方法。然而此方法并不适用我们此次的测量任务，并且对于测量人员来说，从吊盘下降到井下有一定的危险。还有利用现存十字中线基点进行相对坐标方位传递，从而在天轮平台上标定4个方向的十字中线点，作为天轮安装依据的测量方法。这种方法的使用必须依靠保存完好的十字线基点，这项要求在我们本次测量任务中并不能满足。还有使用RTK采用线放样法初步标定十字基点点位，然后测定水平角和平距，利用电子手簿计算出各临时点偏离十字中心线的距离，使用钢板尺量距进行点位调整，最终测得所有十字中线点。该方法需要使用到RTK等仪器，并不适用于室内测量。与这些相类似的还有建立放样控制网恢复井筒十字中心线、利用电子全站仪采用规划放样法精确放样测得井筒中心线等方法，但同样的是，以上方法均不能满足此次任务中在狭小空间中进行精密控制测量的要求。经过学习与研究，决定以三架法为基础设计测量方案。

二．作业计划

这次测量任务所处环境为梅山铁矿副井提升设备装置室，这是一个封闭的狭小空间，其中没有已知控制点和基线点。这种情况下布置独立坐标控制网，利用三架法选取三个合适控制点，从而对旧有天轮进行中心线测定，并利用全站仪标定在墙壁上。

1.根据提升设备周围环境，选定合适的独立坐标控制点。并选其中一个合适的控制点为起点建立独立坐标控制网。

2.利用三架法对旧提升设备实测。

3.利用全站仪把测定十字中心线标定在墙上。

仪器工具

LEICA TS11全站仪一台、三脚架三副、基座及支架2副、对中杆1副、棱镜2个、记录本一本、铅笔一支、油漆、蜡笔一支、5m钢卷尺一把、塔尺一把、计算器2个、射枪钉若干、锤子一把。

所需人员

5~8人

全站仪三架法以及多架法导线测量的优点，一是在矿山测量中，可降低施测环境要求。能大大减小风速对施测过程的影响，且不受施测路线因素的影响，在中间点可以任意设站，提高施测的灵活性。二是不受施工条件的制约，可以使测量、掘进互不影响，平行作业。三是全站仪三架法及多架法在三角高程测量过程中，只需要量取第一站和最后一站仪器高和目标高，转点站不需要量取，缩短了作业时间，减轻了工作强度，提高了工作效率。四是从误差传播上来看，减少了对中、整平次数，减少了误差累计次数，提高了观测精度。

全站仪三架法以及多架法导线测量应注意的事项，一是施测时所用的仪器、棱镜、座必须配套统一，以保证每次变换位置后仪器中心和棱镜中心在同一铅锤线上，避免引起误差。二是架设仪器、觇标时必须将三脚架踩实、拧紧。三是仪器站和前视觇标的基座在迁站时不能松动，并且不能碰动三脚架。四是每次仪器变换后，仪器应处于对中整平状态下，如果水准管偏离较大，则必须进行重新对中整平。五是为了消除棱镜参数误差，每次变换棱镜时，前后视棱镜不得互换。六是测定控制点时要提高测点的对中和整平精度。七是全站仪三架法导线测量在支导线测量中要进行两次以上的复测，以便校检。

三．精度评定

井筒中心和十字中心线标定的技术要求：

标定井筒实际中心坐标和十字中线的坐标方位角应按地面一级导线的精度要求实地测定，测角中误差为，测距中误差为#177;15mm，使用J2经纬仪需要进行两测回测量，方位角闭合差为。两条十字中心垂直度的容许误差为2。标定井筒十字中心线需进行两次，中心线两次较差应不大于3mm。

四．垂直程度检验

井筒十字中线不仅直通过井筒几何中心点，而且要求互相垂直。

设二条直线的夹角为

则二条井筒十字中线的夹角为：

(1)

两条井筒十字中线垂直程度误差应满足下式：

（2）

为垂直程度允许误差。

当所测设的两条井筒十字中线满足(1)和(2)式时，说明标定正确。

在实际操作过程中，可以使用这种方法对重新标定的十字中心线进行平面位置和垂直程度的校验。

五．总结

选择这个课题前没有做过类似的测量，接到任务后，通过参考大量文献，现场实地勘测以及老师的指导，最终决定选择借助三架法，在狭小空间内布设独立控制网进行精密控制测量，来测量和标定十字中心线，以期完成本次测量工作。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.研究的问题：

（1）掌握狭小空间高精度控制测量方法。

（2）掌握根据现有设备测量其纵、横轴线的方法。