井下測量控制網(wǎng)改造方案設(shè)計與實施

王鋒 孫寶昶 綦延輝

【摘要】：隨著科技的進步，社會的發(fā)展，井下的測量已由原來的人工測量到現(xiàn)在的控制網(wǎng)測量。但是，事有利弊，它也存在著很多問題，需要不斷地改造與設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】：井下測量；控制網(wǎng)；改造方案；設(shè)計；實施

【 abstract 】 : with the progress of science and technology, the development of the society, the measurement by the original artificial has to measure of control network now measurement. But things have advantages and disadvantages, it also has very many problems, we need to constantly to reform and design.

【 key words 】 : underground measurement; Control nets; Reform plan; Design; implementation

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

正文：為什么要進行控制網(wǎng)的改造。由于控制網(wǎng)的日趨發(fā)展，各式各樣的控制網(wǎng)相繼出現(xiàn)，因而出現(xiàn)了許多不好，不稱職的控制網(wǎng)，也因此造成了井下控制網(wǎng)的不便。所以，為了更好地進行井下測量，我們需要進行改造。其中，有許多問題出現(xiàn)在現(xiàn)實中，比如說控制點有丟失的現(xiàn)象。由于礦的時間久遠, 井下許多點位置移動,部分控制點丟失。觀測的太分散。比如成莊礦井巷工程由川煤九處和中煤三十一處共同施工,投產(chǎn)后移交我礦, 井下控制資料由川煤九處、中煤三十一處及我礦三部分組成。井下測點的保護措施不夠井下的測量標志點可以分為平面控制點 高程控制點以及方向指示點，測量標志點的用途不同，要求的保存時間也不相同所選的網(wǎng)精度不夠高。由于現(xiàn)存的條件不足，受當時井下條件制約,大多為支導線, 缺少大的、有效的閉合環(huán), 而且所選的網(wǎng)精度不夠高。所以產(chǎn)生了許多不好的現(xiàn)象。陀螺邊部分稀少, 如果只靠一條有效地陀螺邊，根本不行。由于平差的精度不夠，造成較大誤差。對于雜亂的控制網(wǎng), 通過對各家的測量，發(fā)現(xiàn)測角的誤差很大，及時最弱的誤差也滿足不了需求，由于各種原因的產(chǎn)生，這種現(xiàn)象給往后的測量工作造成了很大的不便，所以，為了更好地測量與精度的測量，必須對控制網(wǎng)進行改造與設(shè)計。

如何進行控制網(wǎng)的改造與設(shè)計呢。（1）零階段的設(shè)計。零階段設(shè)計是關(guān)于網(wǎng)的基準選擇問題，即平差時起算數(shù)據(jù)的選用問題。為平差提供的基準，可以用未知參數(shù)之間的d 的條件方程式來表示。設(shè)計思路采用的是靠SV300測量控制網(wǎng)平差軟件對控制網(wǎng)的測量與實施, 并對控制網(wǎng)的布點方案和施測精度進行設(shè)計。這樣的設(shè)計可以很好很精確的為下一步做好準備。（2）對測站數(shù)的減少的措施

由于測站點的減少，造成了很多不便，全站儀測站的布置是可以靈活選取的，所以在全站儀可安置在兩點間的任意點，在地形起伏較大的復雜地區(qū)，可快速進行高程測量及傳遞，減少了測站數(shù) 在實際測量中，棱鏡高可根據(jù)實際情況改變，只要記錄下相對于初值增大或減小的數(shù)值，就可在測量的基礎(chǔ)上計算出待測點的實際高程 實踐 表明，這些方法既加快了測量速度，又可保證足夠的精度，在各行業(yè)的高程測量中具有較強的實用性，具有一定的應用價值。對精度的評估，我們這次采用本次內(nèi)業(yè)平差( 外業(yè)數(shù)據(jù)處理) 使用TOPADJ控制網(wǎng)平差軟件, 采用純迭代法對外業(yè)數(shù)據(jù)進行了嚴密平差, 平差起算數(shù)據(jù)。平差主要結(jié)果如下:最大點位誤差= 0.060826m最大點位誤差= 0.013764m總邊長= 112213m最弱邊相對比例誤差= 1/22408平差后測角中誤差= 6.3。（3）井下測點的保護

井下測點的保護措施井下的測量標志點 分為平面控制點 高程控制點以及方向指示點，測量標志點的用途不同，要求的保存時間也不相同。設(shè)計觀測次數(shù)及精度估測參數(shù)也不盡相同一般閉合環(huán)的角度距離觀測值為4類,測角精度可自己設(shè)置; 復測支導線的角度距離觀測值可通過計算與查表來進行測量與設(shè)計。并且使用SV300軟件將所有已知導線點坐標輸入數(shù)據(jù)庫, 再輸入導線連測路徑, 微機自動反算出各邊長和各觀測 角 值, 并在大于200m的兩點間均勻添加控制點,保證邊長大致在150m左右。最后讓微機自動進行精度估算。實踐中，我們可以從估算結(jié)果可以看出,47點離已知控制點距離最長, 其點位誤差也最大為0. 36m, 由誤差原理做出的圖形我們可以看出，誤差較大的那邊需要重新的設(shè)計，否則將會對將來的設(shè)計與測量造成更大的不便。因此，我們需要重新的設(shè)計與改造。根據(jù)精度的不同，最大點的誤差與弱點的誤差相差不是很大，原因可能就是精度的不夠造成的，優(yōu)化所用的質(zhì)量準則就是指控制網(wǎng)達到什么標準才算最優(yōu)設(shè)計該網(wǎng)為地形測圖和施工測量需要布設(shè)的控制網(wǎng),要求平差后各點的點位精度達到測量規(guī)程要求,網(wǎng)的整體精度要高,點位精度要均勻.因此,以網(wǎng)的整體精度達到最優(yōu)作精度指標.選用A 標準,即以網(wǎng)中各點坐標方差陣的跡最小為最優(yōu),估算結(jié)果如下:最大點位誤差變小，最弱邊長比例誤差(邊33& 34)= 1/ 1200從上面結(jié)果可知:最弱位誤差減為,提高了精度,但最弱邊比例誤差仍很小, 且都是邊,主要原因是因該邊僅6m多( 短邊在測量中, 測角精度受對中和瞄準兩大誤差的影響極大) , 所以我們采取了去掉由不符合的條件, 而將該導線作為一條復測支導線, 同時提高短邊觀測精度, 將邊長在40m內(nèi)的短邊觀測值由4類改為0類。得出如下主要估算結(jié)果:最弱邊長比例誤差減小。顯然, 誤差減小，但是精度的提高有補充了所造成的缺陷。對控制網(wǎng)絡(luò)做出了很好的保護。（4）優(yōu)化所用的質(zhì)量準則。通過不斷的優(yōu)化，我們可以得出很好的結(jié)果，優(yōu)化前后分別為11.7129和11.4645，網(wǎng)的整體精度值提高很小，并且，我們所采用的優(yōu)化所用的質(zhì)量準則就是指控制網(wǎng)達到什么標準才算最優(yōu)設(shè)計.該網(wǎng)是為地形測圖和施工測量需要布設(shè)的控制網(wǎng),要求平差后各點的點位精度達到測量規(guī)程要求,網(wǎng)的整體精度要高,點位精度要均勻.因此,以網(wǎng)的整體精度達到最優(yōu)作為精度指標.選用A 標準,即以網(wǎng)中各點坐標方差陣的跡最小為最。經(jīng)過第一階段的設(shè)計，網(wǎng)的整體精度提高的并不顯著，原因是該網(wǎng)的點位優(yōu)選余地小而且其中能作優(yōu)化的控制點4,5,6在測區(qū)內(nèi)只控制了很小部分。參考優(yōu)化設(shè)計方案,繪制井下控制網(wǎng)的施測網(wǎng)形圖, 該施測網(wǎng)形圖由一條復測支導線、三個閉合導線和一條附合導線組成?，F(xiàn)在對其具體附合導線是由地面兩已知點到井下構(gòu)成方位角符合條件, 到井下點構(gòu)成縱橫坐標條件, 途經(jīng)副斜井，主運輸大巷， 三號聯(lián)絡(luò)巷，北冀大巷，矸井聯(lián)絡(luò)巷, 連接的方式也與以前大不相同，由于我們所采用的質(zhì)量準則是控制網(wǎng)的標準設(shè)計的，為地形測圖和施工測量需要布設(shè)的控制網(wǎng)，所以呢，對于現(xiàn)實的情況來說，并不能滿足要求，這就需要新的連接方式，新的質(zhì)量準則。（5）數(shù)據(jù)的選擇。在此次改造中，我們所采用的數(shù)據(jù)大多為以前用過的數(shù)據(jù)，即原始數(shù)據(jù)，為什么用原始數(shù)據(jù)呢，原始數(shù)據(jù)可以正確的反應出真實的水平與結(jié)構(gòu)，此次改造采用的平面控制數(shù)據(jù)為局地測隊在原網(wǎng)加密后，所得結(jié)果中的兩點的坐標的方位角, 采用北京54坐標系統(tǒng); 高程控制數(shù)據(jù)為局地測隊在原有網(wǎng)基礎(chǔ)上測兩點的直接水準成果來進行約束平差所得的結(jié)果, 采用1950年黃海高程系統(tǒng)。所采用的復測支導線。復測支導線由南冀各大巷組成, 點序為S001， S002， S003， S004，S005，S006; S003， S007，S008，S009， S010， S011，S012，S013，S012，S014。這次數(shù)據(jù)的選擇，主要是為了更好，更精確的做到精度的測量，采用的起始數(shù)據(jù)也都是精選的不加裝飾的原始數(shù)據(jù)，一切為了更好地做出正確精度的改造。

結(jié)語：在井下測量控制網(wǎng)改造中,應用控制網(wǎng)優(yōu)化理論,從4個方面進行優(yōu)化設(shè)計通過實例計算得出控制網(wǎng)最佳圖形和最佳的觀測及平差方案,對控制網(wǎng)布設(shè)、觀測和平差計算有現(xiàn)實指導意義。各階段優(yōu)化設(shè)計計算是一個十分復雜的疊代或循環(huán)的運算過程,只能應用微機編程計算才能快速準確地獲得優(yōu)化計算結(jié)果.對控制網(wǎng)測量方案的選擇和優(yōu)化效果用定量指標衡量,使復雜的問題得到量化,并可將理論研究用于生產(chǎn)實踐,使之在生產(chǎn)中得到應用和推廣。此次井下控制網(wǎng)成功改造,使井下形成了一套完整的測量控制系統(tǒng),它對我礦的建設(shè)和發(fā)展將發(fā)揮重要的作用,主要表現(xiàn)在:為我礦大型貫通提供了高精度原始數(shù)據(jù),避免了? 穿袖%的可能;為我礦大型采面(2000m以上)的平行度控制提供了統(tǒng)一資料;緩解了我礦隊伍集中、掘進相互影響的狀況, 可由不同的盤區(qū)同時掘進同一順槽或同一采面的兩順槽;為日常測量工作、盤區(qū)延伸,提供了可靠的數(shù)據(jù);為長遠規(guī)劃設(shè)計、礦山救護、災害預防、沉陷觀測等提供了精確可靠的測量資料。通過這次改造，我們可以更好地來制定和保護方案。做出更好地控制網(wǎng)改造。

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