三礦副井十字線測量技術(shù)研究與實踐

衛(wèi)永生

河南省鶴壁市鶴煤公司三礦

1.基本情況

井筒十字中心線無論是在建井時期還是在以后的生產(chǎn)時期都有著重要的作用，工業(yè)廣場主要建筑物位置的標(biāo)定，井架。天輪，絞車等提升設(shè)備的安裝與檢查都是根據(jù)井筒十字中心線的標(biāo)定。因此，建礦初期精確標(biāo)定十字中心線以及生產(chǎn)礦井恢復(fù)十字中線是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中的重中之重。鶴煤三礦為年產(chǎn)150萬t的大型礦井。由于工業(yè)廣場建筑物的遮擋、覆蓋。建礦初期布設(shè)的十字線點所剩無幾。加上工業(yè)廣場有不同程度的下沉等因素。僅保存下來的幾個十字線點是不可靠的，三礦地測科與相關(guān)單位對井筒十字線重新檢?；謴?fù)進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，確保井筒十字線可靠。

2.十字線測量技術(shù)的內(nèi)容及方案

2.1.平面控制測量

①檢測原有的GPS平面控制點二個。

②新建GPS點二個。

2.2.副井絞車房十字線測量。

2.3.副井井筒十字線測量。

3.測量過程：

GPS平面控制測量：

測量使用南方NGS-200型GPS衛(wèi)星定位儀，GPS衛(wèi)星定位儀的標(biāo)稱精度：5mm+1ppm。

由鶴煤勘探公司2003年建立的礦區(qū)GPS控制網(wǎng)中的“曹家南嶺”（CJNL)作起算點，檢測“三礦采掘樓院”（CJLI）和“三礦運銷科”（YXKI)，檢測結(jié)果如下：

2003年成果(m)點名互差（mm）Y點號 C J Y DY NL CJ LI三礦采掘樓院曹家南嶺3981635.8603978581.760512123.394515046.634512123.394515046.778 D X 0 65 X 0 -1 YX KI三礦運銷科本次2013年成果（m）X 3981635.8603978581.6953978463.519515110.4663978463.369515110.67115044-205

今后使用“三礦采掘樓院”（CJLI）和“三礦運銷科”（YXKI）時應(yīng)以本次實測成果為準(zhǔn)。

采用靜態(tài)GPS建立地面控制網(wǎng)，觀測時段為兩個時期，每個時段同步觀測時間均大于60分鐘。

本次GPS控制測量最大點位誤差小于2.8mm，精度滿足要求。

4.十字線測量及時的應(yīng)用情況

4.1.副井絞車房內(nèi)十字線測量

副井井筒十字線的點全部遭到破壞，副井井筒十字線只能由絞車房內(nèi)的十字線點來恢復(fù)。

經(jīng)現(xiàn)場勘查得知：副井絞車房內(nèi)保存下來的點有“N”、“W”、“E”、“S”點。即副井絞車房內(nèi)的點保存完好。副井絞車房內(nèi)的點是在絞車房內(nèi)的墻上的角鐵上的鋸豁，無法直接在點上架儀器，怎樣將絞車房內(nèi)十字線的方向作為起算方向引出去，恢復(fù)副井井筒十字線呢？

“W”、“E”方向是絞車大軸線的方向，在“W”、“E”方向上架一臺經(jīng)緯儀，用逐漸趨近法使墻上的“W”、“E”點與架經(jīng)緯儀的點成一條直線，假定架經(jīng)緯儀的點位“WF”點，同時測量絞車大軸的中心與“W”、“E”十字線的關(guān)系，測量得知：二者是一條直線，沒有偏差。

選一點，既可以看到“WF”點，又可以看到“S”點（或“N”點），設(shè)該點為“F”點，在點“WF”架全站儀后視“E”點，測邊、角后，可計算得到“F”點的假定坐標(biāo)。

“F”、“FW”點作為已知點，用前交的方法，求出“S”（或“N”點）的坐標(biāo)。

由此，絞車房內(nèi)以十字線交點為原點（X=0Y=0）的坐標(biāo)系建立起來了。此時，“W”、“E”方向為絞車房內(nèi)副提升方向上的十字線（絞車大軸中心線），“N”、“S”成為絞車房內(nèi)主提升方向上的十字線。

4.2.副井井筒十字線測量

絞車房內(nèi)主提升方向上的十字線，也是井筒主提升方向上的十字線，但坐標(biāo)系的原點不同，若求得絞車房內(nèi)十字線的原點與井筒十字線的原點的間距后，就可建立井筒十字線的坐標(biāo)系。

①井筒副十字線方向的確定

根據(jù)甲方要求：應(yīng)根據(jù)實測井筒兩鋼絲繩中心的坐標(biāo)來確定絞車房內(nèi)十字線的原點與井筒十字線的原點的間距，用“F”、“FW”點作為已知點，用井下“三架法”的方法作導(dǎo)線，用兩個前方交會的方法求取井筒兩鋼絲繩中心的坐標(biāo)。

經(jīng)實測得知：絞車房內(nèi)十字線的原點與井筒十字線的原點的間距為34.0302米。

②井筒主十字線的方向的確定

由絞車房內(nèi)的“F”、“FW”點作為已知點，用井下“三架法”的方法作導(dǎo)線，恢復(fù)了井筒主十字線。

測量得知：以新恢復(fù)的井筒主十字線為基準(zhǔn)，井筒兩鋼絲繩的中心向東偏86mm。

在放樣過程中，一般采用井下“三架法”的方法標(biāo)定十字線點，用日本賓得PTS-V2型全站儀測距及測角，測角進(jìn)行兩測回，測距時加入氣象、加常數(shù)、乘常數(shù)和周期誤差改正。當(dāng)在直線上加測十字線點時，除正、倒鏡兩次標(biāo)定外，為消除在測距中棱鏡對中桿不垂直的誤差，棱鏡對中桿轉(zhuǎn)動180°，分別測距后，取平均值。

5.結(jié)論

通過利用GPS對工業(yè)廣場近井點進(jìn)行測量，采用“逐漸趨近法”技術(shù)手段進(jìn)行十字線測量及對地面近井點進(jìn)行檢核，保證了工業(yè)廣場等地面建筑測量精度，對繪制各種圖紙起到了至關(guān)重要的作用。同時對副井井筒十字線進(jìn)行了重建，滿足了地測標(biāo)準(zhǔn)化要求，同時確保了副井提升運輸?shù)陌踩?，?jīng)濟(jì)效益和安全效益均十分顯著。

[1]車數(shù)成,張榮偉.煤礦地質(zhì)學(xué).中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1996,17-29,279-280

[2]車數(shù)成,張榮偉.煤礦地質(zhì)學(xué).中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1996,65-74

[3]張國良.礦山測量學(xué).中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2008,163-175,311-326