礦井巷道控制網布設及測量和精度計算

劉 毅

(山西汾西中興煤業有限責任公司，山西呂梁 030500)

1 概況

1)測區位置。

山西汾西中興煤業有限責任公司位于呂梁市交城縣嶺底鄉東雷莊村附近，礦區北面以歇馬頭、火燒坡為界，南面以郭家莊、西雷莊、東雷莊為界，西面以周家坡、李家山、山莊頭為界，東面以馮家塔、峁上村、申家圪垛為界;井田面積約20km2。

2)完成工程量。

a.施測井下導線長度為2.37km;b.施測井下永久控制點12個。

3)執行規程。

a.《煤礦測量規程》(2010);b.GB 50026-2007工程測量規范;c.GB/T 24356-2009測繪成果質量檢查與驗收。

4)數學基礎。

平面坐標系統采用1980西安坐標系，中央子午線111°00′00″，6°帶高斯投影，帶號19;高程基準采用1985國家高程基準。

5)近井點坐標見表1。

表1 近井點坐標

2 井下控制網布設

2.1 布施方案

井下控制點布設原則為主斜井、副斜井、軌道巷、回風巷及皮帶巷巷道頂板巖層上，間距300m～500m布設一組;一組由三個永久導線點組成，點間距80m～120m，且點與點之間要互相通視。同時，根據礦方要求及巷道實際情況，合理布設永久導線點位置，為礦井測量提供精確、便捷的服務。

2.2 布施方法

現行井下控制點布設方法為采用水泥釘固定在巷道頂板巖層上;然后用工程線吊線來進行巷道測量。這種方法有以下兩個缺點:

1)水泥釘太短，特別是巷道頂板巖層較軟時，易脫落，固定不堅固;

2)工程線栓在水泥釘上，工程線經常來回移位，嚴重影響測量精度。所以，為了保證井下測量精度，井下控制點布設方法特別重要。根據巷道頂板巖層軟硬程度不同，設置固定樁的直徑和長度，選擇相應的鉆孔方法。

當巷道頂板巖層較軟時，需要固定樁的直徑較大和長度也較長，固定樁樁帽材質采用直徑為32mm、長度為100mm的紫銅件;固定樁樁桿材質采用直徑為24mm、長度為500mm的螺紋鋼筋件;相應的鉆孔方法采用錨桿機打孔。

當巷道頂板巖層較硬時，需要固定樁的直徑較小和長度也較短，固定樁樁帽材質采用直徑為20mm、長度為50mm的紫銅件;固定樁樁桿材質采用直徑為12mm、長度為250mm的螺紋鋼筋件;由于高瓦斯礦井下不能用明火，鉆孔方法采用36V充電式沖擊電鉆打孔。

固定樁樁帽和樁桿通過內絲扣連接成為一個整體;為了保證精度，樁帽上小孔直徑為1mm，吊線采用高強度絲線。井下巷道潮濕，紫銅樁帽具有不生銹功能;螺紋鋼筋通過錨固劑作用，與頂板巖層連接為一體。同時，利用特制反光牌標記點號。

表2 導線嚴密平差計算表

3 井下控制網測量

3.1 井下平面控制測量布設

根據采掘工程的實際需要，基本控制導線為±7″導線。本項目布設閉合導線路線為沿主斜井導入井底至副斜井井口閉合到近井點，其路徑為:

EJ16—EJ15—支1—支2—支3—ZXJ1—ZXJ2—ZXJ3—ZP1—ZP2—ZXJ4—ZXJ5—ZXJ6—ZPL1—ZPL2—ZPL3—P3—L2—支09—支08—支07—FXJ6—FXJ5—FXJ4—支06—支05—支04—FXJ3—FXJ2—FXJ1—支03—支02—支01—EJ15—EJ16(其中加黑的測點為永久控制點)，導線長度為2.37km，布設永久控制點12個。

表3 三角高程路線平差計算表

3.2 井下導線外業測量

1)水平角觀測。

水平角觀測采用TOPCON 332N 2″防爆型全站儀三架法進行觀測左右角各兩個測回，在觀測過程中，水準氣泡偏離不超過一格。

2)垂直角觀測。

測量垂直角與觀測水平角同時進行，采用對向觀測(中絲法)進行，觀測兩個測回。

3)距離測量。

距離與角度同時進行觀測，每條邊的測回數不小于兩個，往返測的互差不大于1/15000。采用對向觀測，取平均值。

4 井下控制網測量計算

1)導線坐標計算表見表2。2)三角高程路線平差計算表如表3所示。

5 井下控制網測量精度分析

5.1 導線控制測量精度分析

外業觀測結束，整理檢查外業全部資料，本次水平角按左、右角觀測，觀測兩個測回，取兩次平均值為平差值，導線邊長歸劃到投影水準面的改正和高斯克呂格投影面的改正，平差采用楊運英導線平差軟件，采用嚴密平差，導線控制測量精度見表4。

表4 導線控制測量精度表

5.2 高程控制測量精度分析

井下高程測量采用三角高程測量方法，相鄰兩點往返測高差的互差不大于10mm+0.3mm×τ(τ為導線水平邊長，以m為單位)，高程導線和平面控制導線路線一致，高程控制測量精度如表5所示。

表5 高程控制測量精度表

5.3 井下控制網測量結果

經過閉合導線的控制測量，并結合《導線控制測量精度表》和《高程控制測量精度表》的精度分析，本項目閉合導線達到±7″級導線標準;同時，12個控制點坐標滿足±7″級導線標準要求，可以指導礦井巷道導線測量。

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