礦山井筒十字線的恢復(fù)與重建

王黎明，謝風(fēng)科，劉 清（山東金嶺鐵礦地質(zhì)工程處，山東 淄博 255081）

?

礦山井筒十字線的恢復(fù)與重建

王黎明，謝風(fēng)科，劉 清
（山東金嶺鐵礦地質(zhì)工程處，山東 淄博 255081）

摘 要：井筒十字線對于礦山具有極其重要的作用，礦井建成后，十字中線點經(jīng)常遭到破壞，嚴(yán)重影響礦山的生產(chǎn)建設(shè)。根據(jù)場地情況，采用GNSS控制和導(dǎo)線測量方法間接測定井筒十字中心點，通過點位加密控制和加強測量標(biāo)志的維護，為礦山各類設(shè)施的施工質(zhì)量提供保障。

關(guān)鍵詞：井筒十字線：GNSS網(wǎng)：導(dǎo)線測量：精度分析

0　前言

山東金嶺鐵礦是歷史悠久的礦山，在侯莊礦和召口礦內(nèi)設(shè)有主井、副井及風(fēng)井多個井筒。經(jīng)過勘察，建井初期所布設(shè)的井筒十字線控制點所剩無幾，為保證井上、井下提升坐標(biāo)系統(tǒng)的嚴(yán)格統(tǒng)一，滿足礦井改擴建和維修等工程的設(shè)計和施工，需要利用原來的起算數(shù)據(jù)重新測出井筒中心，并重新測設(shè)十字中線。

1　工程方案的制定與實施

井筒十字中線在建井時期還是在以后的生產(chǎn)過程中都有著重要的作用，工業(yè)廣場內(nèi)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)井筒十字中線標(biāo)定的。目前，侯莊礦東風(fēng)井因提升系統(tǒng)需要升級改造，建井初期所設(shè)置的十字線控制點或遭破壞，或受新建建筑物的影響無法通視，所保存只有HN03、HS01、HW02、HE03幾個點，僅存的這幾個點也需要監(jiān)測其可靠性。

1.1可靠性監(jiān)測

首先，將觀測方案初步定為導(dǎo)線測量或GNSS平面控制測量；經(jīng)小組成員討論發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)存的十字線控制點均距離建筑設(shè)施較遠，且周圍視野比較開闊，適合采用GNSS控制網(wǎng)來進行已知點精度和可靠性檢驗，從而剔除精度低、可靠性差的已知點。GNSS網(wǎng)聯(lián)測鳳凰山（三等點）和侯莊南（四等點），利用中海達公司開發(fā)的平差軟件進行平差計算，最后確定HN03和HE03保存完好。在確定兩個已知點可靠的情況下，對聯(lián)測資料進行重新平差計算，平差結(jié)果為：比例誤差系數(shù)b=12mm/km，滿足《冶金工程測量規(guī)范》GNSS平面控制測量一級網(wǎng)的要求。

1.2聯(lián)網(wǎng)觀測

根據(jù)初步聯(lián)測成果，按照十字線的設(shè)計方位標(biāo)定出新設(shè)的十字點，標(biāo)定出的十字線點應(yīng)滿足《冶金工程測量規(guī)范》要求：十字中心線鉛直度的偏差不應(yīng)大于30″。

由于受場地地形條件的限制，選點無法盡隨人意，只能根據(jù)實地情況布設(shè)：有的點設(shè)在地面上，有的設(shè)在廠房上，部分點間高差較大。根據(jù)現(xiàn)有的網(wǎng)型確定聯(lián)測方案：5″級導(dǎo)線；儀器為索佳SET210K全站儀，其標(biāo)稱精度：測角±2″，測距：2mm+2ppm（有棱鏡）；十字中心線的基點位置標(biāo)定后，繪制1：500基點布置圖。

導(dǎo)線觀測的技術(shù)要求和限差：測角中誤差≤5″，觀測兩個測回，半測回歸零差≤12″，一測回內(nèi)2C較差≤18″，同一方向值各測回較差≤12″；測距采用對向觀測，各兩個測回，距離采用四次平均值。外業(yè)觀測中的注意事項：

（1）選擇觀測條件有利的時間段進行觀測；

（2）在觀測過程中，確保精密對中、整平，光學(xué)對中器的對中精度優(yōu)于1mm；

（3）氣泡置平時，應(yīng)使儀器位于補償器的有效補償范圍；（4）歸零差或零方向的2C較差超限時，該測回重測。

1.3刻點與改線

恢復(fù)十字線是一項繁瑣、復(fù)雜的精密測量工作，要解算、糾偏和重新刻點，很難使十字線垂直度一次性達到要求，需要反復(fù)進行。在本次恢復(fù)工作中，我們采用的方法是：對補設(shè)網(wǎng)進行觀測，對觀測數(shù)據(jù)進行平差計算，根據(jù)結(jié)果計算、確定其中不滿足要求點的偏差及方向，重新刻點。然后對補設(shè)網(wǎng)進行再次聯(lián)測，反復(fù)進行，直到全部達到要求為止。

1.4平差計算及精度分析

在計算機上對觀測數(shù)據(jù)進行檢查及內(nèi)業(yè)整理，然后平差計算。導(dǎo)線平差后精度如下：WB=4.6″，導(dǎo)線全長相對閉合差1/68549，測角中誤差±3.2″，滿足設(shè)計和規(guī)范要求，表明觀測方案可行，數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。最后，通過卷揚機房內(nèi)和井架上刻留的老十字線方向記號相比較也一致，表明此次恢復(fù)工作圓滿完成。

2　加密控制

待刻點全部刻好后，利用附近的的控制點，選取場地內(nèi)適當(dāng)?shù)狞c位進行加密控制，在礦內(nèi)選取合適的點位（根據(jù)實際圖紙資料，選取2、3個場地內(nèi)的點，以便聯(lián)測使用）。由于GNSS控制網(wǎng)所涉及到的點，在距離上需要滿足規(guī)范技術(shù)要求，工廠內(nèi)比較密集的十字點不宜參與其中，因此用全站儀加密控制網(wǎng)。嚴(yán)格按照四等三角控制網(wǎng)的測量要求，利用全站儀觀測出數(shù)據(jù)，內(nèi)業(yè)使用平差軟件計算出坐標(biāo)結(jié)果。

3　十字線點的維護

十字線點完全刻好后，維護工作也相當(dāng)重要。一是提高大家對測量標(biāo)志的認識，自覺進行保護；二是在日常測量活動中，經(jīng)常檢查十字線點的點位情況，如若發(fā)現(xiàn)個別點距離偏差較大或個別點受到破壞時，及時根據(jù)附近的控制點進行導(dǎo)線測量，測量出新的點位坐標(biāo)，并錄入十字線資料中。

4　結(jié)束語

此次十字線點的成功恢復(fù)，為我們今后在類似工程上提供了一個成功的范例。其中，GNSS技術(shù)在十字線測量中的運用，豐富了我們的測量手段和方法，也讓十字線點的維護工作相對方便。

參考文獻：

［1］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50995-2014 冶金工程測量規(guī)范［S］.2015.

［2］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T18314-2009全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范［S］.2009.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.196

作者簡介：王黎明（1982-），男，山東萊蕪人，工程師，主要從事：礦山測量、變形觀測和空區(qū)監(jiān)測。