西卓煤礦主副立井精密安裝測量

孫曉明

中鐵十一局集團第一工程有限公司 湖北襄陽 441000

1 西卓煤礦概況

1.1 西卓煤礦交通地理位置

澄合礦務局西卓井田位于陜西省中東部渭南市合陽縣東知堡鄉西卓子村，澄合礦的東南部，在礦區的中深部地帶，行政劃分屬于合陽縣城關鎮和坊鎮管轄，西鄰合陽縣城，距縣城約6km。地理坐標為：東經110°08′53″-110°16′36″，北緯35° 23′ 27″ -35° 16′ 21″。

1.2 礦井地質采礦條件

西卓煤礦井田東西長 10．5km，南北寬 1．5-6．0km，面積36．86km2。井田地質儲量為 374．95Mt，工業儲量為 332．6Mt，礦井可采儲量為260．04Mt；礦井設計生產能力3．0Mt/a，設計服務年限 62．0 年。

井田內煤系底層分布上部分為石炭統太原組，下部分為二迭統山西組，含煤12層，可采煤層3層，本礦井主采煤層2層，其中4煤為局部可采煤層，5煤為主要可采煤層。井田可采煤層煤質為中灰煤為主，次為中高灰煤和低灰煤，多屬中高硫和高硫，低揮發分、低磷，中高-高熱值發熱量，熱穩定性較好，化學反應性不好，有害元素含量低的貧煤。礦井各煤層存在爆炸的危險，煤層屬易自燃煤層，礦井為低瓦斯區的礦井。

井筒周圍地表已經被第四系松散層掩蓋，井筒含水地層，按其充水空間性質和巖性的不同，可劃分為孔隙裂隙潛水、紅土隔水層、基巖裂隙含水層、巖溶裂隙水四種類型。

西卓煤礦設計擬采用立井掘進方式，工業場地布置主立井、副立井和風立井，井下煤層采用單一水平開拓法。根據煤層賦存的特點，采用大采高綜合機械化采煤方法，全垮落式管理頂板。礦井投產時，首采盤區為一盤區和二盤區，工作面年推進度1604-2020m。

2 西卓煤礦主副立井精密安裝控制測量

2.1 E級GPS平面控制測量

根據西卓煤礦工業廣場的整體布設現狀、井筒位置情況，經與西卓煤礦地測負責人協商，計劃在調度室、變電站、食堂、聯辦的樓頂各布設1個E級GPS控制點，加上百靈和XJ01已知控制點，共6個點，建立E級GPS控制網，見圖2-1。

（1）GPS布網要求。

①E級GPS網的最大異步觀測環或附合路線邊數需小于表1的要求。

表1 GPS觀測附合路線的邊數規定

②各級GPS網的相鄰點間距最大應小于平均點間距的2倍且點位均勻分布，見圖1。

圖1 地面E級GPS控制網和水準路線示意圖

③布設GPS網應當和附近的已有控制點來聯測，聯測點數不少于3點，對小測區來講，已知點穩定可靠時，也可用2個點來聯測。西卓煤礦采用百靈、XJ01兩個點作為起算點滿足規范規定。

（2）控制點位置選擇原則。

①為保證連續跟蹤的觀測能力，保證衛星信號的質量，建議測站上部在10°-15°高度角以上無障礙物。

②為保證GPS衛星信號的質量，在測站200m內不能有強電磁波干擾源。

③為減少多路徑效應，測站應遠離高層建筑、成片水域等。

④點位應當選擇在交通順暢、觀測方便、能夠長期保存的位置。

2.2 高程控制測量

在工業廣場內與GPS控制點相適應的位置（不易被破壞、通視情況良好等）選取4個水準點點位，埋設測點，將其與百靈、XJ01兩個已知控制點聯測。作業按四等閉合水準路線進行測量，路線長度約為3km。

2.3 GPS測量數據處理

GPS數據處理是一項極其繁瑣并且重要的工作，直接影響到最終結果的質量好壞。

觀測基線長度較差，兩兩進行比較應當符合以下要求：

式中：σ-相應級別的精度要求（按實際平均邊長進行計算）。

附合路線坐標閉合差或者獨立閉合環必須符合下式：

式中：n-閉合環邊數；

在基線向量檢查滿足規范的情況下，以相應方差-協方差陣及三維基線向量來作為觀測資料，以單個點WGS84的三維坐標作為起算數據，進行無約束平差。無約束平差必須提供各點在WGS84系中的各基線向量、三維坐標、改正數及其精度信息。在無約束平差中，基線向量改正數的絕對值必須符合下列條件：

利用無約束平差之后的可靠觀測數據，繼續二維約束平差。平差的最終成果輸出到該坐標系的三維或者二維坐標、基線邊長、基線向量改正數、方位信息、轉換參數和相應的精度信息。在約束平差中，基線向量改正數與經過剔除粗差后的無約束平差成果的同一條基線對應改正數較差絕對值應符合下列條件：

否則，有理由懷疑進行約束的已知數據（坐標、距離、方位角）存在著較大的誤差值，此時應該用人工或者自動方法來剔除較大誤差的約束值，直到滿足上式規定。但必須要有不少于3個約束點，且應當分布均勻。

3 結語

本文針對西卓煤礦主、副立井提升設備的精密安裝測量工作進行了分析和研究，為保證絞車主軸線、井筒十字中線、井筒提升中線和井架基礎、井架和天輪位置等提升設備之間的相互關系能夠滿足設計要求的間距、方位等的規定，尤其是副立井絞車已經安裝的前提下，測量其與井筒十字中線、井筒提升中線的相互關系是否正確，提供了可靠的數據支撐。