寺河煤礦二號井15#煤層基本控制導線測量技術研究

李鵬科

(晉能控股裝備制造集團有限公司寺河煤礦，山西 晉城 048000)

1 概況

晉城澤祥勘探測繪有限公司根據寺河煤礦二號井的基本要求，于2020年10月至12月對寺河煤礦二號井西區15#煤基本控制導線進行了測量，該次測量進行了寺河礦的井上下聯系測量及至上莊風井的井下導線測量，由寺河礦地面控制點經副斜井測量至井下，井下導線測量長度9.4 km，測設井下基本控制導線點57點，陀螺定向測量3條。

2 測區概況和已有資料應用

2.1 測區概況

測區位于山西省晉城市，跨沁水、澤州縣，屬暖溫帶大陸性氣候，氣候干燥，四季分明，晝夜溫差較大，雨量多集中于7月～9月，交通十分便利。

2.2 測區已有資料應用

本測區應用了晉城澤祥勘探測繪有限公司于2020年施測的《寺河煤礦二號井GPS控制網成果》資料，資料平面采用基準為1954年北京坐標系(部定3°帶高斯投影，中央子午線112°30′)，高程采用1985年黃海高程系，完全能滿足測量需要。利用了資料中的“寺河礦”、“秦莊”作為起算數據，起算點經檢核無誤，可以使用[1]。

3 作業依據

本次測量主要依據的是《工程測量規范》(GB 50026-2007)《煤礦測量規程》(能源煤總1989)，《煤礦測量手冊》(中國統配煤礦總公司1990)以及具體的測量技術設計書[2]。

4 采用基準

根據寺河煤礦二號井實際情況，井下基本控制導線測量平面采用1954年北京坐標系(部定3°帶高斯投影，中央子午線112°30′)；高程采用1985年黃海高程系。

5 技術總結

根據相關技術設計書要求，對寺河煤礦二號井西區15#煤基本控制導線進行了測量，共測設井下基本控制導線點57點，陀螺定向測量3條。

5.1 井下基本控制導線測量

本次井下7″基本控制導線測量使用的儀器為Topcon GPT—3002LN(2″級)防爆全站儀及其配套的棱鏡組；平面測量和高程測量同時進行[3]。

其中，水平角、豎直角都為兩個測回，并且完全絕對獨立進行2次。

5.2 陀螺經緯儀定向測量

5.2.1 陀螺經緯儀定向資料

根據《煤礦測量規程》之要求，本次陀螺經緯儀定向共施測3條陀螺經緯儀定向邊。

陀螺定向的已知數據見表1和表2。

表1 地面已知點坐標及坐標方位角

表2 井下定向邊端點坐標近似值

5.2.2 陀螺經緯儀定向作業方法

本次定向采用的為索佳GYRO1X型陀螺儀及其配套的SRX1X全站儀。陀螺定向采用2—2—2觀測程序，即首先在地面已知邊上測定2個儀器常數，然后分別在井下3條定向導線邊各測定2個陀螺方位角，上井后再在地面已知邊上測定2個儀器常數。

本次定向時采用的是跟蹤逆轉點法，各項限差嚴格依照《煤礦測量規程》的規定。

陀螺定向資料來源及處理，是根據寺河煤礦二號井GPS控制網成果和井下導線測量近似坐標計算值，計算各測站的子午線收斂角γ，在已知邊上測定的陀螺方位角，可計算出本次定向中陀螺經緯儀的儀器常數Δ平與陀螺方位角一次測定中誤差為m，具體計算結果見表3。

表3 陀螺經緯儀定向儀器常數計算表

5.2.3 井下定向邊成果計算

1)根據前面計算出的陀螺經緯儀儀器常數Δ平及各測站的子午線收斂角γ，利用在井下3條定向邊上測定的陀螺方位角α平，可求算出井下陀螺定向邊的坐標方位角α及陀螺經緯儀一次定向中誤差mα平。

2)陀螺經緯儀定向成果匯總分析

陀螺經緯儀定向成果匯總如表4。

表4 陀螺經緯儀定向成果表

由表4計算結果可見，待定邊陀螺方位角一次測定中誤差MT=±2.0″，待定邊陀螺方位角平均值中誤差MT=±1.7″。滿足《煤礦測量規程》的有關技術要求。

5.3 導線平差計算

導線平差計算采用的是專業的測量導線平差軟件，在計算時，嚴格按照規范要求和測量過程中選用的儀器精度和測量方法選取平差方案，如第130頁圖1所示。并對測量邊長先進行高斯投影歸化改正，再進行嚴密平差計算。本次嚴密平差計算選用閉合導線和復測支導線的平面平差方法。

圖1 平差方案

方位角閉合差限差：

導線全長相對閉合差限差：

1/8000(閉合導線)

1/6000(復測支導線)

測角中誤差：±7"

測距儀精度：±(2 mm+2×10-6×D)

坐標導線坐標閉合差按邊長分配，對邊長進行改正。

5.4 精度分析

各項觀測嚴格執行《煤礦測量規程》和設計書。

即，嚴格按照7″級導線精度要求進行測量，水平角、豎直角2個測回，邊長往返測量，并且完全絕對獨立進行2次，能閉合的形成閉合導線單程測量，其余均往返測量。

本次7″基本控制導線控制測量的具體精度如下：

5.4.1 復測支導線路段(寺河礦地面寺河礦——東軌大巷30號點

(往返各34站)

2)導線長度：往測[l]= 7 837.083 m 返測[l]= 7 837.080 m

導線坐標增量閉合差：fx=0.221mfy=0.103m

3)三角高程往返差:Wh=-0.039 m

4)平面測角中誤差：mβ=2.9″<±7″

5.4.2 閉合導線路段(東軌大巷28號點——15#煤膠帶暗斜井——上莊風井煤倉——15#煤輔運巷——東軌大巷28號點

2)導線坐標增量閉合差：fx=-0.000 2 mfy=-0.002 m

3)三角高程閉合差:Wh=+0.021m

4)平面測角中誤差：mβ=2.9″<±7″

本次7″基本控制導線測量的具體精度見精度評定表。

各項作業嚴格執行《煤礦測量規程》、《煤礦測量手冊》及技術設計書。

6 結語

從觀測數據和計算結果來看，本次7″基本控制導線測量達到了相應的技術要求，能滿足礦井生產的需要。