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）

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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(duì)于礦山具有極其重要的作用，礦井建成后，十字中線點(diǎn)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(chǎng)地情況，采用GNSS控制和導(dǎo)線測(cè)量方法間接測(cè)定井筒十字中心點(diǎn)，通過(guò)點(diǎn)位加密控制和加強(qiáng)測(cè)量標(biāo)志的維護(hù)，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(cè)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(gè)井筒。經(jīng)過(guò)勘察，建井初期所布設(shè)的井筒十字線控制點(diǎn)所剩無(wú)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(kuò)建和維修等工程的設(shè)計(jì)和施工，需要利用原來(lái)的起算數(shù)據(jù)重新測(cè)出井筒中心，并重新測(cè)設(shè)十字中線。

1　工程方案的制定與實(shí)施

井筒十字中線在建井時(shí)期還是在以后的生產(chǎn)過(guò)程中都有著重要的作用，工業(yè)廣場(chǎng)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(jí)改造，建井初期所設(shè)置的十字線控制點(diǎn)或遭破壞，或受新建建筑物的影響無(wú)法通視，所保存只有HN03、HS01、HW02、HE03幾個(gè)點(diǎn)，僅存的這幾個(gè)點(diǎn)也需要監(jiān)測(cè)其可靠性。

1.1可靠性監(jiān)測(cè)

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

1.2聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)

根據(jù)初步聯(lián)測(cè)成果，按照十字線的設(shè)計(jì)方位標(biāo)定出新設(shè)的十字點(diǎn)，標(biāo)定出的十字線點(diǎn)應(yīng)滿足《冶金工程測(cè)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(chǎng)地地形條件的限制，選點(diǎn)無(wú)法盡隨人意，只能根據(jù)實(shí)地情況布設(shè)：有的點(diǎn)設(shè)在地面上，有的設(shè)在廠房上，部分點(diǎn)間高差較大。根據(jù)現(xiàn)有的網(wǎng)型確定聯(lián)測(cè)方案：5″級(jí)導(dǎo)線；儀器為索佳SET210K全站儀，其標(biāo)稱精度：測(cè)角±2″，測(cè)距：2mm+2ppm（有棱鏡）；十字中心線的基點(diǎn)位置標(biāo)定后，繪制1：500基點(diǎn)布置圖。

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

（1）選擇觀測(cè)條件有利的時(shí)間段進(jìn)行觀測(cè)；

（2）在觀測(cè)過(guò)程中，確保精密對(duì)中、整平，光學(xué)對(duì)中器的對(duì)中精度優(yōu)于1mm；

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

1.3刻點(diǎn)與改線

恢復(fù)十字線是一項(xiàng)繁瑣、復(fù)雜的精密測(cè)量工作，要解算、糾偏和重新刻點(diǎn)，很難使十字線垂直度一次性達(dá)到要求，需要反復(fù)進(jìn)行。在本次恢復(fù)工作中，我們采用的方法是：對(duì)補(bǔ)設(shè)網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算，根據(jù)結(jié)果計(jì)算、確定其中不滿足要求點(diǎn)的偏差及方向，重新刻點(diǎn)。然后對(duì)補(bǔ)設(shè)網(wǎng)進(jìn)行再次聯(lián)測(cè)，反復(fù)進(jìn)行，直到全部達(dá)到要求為止。

1.4平差計(jì)算及精度分析

在計(jì)算機(jī)上對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查及內(nèi)業(yè)整理，然后平差計(jì)算。導(dǎo)線平差后精度如下：WB=4.6″，導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差1/68549，測(cè)角中誤差±3.2″，滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，表明觀測(cè)方案可行，數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。最后，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)房?jī)?nèi)和井架上刻留的老十字線方向記號(hào)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(diǎn)全部刻好后，利用附近的的控制點(diǎn)，選取場(chǎng)地內(nèi)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)位進(jìn)行加密控制，在礦內(nèi)選取合適的點(diǎn)位（根據(jù)實(shí)際圖紙資料，選取2、3個(gè)場(chǎng)地內(nèi)的點(diǎn)，以便聯(lián)測(cè)使用）。由于GNSS控制網(wǎng)所涉及到的點(diǎn)，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(diǎn)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(cè)量要求，利用全站儀觀測(cè)出數(shù)據(jù)，內(nèi)業(yè)使用平差軟件計(jì)算出坐標(biāo)結(jié)果。

3　十字線點(diǎn)的維護(hù)

十字線點(diǎn)完全刻好后，維護(hù)工作也相當(dāng)重要。一是提高大家對(duì)測(cè)量標(biāo)志的認(rèn)識(shí)，自覺(jué)進(jìn)行保護(hù)；二是在日常測(cè)量活動(dòng)中，經(jīng)常檢查十字線點(diǎn)的點(diǎn)位情況，如若發(fā)現(xiàn)個(gè)別點(diǎn)距離偏差較大或個(gè)別點(diǎn)受到破壞時(shí)，及時(shí)根據(jù)附近的控制點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量，測(cè)量出新的點(diǎn)位坐標(biāo)，并錄入十字線資料中。

4　結(jié)束語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)：

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

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

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

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