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        個舊東部礦區(qū)1360中段南北特大型貫通工程測量研究

        2019-04-26 12:51:06高天壽
        中國金屬通報 2019年12期
        關鍵詞:測量工程

        高天壽

        (云南錫業(yè)股份有限公司紅河資源公司,云南 個舊 661007)

        個舊東部礦區(qū)位于個舊市東南部,1360中段南北特大型貫通工程北起云錫松礦,南至云錫卡房分公司的南部工業(yè)園區(qū),地面直線距離25公里,井下巷道全長31公里,工程主要起地質(zhì)找礦,礦石、材料運輸,通風、排水、人行等作用。此項工程屬云錫區(qū)域性礦山建設的重點工程,是云錫公司跨越云錫三大礦山坐標系統(tǒng),井下導線最長,經(jīng)過多處斷裂帶,地質(zhì)條件復雜,高井深、高溫、高涌水等艱苦條件下的礦山重大開拓工程。

        1 原有控制測量精度分析

        (1)北部松礦原有控制精度分析。北部松礦地區(qū)為1954年北京坐標系,1956年黃海高程系,地表有國家Ⅲ、Ⅳ等三角網(wǎng)點和Ⅲ、Ⅳ等水準網(wǎng)點,井下坐標由地面經(jīng)平硐聯(lián)測入坑的3s首級控制導線和Ⅰ級水準導線,松礦的井巷工程與其它礦山發(fā)生過多次貫通,貫通精度均在規(guī)程允許范圍,可作為該工程的首級控制。

        (2)南部卡房分公司原有控制精度分析。卡房分公司礦區(qū)控制仍屬1954年北京坐標系和1956年黃海高程系,其基本控制由地表國家三、四等三角控制網(wǎng)和水準網(wǎng)引測入坑。

        2 貫通測量技術設計

        (1)技術依據(jù)?!对颇襄a業(yè)集團(控股)有限責任公司礦山測量技術規(guī)定》,《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》GB/T18314-2001。

        (2)貫通允許偏差。水平面允許偏差:±1.0m;垂直面允許偏差:±0.3m。

        (3)主要設備配置。南方9600北級星GPS衛(wèi)星接收儀,GAK1(10″級)陀螺儀經(jīng)緯儀,(2″級)全站儀,(S3級)水準儀。

        (4)地表坐標系統(tǒng)聯(lián)測方案。為統(tǒng)一坐標系統(tǒng)和檢查原有控制精度,以北部松礦礦區(qū)原有Ⅳ等控制點長山、1420兩點為基點,新埋設GLS1、1101、1302、1360、G141、G142點,中間過渡原有控制丫口山、小黑山作檢查,再沿伸至南端工業(yè)園區(qū)的1360坑口,共13個點組成控制網(wǎng),網(wǎng)形詳見圖1:個舊東部礦區(qū)貫通工程坑內(nèi)外控制示意圖,主要技術指標按表1、表2執(zhí)行。

        表1 GPS控制測量精度指標表

        表2 GPS數(shù)據(jù)采集參數(shù)設置規(guī)定表

        圖1 個舊東部礦區(qū)貫通工程坑內(nèi)外控制示意圖

        (5)井下首級平面控制方案。以地面近井點長山、1420、G141、G142起測,按3s導線的精度要求,分別聯(lián)測到松礦1360中段和南部工業(yè)園區(qū)1360中段;為進一步提高坑內(nèi)導線的精度,減小導線測角誤差積累,在1360中段南、北兩端適當?shù)囟芜M行陀螺經(jīng)緯儀定向。

        ①陀螺經(jīng)緯儀定向方案。北部松礦以04-1、B10兩點,南部工業(yè)園區(qū)以G141、G142兩點為測儀器常數(shù)邊,按每3公里~5公里采用逆轉點法,觀測兩個測回,定向邊長不得短于50m測定陀螺邊。陀螺定向平差計算方法步驟:

        方位角閉合差計算式 :Wα=α幾-α陀

        式中:Wα方位角閉合差,水平角改正數(shù),為各水平角的權,ai后視邊長,bi前視邊長。

        坐標計算:根據(jù)改正后的水平角計算出各邊的方位角,最后再計算出各點的坐標。

        ②井下首級導線(3s)布設方案。導線限差要求:測角中誤差3s,角度最大閉合差6n ,平均邊長300m,最大相對閉合差1/25000,角度測回數(shù)4測回,邊長9測回,往返互差1:50000。

        ③井下高程控制方案。井下高程控制由直接水準高程引入,水準點與導線點同點,水準點間往返測,每站用不同儀高觀測,直接水準高程允許閉合差見表3。

        表3 井下高程允許閉合差

        3 設計方案可行性分析

        (1)地面平面控制誤差分析。按地表距離為25公里,GPS平差后點位誤差在1mm~20mm之間,十萬分之一的精度估算,則地表誤差預計貫通點位誤差約為:

        (2)井下平面控制誤差分析。井下控制均布設3s導線,每3公里左右加測一段陀螺定向邊。井下導線總長約31公里,按規(guī)程2.5萬分之一的施測精度預計,則井下控制的誤差為:

        在井下兩端多地段進行陀螺定向,經(jīng)方位平差再計算導線,導線精度可得到提高,按提高倍計算。即:

        平面控制在貫通點總的點位預計誤差為:

        注:上述計算得的0.912m平面誤差已經(jīng)屬于極限誤差。

        (3)地表高程誤差分析。東部礦區(qū)各大礦山均是由國家Ⅲ、Ⅳ等水準網(wǎng)引測至本礦區(qū),再聯(lián)測至坑口近井點。按三等水準每公里高差中誤差6mm計算,地表水準高程中誤差為:

        卡房至南部工業(yè)園區(qū)為三角高程往返觀測,測程約12公里,電磁波測距獲得的三角高程,其精度可以達到四等水準精度,按四等水準高程預計其中誤差為:

        3.4 坑內(nèi)高程控制誤差分析

        該項貫通工程巷道全長約31公里,井下高程誤差預計,參照井下高級水準的精度要求進行預計。

        式中:L——坑道長度,以百米為單位。

        在貫通點總的高程誤差為:

        取二倍中誤差為極限誤差則:

        4 分析結論

        由誤差預計得出:平面極限誤差為±0.912m,豎直面極限誤差為±0.195m。平面預計誤差小于允許偏差值(允許±1.0m),豎直面預計誤差小于允許偏差值(允許值±0.3),說明貫通測量方案合理可行。

        5 實施效果

        GPS控制布網(wǎng)合理、施測作業(yè)正規(guī)、檢核條件充分、精度達到規(guī)程要求。360中段平巷準確貫通(貫通點K4),經(jīng)貫通聯(lián)測結果,IZL166點位差0.403m,相對閉合差1:76000,方位角閉合差20.8s。

        實測20.8s小于67.3s;閉(附)合點位最大相對閉合差允許:1:25000,實測點位相對閉合差:1:76000小于1:25000。

        各項指標均優(yōu)于規(guī)范要求,精度較高。

        6 結語

        (1)此工程為井下罕有的長距離貫通工程,全長總計31公里,經(jīng)過地段地質(zhì)環(huán)境復雜,工作面溫度高,涌水大,規(guī)格斷面大,井下控制導線施測困難,技術要求高。

        (2)為保證工程準確貫通和工程質(zhì)量達標,采用較先進的GPS、全站儀、陀螺儀、激光指向儀等測量設備,嚴格執(zhí)行相關技術規(guī)范和工程質(zhì)量驗收標準。

        (3)科學的測量技術設計和合理的測量方案制定,是開展各項工作的基礎,取著決定性的保障作用。

        (4)性能穩(wěn)定的全站儀保證了井下導線測角、量邊的精度,陀螺儀的運用,使井下導線水平角測量誤差累積得到減小,效果顯著,提升了井下控制導線的精度。

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