班麗娟 高瑩超

（1.平頂山天安煤業(yè)股份有限公司勘探工程處，河南平頂山 467000；2.新疆天地華泰采礦工程技術(shù)股份有限公司奇臺縣分公司，新疆昌吉 831800）

0.引言

該單位井田位于許昌市襄城縣紫云鎮(zhèn)西南，平頂山市北東，礦區(qū)范圍由12個拐點坐標(biāo)連線圈定。井田東西走向長約6.6km，南北傾向?qū)捈s4.1km，面積26.9279km2，地面標(biāo)高一般+80m～+100m，相對高差15m～30m，地面坡度10°～20°。該單位投產(chǎn)首采面為己15―12010綜采工作面，走向1080m，采長213m，目前，礦井開采一水平（-600m水平），共布置有三個采區(qū)，即戊一采區(qū)、己一采區(qū)、己二采區(qū)，礦井采用走向長壁后退式采煤方法，全部垮落法管理頂板。

1.主要工作內(nèi)容分析

1.1 測量內(nèi)容

首先在礦區(qū)內(nèi)布設(shè)6個E級GPS控制點，進(jìn)行靜態(tài)觀測并整體平差。井上下聯(lián)系測量1次：井上測量采用7″級復(fù)測支導(dǎo)線進(jìn)行測量，采用GTS-311型全站儀，測角采用測回法，同時測量傾角、斜邊，傾角兩個測回，斜邊對向觀測，每次兩測回，地面導(dǎo)線長度約0.3km；井下導(dǎo)線測量用7″級全站儀按一級光電導(dǎo)線施測；水平角觀測二測回或左右角，垂直角二測回。導(dǎo)線邊較短時，需兩次儀器高重新對中整平觀測。測角采用GTS-311型全站儀，采用測回法，同時測量傾角、斜邊。陀螺定向邊3條：分別在-600水平軌道石門、-760水平運輸大巷和己二集中軌道巷加測陀螺邊。導(dǎo)線測量：導(dǎo)線測量作業(yè)模式主要為：實地觀測，測得計算所需的邊長、水平角、高差等數(shù)據(jù)；然后再進(jìn)行手工的方位角推算、坐標(biāo)正算和展點上圖等內(nèi)業(yè)工作。井下導(dǎo)線測量工作，主要是通過坐標(biāo)正算原理及附合導(dǎo)線坐標(biāo)計算方法獲取實測點的坐標(biāo)[1]。

1.2 坐標(biāo)正算

坐標(biāo)正算，就是已知直線的邊長、方位角和一個端點的坐標(biāo)，推算直線另一個端點的坐標(biāo)。如圖1所示，已知直線AB的方位角αAB、直線BC的水平邊長S、前進(jìn)方向的左角β、B點坐標(biāo)（XB，YB），推算C點坐標(biāo)（XC，YC）。

圖1 圖為坐標(biāo)正算

具體推算公式如下：

1.3 附合導(dǎo)線坐標(biāo)計算

附合導(dǎo)線的坐標(biāo)計算與閉合導(dǎo)線的坐標(biāo)計算基本相同，僅在角度閉合差的計算與坐標(biāo)增量閉合差的計算方面稍有差別。井上5秒級導(dǎo)線測量，大約0.3km；井下7秒級導(dǎo)線測量，施測井下控制點26個，往返導(dǎo)線總長8.8km；井下控制點成果解算兩套。一套以GPS成果J001和J002兩點的坐標(biāo)和高程為起算數(shù)據(jù)，計算井下控制點的坐標(biāo)和高程；一套以礦方提供的井下“3”的已知坐標(biāo)和方位角α3-A為起算數(shù)據(jù)計算地面4個點和井下26個控制點的坐標(biāo)和高程[2]。

2.主要工作實施方案分析

2.1 采用井上下聯(lián)系測量的方法和技術(shù)，對整個礦區(qū)重新布設(shè)控制點

首先確定精確可靠的井上下測量系統(tǒng)起算點數(shù)據(jù)：目前以該單位“龜山”“辦公樓”兩點的坐標(biāo)成果作為已知起算點。此兩點成果為GPS網(wǎng)平差新解算的成果，經(jīng)實地全站儀檢測，此兩點可作為此次測量工程起算控制點，通過E級靜態(tài)GPS控制測量聯(lián)測，測定礦井地面近井點坐標(biāo)；再以地面近井點坐標(biāo)為起算點，進(jìn)行礦井聯(lián)系測量，通過長鋼絲導(dǎo)入標(biāo)高、坐標(biāo)及井下陀螺定向，將地面坐標(biāo)傳遞至井下永久導(dǎo)線點上；以永久導(dǎo)線點坐標(biāo)為井下起算數(shù)據(jù)，采用7秒級全站儀三架法進(jìn)行導(dǎo)線測量。

2.2 采用新型儀器，提高控制點測量精度解決巷道延伸距離太遠(yuǎn)問題

井上近井點測量采用高精度E級“靜態(tài)GPS控制測量”；儀器用南方公司的靈銳S-86型GPS接收機，采用直徑1.2毫米的高強度碳素鋼絲長鋼絲導(dǎo)入標(biāo)高及坐標(biāo)；井下導(dǎo)線采用測角精度7〞，采用定向精度15〞的日本索佳GP2X-C1型陀螺全站儀定向數(shù)據(jù)處理采用“平差易”測量專用計算軟件微機處理。

2.3 利用井下導(dǎo)線測量，提高工作效率減少人為出錯問題

獨立編制基于井上下聯(lián)系測量內(nèi)業(yè)處理軟件，該軟件采用直觀的形式進(jìn)行坐標(biāo)解算操作，并將計算結(jié)果顯示、存儲于數(shù)據(jù)庫中，簡化了內(nèi)業(yè)計算過程和檢查校對，且軟件通過與AutoCAD的交互操作，實現(xiàn)了測量內(nèi)業(yè)計算與展點上圖一體化操作。

2.4 利用全站儀“三聯(lián)架”法測量技術(shù)

“三聯(lián)架”法每觀測一站，只需在新的前視點上將三腳架整平對中一次，臨時點無須建點，臨時點無須對中，只須在固定點對中，減少了對中次數(shù)和調(diào)平的次數(shù)，減少對中次數(shù)、量高的次數(shù)，提高了測量精度，減小測量誤差的影響；只須在固定點量高，臨時點無須量高，避免了量高的粗差，每測站由原來平均15min減少為5min左右，省去了巷道頂板埋點的時間和工作量，降低了測量工作的勞動強度和工作時間，提高了工作效率，為礦井基本控制點的建立和井上下聯(lián)系測量工作提供了可靠的技術(shù)服務(wù)和依據(jù)[3]。

2.5 嚴(yán)格把控生產(chǎn)過程的質(zhì)量和提高工作效率

在整個工程測量工程中，測量小組嚴(yán)格按照工程技術(shù)設(shè)計中要求的測量工期、時間間隔準(zhǔn)時進(jìn)行測量，每次外業(yè)測量及內(nèi)業(yè)計算嚴(yán)格按設(shè)計中技術(shù)要求等級及限差進(jìn)行現(xiàn)場操作及內(nèi)業(yè)計算，外業(yè)測量中技術(shù)員現(xiàn)場把關(guān)，發(fā)現(xiàn)超限立即重測或補測，每次內(nèi)業(yè)及時計算，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，以避免一次測量工作完成后發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行整體重測或大量補測，既提高了測量效率，又節(jié)約了人工成本，更能保證成果精度，整個工程完成后，及時對所有測量進(jìn)行分析處理并寫出最終技術(shù)總結(jié)。

3.主要創(chuàng)新點概論以及成果分析

3.1 主要創(chuàng)新點概論

重新建立該單位采區(qū)E級控制測量系統(tǒng)，為今后各采區(qū)各工作面精確控制打下良好的基礎(chǔ)；在基本控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立15〞級采區(qū)控制系統(tǒng)，使得各項技術(shù)指標(biāo)均符合控制測量規(guī)程規(guī)定，達(dá)到國家二級導(dǎo)線，實現(xiàn)井下高精度控制測量；滿足了各項工程的設(shè)計、施工對礦山測量工作的要求，杜絕因測量引起的工程浪費施工及廢巷等測量事故；由于利用全站儀采用“三聯(lián)架”法測量技術(shù)，降低了測量工作的勞動強度和工作時間，提高了工作效率，很大程度上縮短了占用井下生產(chǎn)時間；獨立編制基于井上下聯(lián)系測量內(nèi)業(yè)處理軟件，該軟件采用直觀窗口的形式進(jìn)行坐標(biāo)解算操作，并將計算結(jié)果顯示、存儲于數(shù)據(jù)庫中，大大簡化了內(nèi)業(yè)計算過程，避免了人為計算錯誤的出現(xiàn)，提高了工作效率，且軟件通過與AutoCAD的交互操作，實現(xiàn)了測量內(nèi)業(yè)計算與展點上圖一體化操作。該軟件計算高效，結(jié)果可靠，為巷道準(zhǔn)確貫通、安全回采提供了有力保證。

3.2 成果分析

該工程的測量成果已應(yīng)用于該單位斜井掘進(jìn)，達(dá)到了工程的立項目標(biāo)，對該單位的巷道開拓及安全生產(chǎn)提供了可靠數(shù)據(jù)及技術(shù)資料，為其節(jié)約了時間成本和生產(chǎn)成本，得到了該單位的認(rèn)可，為該單位的可持續(xù)發(fā)展，做出了有益的貢獻(xiàn)。該成果是煤礦測量技術(shù)的綜合應(yīng)用和創(chuàng)新，節(jié)約成本，提高區(qū)域控制測量精度，同時增大了礦井資源回收率和資源利用率，延伸了礦井的服務(wù)年限，取得了明顯的社會效益和經(jīng)濟效益，值得在集團公司礦山測量中推廣實施。

4.結(jié)語

經(jīng)過課題組成員深入開展該單位的貫通測量，攻克了礦山巷道貫通測量工作中多年來未攻克的技術(shù)難關(guān)，從儀器和技術(shù)方面由原來單一落后的測量發(fā)展為多元化、數(shù)字化的測量技術(shù)，大大提高了測量精度。應(yīng)用效果分析，說明我們采取技術(shù)手段是成功的，取得了明顯的社會效益，為煤礦今后各項測量技術(shù)積累了豐富的經(jīng)驗。