矿井如何贯通控制测量技术

摘要：贯通测量技术在矿井巷道掘进等工作中的作用尤为重要，因此要对贯通测量误差来源进行准确分析，从而严格控制误差，提高掘进对接质量。以河北省矾山矿的矿井巷道掘进贯通测量为例，从实践中总结了更合理可靠的测量技术，并对贯通测量误差来源及相应的质量控制技术措施进行详细论述和分析。

关键词：贯通测量；巷道掘进；误差来源

矾山矿位于河北省张家口市涿鹿县矾山镇，东经115°27′，北纬40°12′，是我国北方唯一的大型磷矿，受河北省矾山磷矿有限公司的委托，北京苍穹数码测绘有限公司唐山分公司于2011年7月31日至2011年8月24日进行了矿区地面控制测量、470中段井下控制测量和西风井斜井内的控制测量工作[1]。

1地面E级GPS控制网控制测量

（1）选点埋石。经实地踏勘后，矿区内有∏6、近2和西风井近井点（西1）三个控制点保存完好，但作为矿区控制系统，现有的三个控制点不能完全满足生产需求，为了满足矿区测量以及此次工作主要目的，即西风井与470中段的贯通控制测量，决定在西风井再布设两个控制点，点名编号为西3和西4点。在副井前的山上布设与近2通视的控制点，点名编号近3。最终形成了由6个控制点形成的E级GPS控制网。（2）观测计算。①构网观测，GPS网以边连式的方法构成网状，并与保存完好的国家大地控制点C级点太平堡、下太府联测，异步观测环间均有复测边。②GPS外业观测采用快速静态定位与静态定位相结合的作业模式,每站同步观测时间60分钟以上。观测时满足条件：卫星截止高度角≥15度；记录采样间隔为15秒；有效卫星个数≥5；PDOP≤6。③观测时应认真整平，对中仪器，对中误差应小于3mm，并于测前测后各量取一次天线高，较差应小于3mm，取其平均值作为最终成果。所有外业观测记录清楚明确。（3）数据处理。①观测完成后，及时进行了基线处理。并进行同步环、异步环检查。其限差满足现行《全球定位系统(GPS)测量规范》中的有关规定考核。②基线检核合格后，利用HDS2003软件进行平差计算。并将WGS-84坐标系的成果按规定转换为1980国家大地坐标系，和原矿山1954北京坐标系。③对用于平差计算的起算点应进行了相容性检核。经检合起算点相容性较较好。（4）高程控制。利用S3水准仪，对近2、∏6、西1进行了四等水准联测，其余三个控制点采用GPS拟合方法求得点的高程作为地面高程首级控制网[2]。

2井下导线测量

①选点埋石。按规范和井下条件布设7秒导线，470中段共布设导线点42个，其中永久性控制点40个，临时控制点2个；由于西风井未进行降水处理，故西风井在斜井中水面以上部分布设了3个永久控制点。②观测方法。西风井采用全站仪支导线的方法进行测量，每个转角均册了左角和右角，因只有3条边，故无需加测陀螺边。副井采用联系三角形的方法进行了一井定向，采用全站仪加反光系统进行了井上下的高程传递，井下采用全站仪支导线复测左右角的方法进行测量，并在井下导线的起点、中间和末端测量陀螺边3条。为了计算陀螺方位角与坐标方位角的差，在地面控制点西1、西3上进行2次陀螺边定向测量，两次井上陀螺定向较差6″，说明陀螺仪精度可靠。

3井下高程控制测量

测量组织与安全生产为了测量工作的顺利完成，拟投入的人员设备包括但不限于：汽车2辆；全站仪2台；陀螺仪1台；水准仪1台；双频静态GPS接收机4台；电脑2台；打印机1台；其他对讲机等通讯器材及联系测量用附件若干。测绘小组3个，人员10人。选用仪器观测方法视距前后视距差前后视距累积差视线高度闭合环路、附合线路闭合差DS3、N2中丝读数法≤100m≤3.0m≤10.0m三丝能读数≤±30√L每测站照准标尺分划的顺序基、辅分划（黑红面）读数的差基、辅分划（黑红面）所测高差的差检测间歇点高差的差水准测量的精度闭合环路、附合线路水准路线长度每公里水准测量的偶然中误差每公里水准测量的全中误差后、后、前、前3.0mm5.0mm5.0mm5.0mm10.0mm15公里测量中严格执行河北省矾山磷矿安全生产制度。井下测量人员测量时听从安全矿长的安排，佩戴安全帽等必须的设备。工作中未离开工作区域进行与测量工作无关的工作和参观。

4坐标转换与精度统计

4.1两种矿山原54成果转换到1980西安坐标系坐标的转换方法①简易方法—平移法：Y80=Y54-62.438；X80=X54-42.210。此方法转换误差：X为-0.098m～0.116m，Y为-0.107m～0.132m②参数转换—四参数法：矿山原54成果转换到1980西安坐标系坐标的转换参数平移Xo(米)=-570.37519；平移Xo(米)=58.209169；旋转角度T=-000:00:07.557；尺度K=1.00011562605642。此方法转换误差：±0.3cm。4.2精度统计GPS控制网最大点位中误差0.76cm，最大相对中误差1:30036，满足规范要求的精度要求（详细统计资料见平差报告）。井下导线观测转折角42个，陀螺方位角闭合差仅为46秒，小于限差要求（详细统计资料见平差报告）。地面水准路线长度8.147(km)，高差闭合差=4.0(mm),限差=57.1(mm)，每公里高差中误差1.40(mm)，优于规范要求（详细统计资料见平差报告）。

5结论

通过从实践中总结更合理可靠的测量技术，并对贯通测量误差来源及相应的质量控制技术措施进行详细论述和分析，提高测量精度，节约测量时间及成本，在矿井测量中应用推广，进一步提高矿井测量工作效率及测量精度，所有控制成果精度可靠，质量良好，满足了现代化矿井高精度贯通测量及生产的需要。

作者：杨永宁 单位：河北省矾山磷矿有限公司