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GPS技术在公路测量中的应用

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-10-02 17:35:21
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GPS技术在公路测量中的应用

GPS技术在公路测量中的应用GPS技术在公路测量中的应用  一、GPS技术发展现状    全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统,具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面;对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。    相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量,其原理是采用载波相位测量局域差分法:在接收
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导读GPS技术在公路测量中的应用GPS技术在公路测量中的应用  一、GPS技术发展现状    全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统,具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面;对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。    相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量,其原理是采用载波相位测量局域差分法:在接收

GPS技术在公路测量中的应用

GPS技术在公路测量中的应用 

  一、GPS技术发展现状 

    全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统,具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面;对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。 

    相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量,其原理是采用载波相位测量局域差分法:在接收机之间求一次差,在接收机和卫星观测历元之间求二次差,通过两次差分计算解算出待定基线的长度;求解整周模糊度是其关键技术,根据算法模型,设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。静态作业模式主要用于地壳变形观测、国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量;快速静态测量以其高效的作业效率与厘米级精度广泛应用于一般的工程测量;而RTK测量以其快速实时,厘米级精度等特点广泛应用于数据采集(如碎部测量)与工程放样中。RTK技术代表着GPS相对测地定位应用的主流。 

    GPS测地型接收设备是实现测地定位的基本条件,接收机有单频与双频之分,双频机能以L2观测值修正电离层折射影响,最适宜于中、长基线(大于20km)测量,具有快速静态测量的功能,可升级为RTK功能;单频机适宜于小于20km的短基线测量,对于一般工程测量具有良好的性能价格比。RTK系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手薄及配套设备组成,整套设备在轻量化、操作简便性、实时可靠性、厘米级精度等方面的特点,完全可以满足数据采集和工程放样的要求。鉴于GPS系统在轨卫星数有限,在对空通视受遮挡的条件下,不能保证正常解算,影响定位的精度和可靠性。实践表明,单频GPS系统由于多环境的制约,存在着很大的局限性。随着俄罗斯的全球导航卫星系统(CLONASS)的不断完善,利用GLONASS来改善GPS性能的双星座系统(GLONASS+GPS)已由美国Ashtech公司研制成功,这种全天候、全地域、高精度的系统为用户提供了更为完善的接收设备,双星座系统的接收设备GPS接收设备的新水平。  

    二、GPS技术在公路测量中的应用前景 

    随着我国国民经济的快速增长的西部大开发的实施,我省的高等级公路建设迎来前所末有的发展机遇,这就对勘测设计提出了更高的要求,随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展,公路设计已实现CAD化,有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持;建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链,减少数据转抄、输入等中间环节,是公路勘测设计“内外业一体化”的要求,也是影响高等级公路设计技术发展的“瓶颈”所在。目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备,但常规测量方法受横向通视和作业条件的,作业强度大,且效率低,大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造,在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前,用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测理,为勘测阶段测绘带状地形图,路线平面、纵面测量提供依据;在施工阶段为桥梁,隧道建立施工控制网,这仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段,其实,公路测量的技术潜力蕴于RTK(实时动态定位)技术的应用之中,RTK技术在公路工程中的应用,有着非常广阔的前景。下面就RTK技术在公路勘测中的应用作简单的介绍。  

    三、RTK技术在公路测量中的应用 

    3.1 实时动态(RTK)定位技术简介 

    实时动态(RTK)定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS(RTDGPS)技术,它是GPS测量技术发展的一个新突破,在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知,无论静态定位,还是准动态定位等定位模式,由于数据处理滞后,所以无法实时解算出定位结果,而且也无法对观测数据进行检核,这就难以保证观测数据的质量,在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性,这样一来就降低了GPS测量的工作效率。 

    实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成,建立无线数据通讯是实时动态测量的保证,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台接收机作为参考站,对卫星进行连续观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据,随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况,根据待测点的精度指标,确定观测时间,从而减少冗余观测,提高工作效率。 

    3.2 应用 

    实时动态(RTK)定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式,两种定位模式相结合,在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS(地理信息系统)前端数据采集。 

    3.2.1 快速静态定位模式。

    要求GPS接收机在每一流动站上,静止的进行观测。在观测过程中,同时接收基准站和卫星的同步观测数据,实时解算整周未知数和用户站的三维坐标,如果解算结果的变化趋于稳定,且其精度已满足设计要求,便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中,如控制网加密;若采用常规测量方法(如全站仪测量),受客观因素影响较大,在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难,而采用RTK快速静态测量,可起到事半功倍的效果。单点定位只需要5-10min(随着技术的不断发展,定位时间还会缩短),不及静态测量所需时间的五分之一,在公路测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。 

    3.2.2 动态定位

    测量前需要在一控制点上静止观测数分钟(有的仪器只需2~10s)进行初始化工作,之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测,并连同基准站的同步观测数据,实时确定采样点的空间位置。目前,其定位精度可以达到厘米级。 

  动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景,可以完成地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作。测量2~4S,精度就可以达到1~3cm,且整个测量过程不需通视,有着常规测量仪器(如全站仪)不可比拟的优点。 

    3.3 RTK技术的优点 

    3.3.1 实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程)。 

    3.3.2 彻底摆脱了由于粗差造成的返工,提高了GPS作业效率。

    3.3.3 作业效率高,每个放样点只需要停留1~2s,流动站小组作业,每小组(3~4人)可完成中线测量5~10km。若用其进行地形测量,每小组每天可以完成0.8~1.5km3的地形图测绘,其精度和效率是常规测量所无法比拟的。 

    3.3.4 在中线放样的同时完成中桩抄平工作。 

    3.3.5 应用范围广—可以涵盖公路测量(包括平、纵、横),施工放样,监理,竣工测量,养护测量,GIS前端数据采集诸多方面。 

    3.3.6 如辅助相应的软件,RTK可与全站仪联合作业,充分发挥RTK与全站仪各自的优势。 

    3.4 推广建议 

    3.4.1 GPS静态定位技术和动态定位技术相结合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制测量。 

    3.4.2 生产过程中采用常规方法和GPS技术相结合生产流程可以极大地提高生产效率。 

    3.4.3 随着GPS技术特点是RTK技术的发展,各个厂家相继推出了具有自主专利技术的仪器,其初始化时间越来越短,跟踪能力也越来越强,精度越来越高,可靠性越来越强,有着良好的性价比,在勘察设计单位具有代替全站仪的趋势,单位设备更新时应考虑这一因素。

    3.4.4 GPS技术在公路测量中的应用,是公路测量的一项性的技术革新,它将对传统的作业理念予以更新。  

    四、结语 

    GPS在公路勘测中的应用,对高等级公路的勘测手段和作业方法产生了性的变革,极大地提高了勘测精度和勘测效率,特别是实时动态(RTK)定位技术将在公路勘测、施工和后期养护、管理方面有着广阔的应用前景。

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【论文】矿山巷道贯通测量(牧)

 关键词:贯通测量  巷道贯通  误差预计  方案设计

 目    录

第一章  绪论 1

第一节  贯通测量概述和重要性 1

第二节  贯通测量任务和基本方法 2

第三节  地理位置的总体概况 

第二章  92308工作面贯通测量设计书 

第一节  贯通测量方案的选择 

第二节  选择最优贯通方案 

第三节  92308工作面贯通测量设计书 

第三章  矿山贯通测量 

第一节  巷道贯通测量工作的重要内容与方法 

第二节  联系测量和巷道内控制网 

第三节  贯通测量的施测 

第四节  巷道贯通的容许偏差的确定 

第五节  贯通后实际偏差的测定及中腰线的调整 

第四章  贯通测量的实际误差 

第五章  贯通测量技术总结编写 

参考文献 

第一章  绪论

第一节  贯通测量概述和重要性

 一、贯通测量概述

 采用两个或多个相向或同向掘进同一井巷时,为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作,称为贯通测量。采用贯通方式多头掘进,可以加快施工进度,改善通风状况与劳动条件,有利于矿井开采与掘进的平衡接续。它是加快矿井建设的重要技术措施,所以在矿井建设与采矿生产过程中、铁路、公路、水利、国防等建设中得到普遍应用。

 井巷贯通可能出现下述三种情况(图1-1):

 (1)两个工作面相向掘进,叫做相向贯通,见图1-1(a);

 (2)两个工作面同向掘进,叫做同向贯通或追随贯通,见图1-1(b);

 (3)从巷道的一端向另一端的指定地点掘进,叫做单向贯通,见图1-1(c)。

 

图1-1

 二、贯通测量的重要性

 随着我国改革开放和经济建设的迅速发展,大城市中人口、车辆剧增,交通日趋紧张,陆续修建地下铁道是发展趋势。再加上能源的开采,都需要按国家有关规章制度来施工开采,合理的方法需要正确的方法和技术,贯通测量是隧道、煤矿等项目中使用的一项重要的技术,是工程项目精确顺利完成的手段。采用贯通多头掘进同一巷道,可以加快施工进度,改善通风状况与劳动条件,有利于矿井开采掘进的平衡接续。它是加快矿井和隧道建设的技术措施,所以在矿井和巷道过程中得到普遍应用,而且在铁路、公路、水利、国防等建设工程中,也常被采用。

第二节  贯通测量任务和基本方法

 贯通时,测量人员的任务就是要保证各掘进工作面均沿着设计位置与方向掘进,使贯通后接合处的偏差不超过规定限度。显然,贯通测量是一项非常重要的测量工作,测量人员所负的责任是十分重大的。如果因为贯通测量过程中发生错误而未能贯通,或贯通后接合处的偏差超限,都将影响工程质量,甚至造成井巷报废、人员伤亡等严重后果,在经济上和时间上给国家造成很大损失,也使测量人员的信誉一落千丈。因此,要求测量人员必须一丝不苟,严肃认真地对待贯通测量工作。工作中应该遵循下列原则:

 (一)要在确定测量方案和测量方法时,保证贯通所必须的精度,既不因精度过低而使井巷不能正确贯通,也不盲目追求过高精度而增加测量工作量和成本。

 (二)对完成的每一步每一项测量工作都应当有客观的检查校核,尤其要杜绝粗差。

 贯通测量的基本方法是测出待贯通巷道两端导线点的平面坐标和高程,通过计算求得巷道中线的坐标方位角和巷道腰线的坡度,此坐标方位角和坡度与原设计相符,差值在容许范围内,同时计算出巷道两端点处的指向角,利用上述数据在巷道两端分别标定出巷道中线和腰线,指示巷道按照设计的同一坡度分头掘进,直到贯通相遇点处相互正确接通。

第三节  地理位置的总体概况

 一、地理位置的介绍和企业概况

 晋城地处山西省东南部,位于太行、太岳山南端,小条山北麓,居于泽州盆地.地理座标为东经111°55′──113°37′和北纬35°12′──36°3′之间,属暖温带半温润性季风气候,年平均气温5-l0C,年平均降水量550—570毫米,最佳旅游季节为4-10月。四季分明,冬长夏短,雨热同季,温暖适中,是旅游观光避署佳地。凤凰山矿位于晋城市东部的山间。 

 晋城煤业集团现有七对生产矿井,煤炭核定生产能力3660万吨/年。2007年原煤产量3221.39万吨,商品煤销售2797.82万吨,商品煤销售收入105.25亿元。“十一五”期间,晋城煤业集团将着力建设三个万吨煤炭生产区域。 

 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司(简称“晋城煤业集团”)是由山西省国资委控股、股权结构多元化的有限责任公司,是国家规划的13个大型煤炭基地中晋东煤炭基地的重要组成部分,是19个首批煤炭国家规划矿区晋城矿区的骨干企业,是我国优质无烟煤重要的生产基地,位列2007中国企业500强第173名,中国煤炭工业企业100强第7名。

 公司主营煤炭开采、洗选加工、煤层气开发利用、煤化工、坑口电厂等。现有八对生产矿井,登记生产能力3485万吨/年。有38个控股子公司、11个分公司。截止2007年底,企业总资产455.79亿元。2007年,完成生产经营总额330亿元,实现利润18.77亿元,原煤产量3221万吨,总氨产量409.29万吨。

 经过50年的发展,晋城煤业集团形成了以“不怕榜上无名、坚信脚下有路”为企业精神、以“安全、发展、和谐”为企业宗旨、以“打造中国最具活力的主业强盛、多元发展的新型能源集团”为企业愿景等核心理念在内的特色鲜明的企业文化体系,构建起了以煤炭为基础,煤气、煤电、煤化三大主导产业和煤机制造、港口集散等其它非煤产业竞相发展的产业格局。当前,正致力于抢抓战略机遇,发展循环经济,履行社会责任,加速实施“煤气电化综合发展、建设环保型绿色矿山”的中长期发展战略,确保到2010年实现经营总额500亿元、利润40亿元。

 二、工作面概况

 92308工作面是九二盘区一大型刨煤机综采工作面,主要是开采九号煤。9号煤层在本井田内全区可采,煤层稳定,煤层厚度为0.8 m~1.7 m.,平均1.2 m,有由南往北厚度变厚的趋势,夹有一层稳定的泥岩及一层不稳定的黄铁矿层(呈透镜状、耦节状及线状)。煤层直接顶为灰岩,厚度0.6 m~1.5 m,致密坚硬,节理不发育,但局部裂隙发育,灰岩上为细层状粉砂岩。煤层直接底板岩性变化较大,在井田的东南部为粉砂质泥岩,到井田的西北部变为中粒石英砂岩。厚度1.3 m~2.1 m 。工作面方位角为23°00′00″,走向长为1195.0米,倾向宽180.0米。贯通导线全长2654.852米,巷道沿煤层顶板破底施工,故不考虑高程方向上的贯通误差,水平重要方向的贯通允许偏差应不大于0.5米(经矿总工程师批准)。根据矿施工安排,进回风巷均从九二盘区水平主皮带巷开口施工,预计贯通点在切眼和回风巷交叉点处。

 

 

 

 

第二章  92308工作面贯通测量设计书

第一节  贯通测量方案的选择

 选择贯通测量方案为了加快施工速度,缩短中隔墙的施工工期,改善通风状况及劳动条件,我们决定采用掘进方法、为了保证各掘进工作面沿着设计的方向掘进,使贯通后接合处的偏差不超过《 矿山贯通测量规范 》允许的限差要求,满足巷道贯通的精度,所以它的贯通测量的方案选择及误差预计都是必要的。贯通测量方案和测量方法选用的是否合理,一方面要看它们在实地施测时是否切实可行,另一方面还要看贯通测量的精度是否能满足巷道贯通的设计容许偏差要求。进行误差预计的目的就是帮助我们选择合理的测量方案和测量方法,做到巷道贯通心中有数,既不应由于精度不够而造成工程损失,也不盲目追求高的精度,而增加测量工作量,尤其对大巷道的贯通有着十分重要的意义。

 所以要选择合理的贯通方案,以便使贯通测量工作顺利进行,使贯通误差尽可能的减到最小,进而保证贯通工程的质量,提高经济效益。

 一、贯通测量方案的资料和要求

 贯通测量工作的一般程序,在工程设计阶段就需要根据所选择的测量方法和方案进行测量误差预计。在进行贯通测量误差预计时一般采用规程中的参数进行误差预计。在贯通工程完工后,通过及时联测得出实际偏差值,以便进行技术分析和技术总结。

 矿井内控制测量精度的高低就直接影响到贯通的精度。为保证巷道在允许精度内贯通,我们首先要对巷道内控制测量进行设计,在未贯通前对已施测的测量成果要进行相应的精度估算,为保证相应的控制测量精度,还要采取相应的测量方案。

  二、选择贯通测量方案一般方法

 (一)了解情况,收集资料,初步确定贯通测量方案

 在接受贯通测量任务之后,首先影响贯通工程的设计和施工部门了解有关贯通工程的设计、部署、工程限差要求和贯通相遇点的位置等情况,并检核设计部门提供的图纸资料。还要收集与贯通测量有关的测量资料,抄录必要的测量起始数据,并确认其可靠性和精度。绘制巷道贯通测量设计平面图,并在图上绘出与工程有关的巷道和井上下测量控制点、导线点、水准点等,为测量设计做好准备工作。然后就可以根据实际情况拟定出可供选择的测量方案。在开始时可能有几个方案,如地面采用GPS、测角网、测边网,还是导线。平面联系测量采用几何定向(两井定向或一井定向),还是采用陀螺定向或物理定向中的定向方法。如果采用陀螺定向,则在井下导线中加测几条陀螺定向边,加测在什么位置等。经过对几种方案的对比,根据误差大小、技术条件、工作量和成本大小、作业环境好坏等进行综合考虑,结合以往的实际经验,初步确定一个较优的贯通测量方案。

 (二)选择合适的测量方法

 测量方案逐步确定后,选用什么仪器和哪种测量方法,规定多大的限差,采用哪些检核措施,都要一一确定下来。这个选择是和误差预计相配合进行的,常常是有反复的过程。通常是根据矿上现有的仪器和常用的测量方法,凭以往的经验先确定一种,经过误差预计,最后才能确定下来。对于大型重要贯通,有必要时也可以考虑向上级和兄弟单位求援,借用和租用先进的仪器,或由矿务局出面组织几个矿的测量人员分别进行测量,并把最终成果互相对比检核,以期更有把握。

第二节  选择最优贯通方案

 一、从误差及精度角度分析

 通过几种方案的误差预计分析中可知,在相遇点水平重要方向上和高程上相向贯通的误差最小,同向误差次之,单向贯通的误差最大,并且都符合贯通精度要求,所以从误差角度分析选相向贯通是比较好的方案。

 二、从施工角度分析

 单向贯通是从巷道的一端向另一端施工,施工距离最长,致使施工时各方面的工作都不好进行,比如,运输距离长致使精度不高,施工条件差,空气通风条件都不好;同向贯通需要从巷道上方向下打一立井至巷道工作面,方能进行同向贯通,这样以来,不仅能提高贯通时的精度,又能使通风条件变好,但是要打一立井运输就不是很方便的了;

 相向贯通是从两头同时贯通,精度自然是很高的,施工条件也较好,施工也方便,所以相向贯通是较好的贯通方案。

 三、从经济和时间角度分析

 单向贯通的施工是从一边到另一边,施工时,越往深处走,施工的难度就越大,这样以来就不仅浪费时间,更浪费金钱。同向贯通需要打一立井,自然在时间和金钱上还不如单向贯通节约。而相向贯通是两边同时施工,运输距离短,工作难度也是很大,自然在时间和金钱上都比较节约,所以相向贯通是较合理的方案。

 从以上三方面综合分析可知,相向贯通是最佳选择方案。

 四、最优方案的测量方法

 (一)巷道基本控制网的实施要求

 巷道基本控制网的实施要求主要有两方面:

 1.测量人员的要求

 由于巷道基本控制测量的精度要求严格,所以在技术人员的配置上要求严格。高级工程师2人,并且要求最少从事井下测量15年工作经验,同时在测量方面有所建树的测量人员,要求两名高级工程师主要是为了如果遇到技术难题以便商讨,最后作决定,做到最优。;技术人员4人,要求有工作经验15年以上,读数精确,曾经至少搞过国家三,四等控制网的建立与检测的老测量工。

 这样就组成了以两名高级工程师为中心,四名技术工人为主的控制测量小组。由他们组织,实施井下的基本控制网。

 2.测量仪器种类的要求

 随着科学的不断发展,我们测量界也发生了许多的变化,特别是仪器方面。现在的全站仪不仅精度比以前的经纬仪高的多,而且操作简单,时间效率特别的高。同时具有测距的功能,而且是光电测距,精度较钢尺测距的精度要高。两步并一步,一方面节约了时间,减少了人力,物力,提高了经济效益。另一方面减少了不必要的劳动。

 所以一般不使用经纬仪,而使用南方测绘的全站仪。由于是控制测量,精度要求比较严格,而全站仪的高程测量没有水准仪的精确,所以选择水准仪测量高程。采用北京产的S1水准仪采用把全站仪的高程测量的数据作为检核的参考数据。如果遇上坡度较大的巷道的控制,则用全站仪采用三角高程的测量。

 五、贯通测量方案和测量方法的最终确定

 将估算所得的贯通预计误差与设计要求的容许偏差值进行比较,若前者小于后者,则初步确定的测量方案与测量方法是可行的。当然前者过小也是不合适的。若预计误差超过了容许偏差,则应调整测量方案或修改测量方法,增加观测次数,再重新进行估算。通过逐渐趋近的方法,直到符合要求为止。应当提出,在确有困难的情况下,可以要求在施工中采取某些特殊技术措施或改变贯通相遇点位置。

 最后,根据测量最优方案预计误差小于容许偏差的原则,把测量方案与方法最终确定下来,编写出完整详细的贯通测量设计书,作为施测的依据。

第三节  92308工作面贯通测量设计书

 一、工作面概况

 92308工作面是九二盘区一大型刨煤机综采工作面,工作面方位为23°00′00″,走向长为1195.0米,倾向宽180.0米。贯通导线全长2654.852米,巷道沿煤层顶板破底施工,故不考虑高程方向上的贯通误差,水平重要方向的贯通允许偏差应不大于0.5米(经矿总工程师批准)。根据矿施工安排,进回风巷均从九二盘区水平主皮带巷开口施工,预计贯通点在切眼和进、回风巷交叉点处。

 二、测量方案的选择

 根据施工队组在贯通方向上巷道的施工情况及贯通主线要求,确定导线的施测从九二盘区水平主皮带的切眼点开始,沿巷道的进风方向到92308工作面切眼,再沿巷道的回风巷归至切眼点,形成闭合导线。

 井下采区控制导线和施工导线均采用15″。测角采用全站仪,边长采用50米的钢尺悬空丈量,分段丈量时最小尺段不得小于10米,量边时读数两次,互差不大于边长的1/2000。水平角采用一测回法观测,观测所有测量导线均进行两次观测,取两次观测水平角和边长的平均值,再计算导线的方位角和坐标,并进行简易的平差。

 三、贯通测量误差预计所需参数的确定

 (一)井下导线测角误差:

 由于按采区15″控制导线测角,因此中误差取

                      ″                 (2.1)

 (二)井下导线量边误差系数:

 根据实际120条边两次丈量,求得导线边长丈量误差系数:

            0.0007          b=0.0001            (2.2)

 注:α—导线各边与轴间的夹角  b—钢尺量边的偶然误差影响系数

 四、贯通误差预计

 根据巷道两端掘进的速度估计出贯通相遇点K,过K点以垂直于切眼巷道的方向作为假定坐标X轴的方向,求相遇点K在水平重要方向上的误差,即求K点在X轴方向上的误差。

 井下测角引起K点在X方向上的误差:

      (2.3)

 两次测角的平均值:

         (2.4)

 井下量边引起K点在X方向上的误差:

                  (2.5)

                     

                       

 观测两次平均值的中误差:

                           (2.6)

 贯通在水平重要方向上的预计中误差:

         (2.7)

 贯通在水平重要方向上的预计误差:

                   (2.8)

 注:—井下导线的测角中误差  =k点与各导线点连线在y轴上的投影长

 从以上的预计可以看出,在水平重要方向上的误差未超过贯通的允许偏差。

 五、贯通测量中采取的主要措施

 (一)在施工测量前,要熟悉设计图纸,验算与测量有关的数据,核对图上的平面坐标、几何关系及设计与现场是否相符,同时,对标定所需的测量控制点及其成果也要进行检查。

 (二)利用测量成果计算标定要素时,注意不能抄错或用错已知数据资料。实地标定时,注意不能用错测点,要求测点标志编号醒目清晰。

 (三)各项测量工作都要有可靠的检核,要进行复测复算,防止产生粗差。在进行复测时,要尽可能换人换仪器观测和计算。

 (四)测点应选在顶板岩石或牢固的棚梁上,能避开电缆和淋水,并便于安置仪器,测角精度符合《规程》要求,量边时要注意矿工人和运输皮带,以免折断钢尺,有大型开采机的地段,更应注意安全。

 (五)所有测量数据必须有专人记录,不得自测自记,观测超限要按规定补测,严禁任记忆补记,所有放线数据必须计算两遍以上,核准无误后方可使用。

 (六)贯通巷道掘进过程中,要及时进行测量送线和填图,并根据测量成果及时调整巷道掘进方向,确保工作面的平行度和贯通精度。

 (七)贯通距离剩100米时,测量技术人员要及时安排联测复测,最后一次标定贯通方向时,两个相向工作面间的距离不得小于50米。

 (八)贯通距离剩50米时,要及时下发贯通通知单,要求队组建立贯通进尺台帐,严格执行边探边掘。当贯通距离剩余5米时,要求测量技术人员现场跟班,直至巷道准确贯通。

 (九)巷道贯通后,要在贯通点处测量贯通实际偏差值,计算各项闭合差,写出书面总结。

表2-1  贯通误差预计表

序号 Ry′(m) 边号 Lcos²α²(m) 

切眼点 0 K--进12 70 

临1 0 进12--进11 80 

进切拐 0 …… 80 

进12 0 进2--进1 80 

…… 0 进1--回拐 80 

进川拐 180.2 回拐--新1 0 

1 180.2 新1--新2 0 

回川拐 180.2 新2--新3 80 

回拐 180.2 …… 80 

新1 180.2 …… 80 

…… 180.2 …… 80 

新15 180.2 …… 80 

回切拐 120.2 …… 70 

切眼 60.2 新14--新15 0 

  …… 0 

  回切拐--K 0 

∑R²y′ 7.3245× ∑Lcos²α² 2710.654 

第三章  矿山贯通测量

第一节  巷道贯通测量工作的重要内容与方法

 一、常用测量仪器及其一般使用方法

 常用测量仪器指经纬仪、水准仪、钢尺、光电测距仪等。但随着科技的发展现代矿山测绘常用的测量仪器有全站仪和带激光的全站仪。附件有激光指向仪。

 (一)经纬仪是用来测量水平角和垂直角的仪器,有光学经纬仪和电子经纬仪。测量时首先要在测站上安置经纬仪,并对中整平,通过望远镜瞄准前、后目标,在读书窗中读取读数,即可计算出水平角和垂直角。

 (二)水准仪是测量两点之间高差的常用仪器,通常使用光学水准仪。整平安置于两点之间,瞄准前、后测点上的水准尺,并精确整平水准仪,通过望远镜读取水准尺上读数,然后计算两点间高差。

 (三)测量两点之间距离的常用仪器是钢尺和光电测距仪。井下钢尺量边一般用比较长的钢尺进行悬空丈量,边长丈量后应根据尺长、温度、拉力、垂曲等修正读数;用光电测距仪,应将测距头安置在经纬仪上方,通过前、后视测站安置反光棱镜,直接测定两点之间距离。

 (四)全站仪是综合了水准仪和经纬仪的全部功能而研制的一种新型仪器。是电子技术与光学技术发展结合的光电测量仪器,也是集测距仪、电子经纬仪的优点于一体的、应用前途广泛的仪器,智能化的全站仪是目前销量最大的测绘仪器,也是今后发展的主要方向。智能型全站仪是集光、电、磁、机的最新科学成果,集测距、测角为一体的先进仪器。国际上先进的全站仪均以存储卡、内部存储器或电子手簿的方式记录数据,具有双路传输的通讯功能,能接收外部计算机的指令,由计算机输入数据,也能向外部计算机输出数据。全站仪已在工程测量、矿山测量、地籍测量等领域得到了广泛的应用,其发展及应用正处在飞速发展之中。全站仪由于兼具有经纬仪和测距仪的优点,且以数字形式提供测量成果,其操作简便、性能稳定、数据可通过电子手簿与计算机进行通讯等优点使其在矿山测量中得到了广泛的应用。地面控制测量、地形测量、工程测量均可利用全站仪进行,联系测量、井下测量也可用全站仪进行。以全站仪为代表的智能化、数字化仪器是矿山测量仪器今后的发展方向之一。全站仪在矿山地表移动监测、矿区土地复垦工程实施、矿区施工等方面也都得到应用,各大矿的测量机构正在以全站仪取代传统的仪器进行日常的测量工作,既提高了效益,加快了速度,又节省了开资,保证了精度,只要对中、整平、照准照准点它就可以直接换算出坐标、方位角等。

 二、联系测量的基本方法和精度控制方法

 将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下的测量,称为联系测量。地面平面坐标系统的传递称平面联系测量(简称定向);地面高程系统的传递称高程联系测量(简称导入高程)。矿井联系测量的目的就是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。

 联系测量的任务包括:

 确定井下导线起算边的坐标方位角;

 确定井下导线起算点的平面坐标x和y;

 确定井下水准基点的高程H。

  矿井定向可分为两大类:

        一类是从几何原理出发的几何定向;

        另一类则是以物理特性为基础的物理定向。

 几何定向有:通过平硐或斜井的几何定向;

 通过一个立井的几何定向(一井定向);

 通过两个立井的几何定向(两井定向)。

 物理定向有:用精密磁性仪器定向;

 用投向仪定向;

 用陀螺全站仪定向。

注:本次矿山巷道贯通测量的定向采用的是物理定向中的投向仪定向。

 (二) 高程联系测量

 导入高程的方法随开拓方法不同而分为:通过平硐导人高程、斜井导人高程和通过立井导人高程。

 通过平硐导人高程,可以用一般井下几何水准测量来完成。其测量方法和精度与井下水准相同。    

 通过立井导人高程的实质,就是如何来求得井上下两水准仪水平视线间的长度L。立井导人高程的方法有长钢尺导入高程、长钢丝导入高程和光电测距仪导入高程。

注:对于92308综采工作面的贯通,因为是老矿的原因,在矿下就有永久性高程点,所以在高程的导入就方便的多了。

 (三) 联系测量限差要求

 由近景点推算的两次定向结果的互差(一井定向):小于2′,(两井定向):小于1′;

 井田一翼长度小于300m的小矿井,可适当放宽限差,但应小于10′,陀螺全站仪定向同一边任意两测回测量陀螺方位角的互差±15″级:小于40″,±25″级:小于70″,井下同一定向边两次陀螺经纬仪定向的互差±15″级:小于40″,±25″级:小于60″;两次导人高程的误差不得超过井深的1/8000。

 三、矿山井下测量特点及井下控制测量基本方法和要求

 (一) 矿山井下测量特点

 井下平面控制均以导线的形式沿巷道布设,而不能像地面控制网那样采用各种布网和交会法等方法。井下平面控制测量的目的是建立井下平面测量的控制,作为测绘和标定井下巷道、硐室、回采工作面等的平面位置的基础,并满足一般贯通测量的要求。

 (二) 井下平面控制导线的布设与等级

 井下导线的布设,按照“高级控制低级”的原则进行。我国有关矿山部门规定,井下平面控制分为基本控制和采区控制两类,这两类又都应敷设成闭(附)合导线或复测支导线。基本控制导线按照测角精度分为士±7″和±15″两级,一般从井底车场的起始边开始,沿矿井主要巷道(井底车场,水平大巷,集中上、下山等)敷设,通常每隔1.5—2.0km应加测陀螺定向边,以提供检核和方位平差条件。采区控制导线也按测角精度分为±15″和±30″两级,沿采区上、下山、中间巷道或片盘运输巷道以及其他次要巷道敷设。

 (三) 井下控制测量基本方法

 井下导线多用经纬仪测角,钢尺量边的“经纬仪一钢尺导线”方法。现在已逐步采用光电测距导线”,即用光电测距仪测量边长的导线;“全站仪导线”,即用全站仪测量角度与边长(或直接测定坐标)的导线;另外还有“陀螺定向一光电测距导线”,是指用陀螺经纬仪测定每条边的方位角,用测距仪测量导线边长的导线。

 注:本次采用“全站仪导线”来进行井下控制测量。

 (四) 井下高程测量

 井下高程测量测定井下各种测点高程。其目的是在与地面统一的高程系统中,确定各种巷道、硐室在竖直方向上的位置及相互关系。井下高程控制网可采用水准测量方法或三角高程测量方法敷设。在主要水平运输巷道中,一般应采用精度不低于级的水准仪和普通水准尺进行水准测量;在其他巷道中,可根据巷道坡度的大小、工程的要求等具体情况,采用水准测量或三角高程测量测定。

 四、巷道贯通工程测量基本方法和限差要求

 采用两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进同一井巷时,为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作,称为贯通测量。井巷贯通一般分为一井内巷道贯通、两井之间的巷道贯通和立井贯通三种类型。

 本巷道就是一个一井内的巷道贯通测量。

 测量偏差:由于测量过程中不可避免地带有误差,因此贯通实际上总是存在偏差的。巷道贯通接合处的偏差可能发生在空间的三个方向中,即沿巷道中线的长度偏差,垂直于巷道中线的左右偏差(水平面内)和上下的偏差(竖直面内)。水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差,对贯通在距离上有影响;水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差和竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差对于巷道质量有直接影响,所以又称为贯通重要方向的偏差;贯通的容许偏差是针对重要方向而言的。井巷贯通的容许偏差值,由矿(井)技术负责人和测量负责人根据井巷的用途、类型及运输方式等不同条件研究决定。

第二节  联系测量和巷道内控制网

 一、联系测量的目的和任务

 将地面平面坐标系统和高程系统传递到巷道的测量,称为联系测量。将地面平面坐标系统传递到巷道的测量称平面联系测量,简称定向。将地面高程系统传递到巷道的测量称高程联系测量,简称导入高程。巷道联系测量的目的就是使地面和巷道测量控制网采用同一坐标系统。其必要性在于:

 (一)需要确定地面建筑物、铁路和河湖等与井下采矿巷道之间的相对位置关系。这种关系一般是用地面和井内对照图来反映的。众所周知,由于井内开采而引起的岩层移动,往往波及地面而是建筑物遭受破坏,甚至造成重大事故。如果施工工作是在河湖等水体下进行,当地面出现的裂缝与巷道的裂隙相遇时,河水就有可能经裂缝流入巷道而使整个巷道淹没。因此,我们必须时刻掌握施工工作是在什么地区的下方进行着,以便采取预防措施。

 (二)需要确定相邻矿井的各巷道间及巷道与老矿(采矿区)间的相互关系,正确地划定两相邻矿井间的隔离矿柱。不然,就有可能发生塌陷,滑坡,迫使施工工作停顿,甚至造成重大安全事故。

 (三)为解决很多重大工程问题,例如巷道的贯通各种巷道的贯通,以及由地面向矿内指定的地点开凿小井豁达钻孔等等都需要里外采用同一坐标系统。

 联系测量的任务在于:

 1.确定矿内导线起算边的坐标方位角;

 2.确定矿内导线起算点的平面坐标X和Y;

 3.确定矿内水准基点的高程H。

 前面两项任务是通过矿井定向来完成的;第三个任务是通过导入高程来完成的。这样就获得了平面与高程测量的起算数据。

 二、巷道定向的种类和要求  

 巷道定向概括说来可分为两大类:一类是从几何原理出发的几何定向;另一类则是以物理特性为基础的物理定向。

 (一)几何定向

 1.通过平硐或斜井的几何定向;

 2.通过一个立井的几何定向(一井定向);

 3.通过两个立井的几何定向(两井定向)。

 (二)物理定向

 1.用精密磁性仪器定向;

 2.用投向仪定向;

 3.用陀螺全站仪定向。

 通过平硐或斜井的几何定向,只需通过斜井或平硐敷设导线,对地面和巷道进行连测即可。用精密磁性仪器和投向仪定向,因其定向精度与操作使用的方便程度等都远远不如陀螺全站仪定向,所以这里不再详细讨论。

 陀螺全站仪是将陀螺仪和全站仪结合的仪器。由于它不受时间和环境的,同时观测简单方便,效率高,而且保证较高的精度,所以是一种先进的定向仪器。它可以完全取代国内沿用百年之久的几何定向法,克服了几何定向法要占用井筒而造成停产、耗费大量人力、物力和时间等缺点。

 《矿山测量规程》规定的联系测量的主要精度要求见表3-1: 

 

 表3-1  联系测量的主要限差

联系测量类型 容许限差 备注 

几何定向 有近井点推算的两次定向结果的互差  一井定向:<2′

两井定向:<1′ 巷道一翼长度小于300m的小矿井,可适当放宽限差,但应小于10′ 

陀螺全站仪定向 同一边任意两测回测量陀螺方位角的互差 ±15″级:<40″

±25″级:<70″ 陀螺全站仪精度的级别是按实际达到的一测回测量陀螺方位角的中误差确定的 

 惊吓统一定向变两次陀罗全站仪定向的互差 ±15″级:<40″

±25″级:<60″  

 《矿山测量规程》中几何定向的限,查实根据目前各矿的实际定向精度制定的。根据一些局矿的统计资料,求得两次定向平均值的中误差Ma和△a两次定向值得允许互差列于表3-2。

 表3-2  立井定向值的允许互差

定向

方法 两次定向的个数    备注 

   估算值 《矿山测量规程》规定值  

一井定向  78 25 140 2  

两井定向  85 13 52 1  

 陀螺全站仪精度级别是按实际达到的一测回测量陀螺方位角的中误差确定的,分为±15″和±25″两级,并以此规定定向的各项限差。

 三、贯通前地面测量控制网的设计 

 (一)检查控制点和起算数据的精度

 根据该区的地面控制的现有资料可以得到,控制点的数据在施工开始前必须对该其经行检合,凤凰山矿运输巷道贯通工程利用国家三等控制点A和一级控制点B起算,布设7个点的5秒GPS控制网,点位埋设混凝土标石标志。采用南方NGS北极星9600四台GPS接收机,按《全球定位系统(GPS)测量规范》中E级精度施测,利用南方GPS基线预处理软件和网平差软件平差。经检算,该控制点的精度符合E级施测精度,可以作为该工程的起算数据。

 (二)贯通前地面控制网的布设和测量方法

 按地面测量控制网设计要求,利用两个已知控制点A、B. 分别在矿井两端和中间各布设两个一级控制点,两端的控制点 应靠近井口两侧,选择合适位置埋设好标石,点位埋设混凝土标石标志。注意一定要避开进出井口时的路线,避免一些外界因素的破坏,从而影响巷道贯通的精度,甚至给贯通工程造成很大损失。巷道中部的控制点要避开巷道的正上方,选择一个有利的地势,做好标桩,巷道中部的控制点是为两井口联系作桥梁纽带的。

此图(3-1)采用南方NGS北极星9600四台GPS接收机同步观测,按《全球定位系统(GPS)测量规范》中E级精度施测,利用南方GPS基线预处理软件和网平差软件平差。使控制点的精度达到《全球定位系统(GPS)测量规范》中E级精度,并结算出其精度系数,按一定的规范完成各项要求。 

图3-1

 四、巷道口进井点和水准基点的测设

 为了把地面坐标系统中的平面坐标及方向传递到井下去,在定向之前,必须在地面井口附近设立作为定向时与垂球线连接的点,叫做“连接点”。由于井口建筑物很多,因而连接点不能直接与矿区地面控制点通视,以求得其坐标及连接方向。为此,必须在定向井筒附近设立一“近井点”。为传递高程,还应设置井口水准基点(一般近井点也可作为水准基点)。对近井点及水准基点的有关要求,将在下面分别进行讨论。

 (一)选点、埋石、造标及基本要求

 进井点和井口水准基点是矿山测量的基准点。在建立进井点和井口水准基点时,应满足下列要求:

 1.尽可能埋没在便于观测、保存和不受开采影响的地点。当进井点必须设置与井口附近工业厂房顶上时,应保证观测时不受机械震动的影响和便于向矿口敷设导线;

 2.每个井口附近应设置一个近井点和两个水准基点;

 3.近井点至矿口的连测导线边数应不超过三个;

 4.多井矿井的近井点应统一合理布置,尽可能使相邻井口的进井点构成三角网中的一个边,或力求间隔的边数最少;

 5.进井点和井口水准基点标石的墁设深度,在无冻土地区应不小于0.6m,在冻土地区盘石顶面与冻结线之间的高度应不小于0.3m。

 6.为使进井点和井口水准基点免受损坏,在点的周围宜设置保护桩和栅栏或刺网。在标石上方宜堆放高度不小于0.5m的碎石;

 7.在进井点及与近井点直接构成三角网边的点上,宜用角钢或废钻杆等材料建造永久战标。

 (二)近井点和水准基点的精度要求

 1.近井点测量及布网的精度要求

 近井点可在矿区三、四等三角网、测边网或边角网的基础上,用插网、插点和敷设全站仪导线等方法测设。近井点的精度,对于测设它的起算点来说,其点位中误差不得超过±7㎝,后视边方位角中误差不得超过±10〞。

 近井网的布设方案可参照矿区平面控制网的布设规格和精度要求来测设。具体要求见表3-3、表3-4、表3-5、表3-6:

 

 

 

 

 

 表3-3  近井三角网的布设与精度要求

等级 一般边长

 /㎞ 测角中误差

 /″ 起算边边长

相对中误差 最弱边边长相对中误差 

三等网 5~9 ±1.8 1/200000(首级)

1/150000(加密) 1/80000 

四等网 25 ±2.5 1/150000(首级)

1/80000(加密) 1/40000 

一级小三角网 1 ±5.0 1/40000 1/20000 

二级小三角网 0.5 ±10 1/20000 1/10000 

表3-4  近井测边网的布设与精度要求

等级 一般边长/㎞ 测距相对中误差 

三等网 5~9 1/150000 

四等网 2~5 1/100000 

一级小测边网 1 1/50000 

二级小测边网 0.5 1/25000 

表3-5  近井光电测距导线的布设与精度要求 

等级 附合导线长度/㎞  一般边长/km 测距相对中误差 测角中误差 导线全长相对闭合差/″ 

三等导线 15 2~5 1/100000 ±1.8 1/60000 

四等导线 10 1~2 1/100000 ±2.5 1/40000 

一级导线 5 0.5 1/30000 ±5 1/20000 

二级导线 3 0.25 1/20000 ±10 1/10000 

表3-6  近井钢尺量距导线的布设与精度要求

等级 符(闭)合导线长度/㎞ 平均

边长m 往返丈量互差的相对误差 测角中

误差/″ 导线全长相对闭合差/″ 

一级导线 2.5 250 1/20000 ±5 1/10000 

二级导线 1.8 180 1/15000 ±10 1/7000 

 关于测设近井点的具体施测方法和精度要求见表3-7、表3-8、表3-9:

 表3-7  三角测量水平角的观测技术要求

等级 测角中误差

/″ 三角形最大闭合差

/″ 方向观测测回数 

   DJ1 DJ2 DJ6 

三等网

四等网

一级小三角网

二级小三角网 ±1.8

±2.5

±5

±10 ±7

±9

±15

±30 9

6

— 12

9

3

2 —

6

表3-8  导线测量水平角观测的技术要求

等级 测角中误差

/″ 方向观测测回数 方位角的最大闭合差

/″ 

  DJ1 DJ2 DJ6  

三等导线 ±1.8 8 12 — ±3。6√n 

四等导线 ±2.5 6 8 — ±5√n 

一级导线 ±5 — 4 6 ±10√n 

二级导线 ±10 — 2 4 ±20√n 

表3-9  水平角的观测限差表

仪器级别 两次重合读数差/″ 半侧回归零差/″ 一测回内

2C互差/″ 同一方向值各测回互差/″ 

DJ1

DJ2

DJ6 1

3

- 6

8

18 9

13

- 6

9

24 

 2.井口高程基点的精度要求

 井口水准基点的高程精度应满足两相邻井口间进行主要巷道贯通的要求。由于两口井间进行主要巷道贯通时,在高程上的允许偏差,则其中误差,一般要求两井口水准基点相对的高程中误差引起贯通点K在z轴方向的偏差中误差应不超过±/3=±0.03m。所以井口水准基点的高程测量,应按四等水准测量的精度要求测设。在丘陵和山区难以布设水准路线时,可用三角高程测量方法测定,但应使高程中误差不超过±3㎝,对于不涉及两井间贯通问题的高程基点的高程精度不受此限,见表3-10。

 测量高程基点的水准路线,可布设成附(闭)和路线、高程网或水准支线。除水准支线必须往返观测或用单程双转点法观测外,其余均可只进行单程测量。用三角高程测量时应采用精度不低于J2级的经纬仪的全站仪测量垂直角,用测距精度为Ⅱ级的光电测距仪测量边长,见表3-11、表3-12。

 表3-10  高程测量的技术要求、测站观测限差等见表

等级 每公里高差中数中误差/㎜ 环线或闭合路线长线

/㎞ 仪器

级别 观测次数 往返互差,环线或附和路线闭合差/㎜ 

    与已知点联测 附合或

环线  

      平地 山地 

三等 ±6 50 S1 往返各一次 往一次 ±12√L ±4√n 

   S3 往返各一次 往返各一次   

四等 ±10 15 S3 往返各一次 往一次 ±20√L ±6√n 

等外 ±20 5 S10 往返各一次 往一次 ±40√L ±12√n 

 注:① 计算两水准点往返测互差时,L为水准点间路线长度(㎞);计算环线或附和路线闭合差时,L为环线或闭合路线总长度(㎞).

 ② n为测站数

 ③ 水准之线长度不应大于相应等级附和路线长度的1/4。

表3-11  水准测量观测的技术要求

等级 仪器类别 视线长度

/m 前后视距差

/m 前后视距累差

/m 实现离地面最低高度

/m 基本分划、辅助分划黑红面读数差

/㎜ 基本分划、辅助分划黑红面读高差之差/㎜ 

三等 S1

S3 100

75 3 6 0.3 1.0

2.0 1.5

3.0 

四等 

S3

 100 5 10 0.2 3.0 5.0 

等外 S10 100 10 50 0.1 4.0 6.0 

表3-12  三角高程测量的技术要求

经由路线 仪器类别 测回数 倾斜角的互差

/″ 指标差互差

/″ 对向观测高差较差

/㎜ 符合或环线闭合差

/㎜ 

  中

法 三丝法     

二、三、四等点 DJ1

DJ2 4 2 10 15 ±100S  

一、二级小三角, DJ2 2 1 15 15   

 DJ6 4 2 25 25   

 注:表中为边长,以㎞为单位,计算对向观测高差互差时,应考虑地球曲率和折光差的影响。

 五、矿井口进矿井点的引入

 从矿井外控制点出发向矿井内布设导线,按照导线布设原则向井口引导线,每一段的距离要大致相等,以减小距离上引起的误差。采用全站仪从矿井外控制点开始,沿导线方向进行边和角的测量,其要求按照我国《工程测量规范》的规定,导线测量的主要的技术要求见表3-13。

 表3-13  导线测量的主要技术要求

等级 附合导线长度

/km 平均边长

/km 测角中误差

mß/ 测距中误差

mD/ 测距相对中误差 方位角闭合差/(″) 相对闭合差 

三等 14 3 ±1.8 20 1/150000 ±3.6√n 1/55000 

四等 9 1.5 ±2.5 18 1/100000 ±5√n 1/35000 

一级 4.0 0.4 ±5 18 1/30000 ±10√n 1/15000 

二级 2.4 0.2 ±8 15 1/14000 ±16√n 1/10000 

三级 1.2 0.1 ±12 15 1/7000 ±24√n 1/5000 

 六、巷道内控制网设计

 布网的方法

 地下控制测量一般采用支导线形式,导线点的横向误差是制约巷道贯通精度的主要因素。当采用单一支导线形式,在一定的支导线长度和边数下,其精度很难提高。在较长巷道控制测量中,若提高控制测量精度,可以采取以下特殊措施和方法:

 (一)地下控制测量布设形式可以采用导线网、线形锁等图形强度比较高的布网形式;

 (二)在地下导线测量中,加测一定数量的陀螺方位角,可以测角误差的积累,提高定向精度。同时,在某些受折光影响大的导线边上加测陀螺方位角,还可以消除和减弱系统误差对方位的影响;

 (三)从地面向地下钻孔,增加地上和地下联系测量次数。

为将地面控制网的控制参数引入地下,以指导中线进矿井和开挖方向,必须设立矿井口投点和建立矿井内控制网。通过矿井口投点进行地面和地下的联系测量,通过矿井内控制网点指导开挖方向和测设矿井内的线路中线。对直线巷道而言,应在每个矿井口至少设 1 个巷道线路中线上的矿井口投点。为提高矿井内控制的精度,矿井内控制网的精度等级应与地面网相同,矿井内导线边的边长不得短于60m ,并目最好布设成等边直伸支导线。

 在布设的导线点上,很多测站上只有2个方向,此时将按左、右角进行观测。在总测绘数中,以奇数测回和偶数测回各半,分别观测导线前进方向的左角和右角。观测右角时,仍以左角起始方向为准变换读盘位置。

 左角的右角分别读取中数后应有:

                  -360°            (3.1)

 上式取方差为: 

                                   (3.2)

 式中,、分别为、的中误差。设一测站上经测站平差后的角度中误差为,它主要反映测站上各测回间的内部符合精度。取测角中误差为:

                                                (3.3)

左角、右角分别观测半测回,它们测角中误差应为:

                                    (3.4)

将(3.4)代入(3.2)得:

                                                    (3.5)

按2倍中误差规定限差,则

                                                   (3.6)

 因此,《规范》规定,左角和右角分别读取中数后,按式(3.1)计算的△的限差值,三等不应超过3.6″,四等不应超过5.0″。  

 目前,测距仪类型较多,自动化程度和测距精度差别也较大,实际作业中,应根据导线边的精度要求和所用的测距仪的实际精度,制定具体的观测方案。

第三节  贯通测量的施测

 贯通结果的好坏,固然取决于所选择的贯通测量方案和测量方法是否正确。然而,还有很重要的一部分便是施测的工程质量。因此,我们需要在实际测量过程中,采取一些施工上的措施,以尽量减少测量误差对工程质量的影响,保证井巷能按设计要求准确贯通。

 一、贯通测量施测中应注意的问题

 (一)注意原始资料的可靠性,起算数据应当准确无误。使用地面控制网的资料时,必须对原网的精度、控制网点位是否受到采动影响等了解清楚,必要时应实地进行检查测量。

 对于地面控制点和井下测量起始点,务必查明确无破坏和位移后方可使用。

 对于工程设计的资料,特别是巷道的方位、坐标、距离、高程、坡度等,要进行认真的检核。

 (二)各项测量工作都要有可靠的检核。要进行复测复算,防止产生粗差。对于重要的贯通测量,在进行复测时,应尽可能换人观测和计算,条件允许时,最好换用测量仪器和工具,复测合格后方可施工。

 (三)精度要求很高的重要贯通。要采取提高精度的相应措施。例如:设法提高定向测量的精度,有可能时,可加测陀螺定向边,并进行平差;在施测高精度导线时,要尽可能增大导线边长,并用光学测距仪量边等。

 (四)对施测成果要及时进行精度分析,并与原误差预计的精度要求进行对比,各个环节均不能低于原精度要求,必要时要进行返工重测。

 (五)利用测量成果计算标定要素时,注意不要抄错或用错已知数据资料。实地标定时,注意不要用错测点。井下测点的标志编号要醒目、清晰。

 (六)贯通巷道掘进过程中,要及时进行测量和填图,并根据测量成果及时调整巷道掘进的方向和坡度。如采用全断面一次成巷施工,则在贯通前的一段巷道内可采用临时支护。铺设临时简易轨道,以减少巷道贯通后的整修工作量。

 有了贯通测量方案后,通过实际施测,常能发现在制定方案时所没有考虑到的一些问题,也可能遇到一些新情况。所以在施测过程中,可以进一步完善和充实原定的方案。

 二、贯通工程施工中可采取的一些技术措施

 测量工作要尽一切努力来满足施工的要求,但当某些长距离的重要贯通的精度要求很高,而测量的仪器设备和人员等条件又不十分完备时,为避免测量误差对工程质量的影响,可以在施工上采取一些相应的技术措施。例如,竖井贯通时,往上打反井可采用先用小断面开凿,贯通后再刷大到设计全断面的方法;立井延深时,可以先在保护岩柱中打两个钻孔或一个小方井。挂下一根或两根垂球线来校核井筒中心位置和井筒十字中线方位。在运输大巷和斜巷贯通时,也可以在贯通前的一段距离内以小断面掘进,待贯通后再刷大到原设计断面和砌筑永久支护,铺设永久轨道。当主要用于排水和通风的巷道贯通时,应尽量避免上坡方向的一端在贯通后低于下坡方向的一端,造成巷道内积水和“倒台阶”,如图3-2所示

 

图3-2

 三、轨道运输平巷贯通

 平巷贯通主要考虑的是在高程上产生贯通偏差后,要对巷道的坡度进行调整,使两端的巷道底板、轨道和水沟能平顺连接,而不产生“台阶”。在调整好坡度,使两端巷道衔接之后,再砌筑永久支护和铺设永久轨道。因此,可根据预计的贯通高程偏差来计算临时支护巷道的距离(为每端临时支护巷道的距离):

     

 式中  ——预计的贯通高程偏差;

       ——巷道坡度的容许偏差,一般为0.002

 例如,预计的贯通高程偏差=0.2 m,时,m,贯通的巷道两端各留50m暂不砌璇和铺设永久轨道。

 平巷在水平面内的偏差比较容易调整,一般只要在贯通的最后20m距离内暂不砌璇而用临时支护,贯通后再将两端巷道中线平顺衔接和砌筑永久支护,就不会对工程产生不利影响。

第四节  巷道贯通的容许偏差的确定

 一、巷道贯通测量的种类和容许偏差

 井巷贯通一般分为一井内巷道贯通、两井之间的巷道贯通和立井贯通三种类型。

 贯通巷道接合处的偏差值,可能发生在三个方向上:

 (一)水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差,这种偏差只对贯通在距离上有影响,而对巷道质量没有影响;

 (二)水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差(见图3-3)。

 (三)竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差(见图3-4)。

图3-3

图3-4

 后两种偏差和对于巷道质量有直接影响,所以又称为贯通重要方向的偏差。

 对于立井贯通来说,影响贯通质量的是平面位置偏差,即在水平面内上、下两段待贯通的井筒中心线之间的偏差(见图3-5)

 

图3-5

 井巷贯通的容许偏差值,由矿(井)技术负责人根据井巷的用途、类型及运输方式等不同条件研究决定。以上三种类型井巷贯通的容许偏差见表3-14。

表3-14  井巷贯通的容许偏差

贯通

种类 贯通巷道名称及特点 在贯通面上的容许偏差/m 

  两中线之间 两腰线之间 

第一类 同一矿井内贯通巷道 0.3 0.2 

第二类 两井之间贯通巷道 0.5 0.2 

    巷道贯通的容许偏差值,也可以用计算方法来确定。

 轨道运输平巷贯通时,中线和腰线的容许偏差值和可用下式计算:

 式中  ——由完全铺设好永久轨道的巷道到贯通相遇点的距离,即铺设临时轨道的距离,一般=20--30m;

       ——轨距与车轮间距之间的容许差值,一般=20mm;

 ——电机车头的轴间距;

       ——贯通巷道的实际坡度与设计坡度之间的容许差值,一般=0.002--0.003。

 注:本巷道的贯通不用考虑竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差,因为通过设计图纸可以看出92308巷道是一个坡度平缓的煤层巷道。

第五节  贯通后实际偏差的测定及中腰线的调整

 一、实际偏差的意义

 巷道贯通后,实际偏差的测定是一项重要的工作,它具有以下意义。

 (一)对巷道贯通的结果作出最后的评定;

 (二)用实际数据检查测量工作的成果,从而验证贯通测量误差预计的正确程度,以丰富贯通测量的理论和经验;

 (三)通过贯通后的连测,可使两端原来没有闭合或附和条件的井下测量控制网有了可靠的检核和进行平差和精度评定;

 (四)作为巷道中腰线最后调整的依据。

 所以《煤矿测量规程》中规定:井巷贯通后,应在贯通点处测量贯通实际偏差值,并将两端导线、高程连接起来,计算各项闭合差。重要贯通的测量完成后,还应进行精度分析,并作出总结。总结要连同设计书和全部内、外业资料一起保存。

 二、贯通后实际偏差的测定

 (一)平斜巷贯通时水平面内偏差的测定

 1.用经纬仪把两端巷道的中心线都延长到巷道贯通接合面上,量出两中心线之间的距离d,其大小就是贯通巷道在水平面内的实际偏差,如图3-6所示。

 

图3-6

 2.将巷道两端的导线进行连测,求出闭合边的坐标方位角的差值和坐标闭合差,这些差值实际上也反映了贯通平面测量的精度。

 (二)平斜巷贯通时竖直面内偏差的测定

 1.用水准仪测出或用小钢尺直接量出两端腰线在贯通接合面处的高差,其大小就是贯通在竖直面内的实际偏差。

 2.用水准测量或全站仪三角高程测量连测两端巷道中的已知高程控制点(水准点或全站仪导线点),求出高程闭合差,它也实际上反映了贯通高程测量的精度。

 三、贯通后巷道中腰线的调整

 测定巷道贯通后的实际偏差后,还需对中腰线进行调整。

中线的调整

 巷道贯通后,如实际偏差在容许的范围之内,对次要巷道只需将最后几架棚子加以修整即可。对于运输巷道或砌碹巷道,可将距相遇点一定距离处的两端中心线A和B(图3-7)相连,以新的中线A—代替原来两端的中线A—1—2和B—3—4,以指导砌筑最后一段永久支护和铺设永久轨道。

 

图3-7 运输巷贯通后中线的调整

腰线的调整

 若实际的贯通高程偏差很小时,可按实测高差和距离算出最后一段巷道的坡度,重新标定出新的腰线。在平巷中,如果贯通的高程偏差较大时,可适当延长调整坡度的距离。实际贯通高程偏差为52mm,由于贯通相遇点向两端各后退20mm与该处的原有腰线点相连接,则的调整后的腰线。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第四章  贯通测量的实际误差

 由于测量过程中不可避免地带有误差,因此贯通实际上总是存在偏差的。巷道贯通接合处的偏差可能发生在空间的三个方向中,即沿巷道中心线的长度偏差,垂直于巷道中心线的左右偏差(水平面内)和上下的偏差(竖直面内)。第一种偏差只对贯通在距离上有影响,对巷道的质量没有影响,而后两种方向上的偏差对巷道质量有着直接影响,所以这后两种方向上的偏差又称为贯通重要方向的偏差。贯通的容许偏差是针对重要方向而言的。  

 一、误差预计的一般方法

 (一)进行贯通误差预计

 根据所选择的测量仪器和方法,确定各种误差参数。这些参数原则上应尽量采用本矿积累和分析得到的实际数据。如果新矿山缺乏足够的实测资料时,可采用有关测量规程中提供的数据或比照同类条件的其他测量单位的资料。当然,也可采用理式来估算各项误差参数。以上三种方法可以结合使用,互相对比,从而确定出最理想的误差参数。表4-1所列为根据我国二十多个矿务局提供的大量实测资料经综合分析后求得的,可工作误差预计参考。

 表4-1  测量误差参数参考表

测量种类 误差参数名称 测量方法 参数值(±) 备注 

联系测量 一井定向测量中误差

二井定向测量中误差

陀螺定向测量中误差

导入高程测量中误差 三角形连

接法

钢尺法钢

丝法 35″

18″

15″

h/22000  

 

h-井筒深度 

测量种类 误差参数名称 误差参

数名称 参数值(±) 备注 

井下测角 

仪器J2

 一测回测

角中误差

两测回测

角中误差 测回法

测回法 7″

6″ 一次对中 

 仪器J6 一复测测角中误差两复测测角中误差 复测法

复测法 20″

15″ 一次对中 

钢尺量边 量边偶然误差系数a

量边系统误差系数b 基本控制导线的两边方法 0.0003~0.0005

0.00003~0.00005 在δ>150的巷道中,a,b系数取平巷的二倍 

井下光电测距 每条边的量边中误差 往返测区平均值 5㎜ —— 

井下水准测量 每千米长度

高差中误差 两次仪

器高 15㎜ —— 

                                        

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 依据初步选定的贯通测量方案和各项误差参数,就可估算出各项测量误差引起的贯通相遇点在贯通重要方向上的误差。通过误差预计,不但能求出贯通的总预计误差的大小,而且还可以知道哪些测量环节是主要误差来源,以便在修改测量方案与测量方法时有所侧重,并在将来实测过程中给予充分注意。

 (二)贯通测量预计误差的统计分析

 从上述误差预计结果可知:在水平重要方向上和高程上均未超过容许的贯通偏差值,说明所选定的测量方案和测量方法是能满足贯通精度要求的。通过误差预计可以看出,在引起水平重要方向上的贯通误差的诸多因素中测角误差和定向误差是最主要的误差来源,而高程误差最高的为20㎜,远小于贯通的预计误差。测角和量边误差及其实际精度是工程测量设计中必不可少的重要参数,它是对过去贯通工程误差预计的验证,也是对测量方案具体结果的综合评价,是今后进一步选择测量方案、改进测量方法和提高测量精度的重要依据。

 贯通测量工作的一般程序为,在工程设计阶段就需要进行测量误差预计、测量方法和选择方案。在进行贯通测量误差预计时一般采用规程中的参数进行误差预计。在贯通工程完工后,通过及时联测得出实际偏差值,以便进行技术分析和技术总结。这些工作是在不同时期进行的,由不同的人员参与,因而各个工作程序之间缺乏连续性和协作性,在实际工作和理论研究中,较少将误差预计、方案实施和精度分析三项工作结合起来进行综合分析和研究。贯通误差预计多采用规程规定测量参数,而规程参数多假设在比较理想化的环境下经过相应理论推导的结果。而在实际中,操作人员、恶劣环境、仪器问题等非正常因素均会在一定程度上影响测量结果,导致实际误差大于预计结果。

 因此纯粹采用理论规程参数对实际测量工作具有一定局限性。通过理论分析测量误差,并结合实际井下测量实践。通过上述三种方案贯通测量预计误差的对比提出在贯通测量误差预计中用在实际测量过程中统计出的参数进行预计可以提高预计精度,从而积累相应经验为以后的测量误差预计提供必要的依据。贯通测量误差预计由于受地质条件影响和开拓方式,矿山测量或隧道工程实际上多采用典型的导线测量形式。导线测量方式极易导致测量误差的积累,同时在其它因素影响下,使得最终导线点位置产生误差与设计位置产生偏离。因此,在贯通工程设计阶段,就需对所拟选测量方案和方法进行误差预计,估算采用此方案是否满足工程精度需要,并及时修正测量方案或测量方法,以满足工程施工精度需要。在满足必要的工程限差要求下,应该根据实际需要,按照成本效益原则,选择适当的测量方案,而不是不顾成本的任意提高测量精度,造成精度浪费。在日常测量工作中要及时对测量的记录和成果进行统计分析,在重大工程测量结束时,要及时联测,对测量的方案进行精度分析和成果对比。并统计出实际测量的相关参数,对照规程要求和以前的测量统计参数进行比较。经过精度分析,找出主要的误差来源,总结经验扬长避短,提高测量的精度和工作效率。在重大工程误差预计中,在有条件的情况下,尽可能采用与本地区环境和条件相近的统计误差参数进行误差预计。在条件不成熟或本地区资料有限时,采用近似地区的统计参数或规程参数也能满足生产限差需要。并同时参照规程理论值,对实际的测量工作具有一定裨益。因此,在贯通测量误差预计过程中,比较切实可行的参数选择优先顺序为:本地区的统计测量参数,近似环境或地区的统计参数,规程规定的参数。

 二、贯通测量误差预计中应注意的问题和采取的措施

 贯通结果的好坏,固然取决于所选择的贯通测量方案和测量方法是否正确。然而,还有很重要的一方面便是实际施测工作前的误差预计质量。因此,我们需要在误差预计过程中。根据实测成果衡量评定所达到的精度。进行可靠的误差预计,必要时可以采取某些施工上的措施,以尽量减少测量误差对工程的影响,保证巷道能按设计要求准确贯通:

 (一)注意原始资料的可靠性,起算数据应当准确无误,是用地面控制网时,必须对原有网的精度、控制网点位是否受到影响等了解清楚,必要时要实地进行检查测量。要是检查中发现不符合要求,就不能使用这些数据,或者重新测设,或者用其它符合要求的控制点和起算数据。予以保证预计的可参考性。

 (二)巷道里外控制网的布设方法,在布设导线网时,要注意尽量把巷道控制住,且导线的布设长短要基本相等,这样有利于符合误差预计的精度要求,井内导线的布设不要太靠边了,应沿巷道的中线延伸。井内的导线边长度应小于井外的导线边的长度,要是遇到坡度大或是不好布设导线时,应该具体根据实际的情况来分析,进行合理的布置。可以适当的变长或变短导线。

 (三)贯通误差预计时,应选合理的方案来进行预计,利用最有利的方法来进行估算。考虑用哪种方法是估算是最合理的。

 (四)还应该考虑客观因素的影响。误差预计时应适当的考虑客观因素的误差大小,合理的把这些因素加进去。

 三、提高巷道内控制测量精度的几点建议

 严格按设计的控制测量等级相关技术要求进行施测,严格按操作程序进行。施测中尽量采用三联脚架法,要注意各基座与棱镜及仪器有无隙动、气泡有无偏离、对中偏离是否较大等等。如有上述情况则要对仪器进行检修校正,找出问题所在。三角高程测量时,如垂直角的观测要同测距在同一次照准时完成,对于三角高程等级在三等或高于三等时则要采取一些提高精度的措施进行施测,如隔点设站法、提高对中精度等。

 巷道每开挖到一定阶段或一定长度时要及时对导线进行检测、复测及精度估算,要及时增设基本导线点。指导开挖的临时点要控制在2~3个内,且要进行经常性的检测其正确性,确保硐室开挖的正确。对因其它原因而改变设计路线或方案时要对精度进行重新估算。

 导线要尽可能布设成似等边直伸型导线,在测量环境允许范围内尽可能地选长边。

 在巷道施工中,巷道工程都需要进行巷道内砼支护、条石衬砌、砼海底和砂浆抹面。因此,还要对相向开挖的两条导线进行附合,并进行贯通误差分配或平差处理,确保巷道内砼衬砌形体的正确。以保证巷道的设计坡降及对墙面的技术要求,使巷道控制测量满足于运输工程对巷道施工的高要求。

 四、贯通预计误差与实际贯通误差比较

 根据巷道两端掘进的速度估计出贯通相遇点K,过K点以垂直于切眼巷道的方向作为假定坐标X轴的方向,求相遇点K在水平重要方向上的误差,即求K点在X轴方向上的误差。

 井下测角引起K点在X方向上的误差:

         (4.3)

 两次测角的平均值:

            (4.4)

 井下量边引起K点在X方向上的误差:

                     (4.5)

                     

                       

 观测两次平均值的中误差:

                                (4.6)

 贯通在水平重要方向上的预计中误差:

           (4.7)

 贯通在水平重要方向上的预计误差:

                        (4.8)

 水平重要方向的贯通允许偏差应小于0.5米

 从以上的预计可以看出,在水平重要方向上的误差未超过贯通的允许偏差。

     贯通后,经连测

               

    ()

 由上可以看出贯通巷道的各项限差符合要求,本巷道可以正常使用。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第五章  贯通测量技术总结编写

 重大贯通工程结束后,除了测定实际贯通偏差,进行精度评定外,还应编写贯通测量技术总结,连同贯通测量设计书和全部内业资料一起保存。

 一、贯通测量技术总结的编写提要

 (一)贯通工程概况。贯通巷道的用途、长度、施工方式、施工日期及施工单位。贯通相遇点的确定。

 (二)贯通测量工作情况。参加测量的单位、人员;完成的测量工作量及完成日期;测量所依据的技术设计和有关规范。测量工作的实际支出决算,包括人员工时数、仪器折旧费和材料消费等。

 (三)地面控制测量,包括平面测量和高程控制测量。平面控制网的图形;测量时间和单位,观测方法和精度要求,观测成果的精度评定;近井点的测设及其精度。

 (四)矿井联系测量。定向及导入高程的方法;所采用的仪器,定向及导入高程的实际精度。

 (五)井下控制测量。贯通导线施测情况及实测精度的评定;导线中加测陀螺定向边的条数、位置及实测精度;井下高程控制测量情况及其精度;原设计的测量方案的实施情况及对可行性的评价,曾做了哪些变动及变动的原因。

 (六)贯通精度。贯通工程的容许偏差值;贯通的预计误差,贯通的实际偏差值及其对贯通井巷正常使用的影响程度。

 (七)对本次贯通测量工作的综合评价。

 (八)全部贯通测量工作明细表及附图。

 二、晋城煤业集团凤凰山矿92308工作面贯通测量技术总结

 (一)工程概况

 本项贯通工程是为92308工作面的回采作准备。先掘进风、回风、切眼,再由切眼拐回风,在回风50m处巷贯通,贯通导线总长度为2654.852m,工作面巷道沿煤层顶板破底施工,不需要考虑高程的偏差。

 (二)贯通测量工作安排

 贯通测量工作由原煤井地测队测量组担任,参加人数12人,其中煤巷8人负责回风巷的贯通测量任务,岩巷4人负责进风巷和切眼的贯通测量任务。该工作面巷道从2007年7月12日开始施工,2008年3月10日顺利贯通。

 测量情况:井下导线采用15″级导线,布设成闭合导线,起始边为二水平皮带巷25—26,水平角采用全站仪仪观测,一次对中,一个测回,各项限差详见下表,边长丈量采用50m比长钢尺,凭经验拉力,不测温度,往返丈量或错动钢尺一米以上进行丈量,分段丈量时最小尺段长度不小于10m,定线偏差小于5cm,每尺段以不同起点读数两次,读至毫米,长度互差应小于边长的1/2000。

 工具配备:全站仪一台,50m钢尺一把,工具袋、斧头、钎杆各一、线绳、钉子、红漆若干。

 地面控制测量

 分平面控制和高程控制(在本文第三章的第二节有详细说明)

 (四)矿山联系测量

 矿山联系测量采用投向仪定向,高程的导入是通过斜井导入高程。

 井下控制测量

 井下导线的布设按照“高级控制低级”的原则进行。基本控制导线在主巷道已经敷设,92308巷道的贯通主要进行采区控制

 井下平面控制

 贯通导线施测中,主要通过激光指向仪来定向在每掘进50—100米时在敷设±15″级采区控制导线,300—500米时敷设±7″级基本控制导线。

 井下高程控制

 92308工作面是九号煤层,坡度平缓在高程上的要求不是太严格。(在图纸上可以体现)

 3、按照预计的,我们的设计方案与实际情况大致相同,无大的改动和问题。

 水平角观测限差见表5-1:

表5-1 水平角观测限差

 仪器级别  同一测回中半测回差 

 20″ 

 (六)贯通精度

 贯通后,经连测

               

    ()

 由上可以看出贯通巷道的各项限差符合要求,本巷道可以正常使用。

 (七)贯通测量工作综述

 由于本工作面为综采工作面,对进回风平行度要求较高,对贯通精度也有较高要求。在接受任务后,我队相关人员针对具体情况,积极准备,对施工图纸和原始数据进行认真核对。在施工过程中我测量人员针对岩巷机掘队进风掘进速度快的特点,精心测量及时送线。由于回风掘进速度较慢,为了工作面的尽早顺利贯通,岩巷机掘队在进风巷和切眼施工完成后,拐回风巷继续掘进,这样给巷道的精确贯通造成很大的难度。岩巷机掘队掘进500m,巷道贯通距离不足100m时,煤巷施工队组停止掘进,由岩巷机掘队继续掘进并实施贯通。我测量有关人员细心地核对相关数据,精心地测量和送线,保证了施工的工程质量,地完成了贯通测量任务。

 全面贯通的数据表和附图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

高程断面整理表

 工作地点:92308进风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

进拐  624.708    

 20   620.986  

 40   620.834  

 60   620.771  

1#    621.102  

 80   620.846  

 100   620.945  

 120   620.306  

2# 130   622.131  

 140   620.239  

 160   619.951  

 180   618.912  

高程断面整理表

 工作地点:92308进风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

 200   617.928  

3# 210 618.670    

 220   616.123  

 240   614.278  

 260   612.170  

4# 280 612.668    

 300   609.802  

 320   608.622  

5# 339 608.586    

 340   606.693  

 360   606.474  

 380   606.091  

高程断面整理表

 工作地点:92308进风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

 400   606.131  

6#  608.032    

 420   606.373  

 440   606.979  

7# 458 610.3    

 460   608.518  

 480   611.777  

 500   615.078  

 520   617.365  

8# 522 619.507    

 540   618.488  

 560   619.239  

高程断面整理表

 工作地点:92308进风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

 580   620.622  

 600   621.461  

 620   621.467  

 0   621.413  

 660   621.828  

 680   620.834  

10#  623.496    

 700   621.781  

 720   621.756  

 740   621.783  

 760  621.706   

11#  624.067    

高程断面整理表

 工作地点:92308进风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

 780   620.576  

 800   618.241  

12# 810 620.123    

 820   617.627  

 840   613.634  

 860   613.486  

 880   611.071  

13# 0 611.841    

 900   608.5  

 920   606.672  

 940   604.260  

14#  603.679    

高程断面整理表

 工作地点:92308进风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

 960   600.980  

 980   597.676  

 1000   594.481  

15#  594.301    

 1020   591.974  

 1040   592.469  

16# 1057 594.268    

 1060   591.829  

 1080   590.941  

 1100   5.351  

进回拐  591.366    

 20  587.726   

高程断面整理表

 工作地点:92308进风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

 40  586.569   

临切眼1  588.410    

 60   585.335  

临切眼2  586.862    

 80   584.0  

 100   583.976  

切眼 120 585.692    

      

      

      

      

      

高程断面整理表

 工作地点:92308回风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

回拐  626.599    

 20   623.562  

 40   622.870  

 60   623.463  

 80   624.034  

临1 93   626.225  

 100   624.171  

 120   624.653  

1#钻场 135   624.611  

 140   624.572  

2# 150 626.677    

 160   624.587  

高程断面整理表

 工作地点:92308回风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

 180   623.327  

3#  625.095    

 200   622.318  

 220   621.691  

2#钻场 227   621.457  

 240   621.046  

 260   620.513  

4# 266 622.098    

 280   619.2  

 300   617.914  

3#钻场 320   617.131  

 340   616.583  

高程断面整理表

 工作地点:92308回风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

5#  618.114    

 380   615.856  

 400   615.167  

 420   615.927  

4#钻场 430   615.987  

6#  617.805    

 450   616.138  

 470   617.080  

 490   618.029  

7#  619.950    

5#钻场 510   618.616  

 530   617.399  

高程断面整理表

 工作地点:92308回风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

8#  619.340    

 550   617.665  

 570   618.760  

 590   620.085  

6#钻场 603   621.161  

 610   621.372  

9#  623.193    

 630   621.003  

 650   620.743  

10#  624.363    

11# 668 625.463    

 670   623.472  

高程断面整理表

 工作地点:92308回风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

 690   623.3  

7#钻场 695   623.663  

 710   623.938  

 730   623.843  

 750   622.872  

 770   621.863  

8#钻场 777   621.830  

 790   619.907  

 810   618.706  

13#  620.616    

 830   618.766  

 850   619.198  

高程断面整理表

 工作地点:92308回风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

9#钻场 862   618.782  

 870   617.822  

14#  619.667    

 0   611.571  

 910   610.783  

 930   608.117  

 950   605.497  

10#钻场 954   604.611  

 970   601.998  

 990   598.778  

16#  599.311    

 1010   595.593  

高程断面整理表

 工作地点:92308回风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

 1030   592.515  

11#钻场    590.016  

 1050   5.587  

 1070   587.015  

 1090   585.815  

 1110   584.783  

18#  586.381    

 1130  583.329   

 1150  582.676   

顶  584.012    

 20  583.032   

 40  583.134   

高程断面整理表

 工作地点:92308回风工作面

点号 距离 标高 备注与草图 

  顶板 底板 轨面  

切眼 60 585.692    

      

      

      

      

      

      

      

      

      

      

      

经纬仪导线测量计算表

边 站点号 水平

边长

(m) 角度改正数

(秒) 后方

位角 坐标 

号 仪

站 照

点  观测水平角 方位角 X(m) Y(m) 

1 临1 切眼 75.918  203°34′37″ 158.545 824.242 

  进切拐  179°02′58″  88.469 795.030 

2 进切拐 临1 49.560  202°37′35″ 69.117 840.650 

  12  90°21′30″    

3 12 进切拐 57.011  112°59′05″ 46.911 3.154 

  11  179°56′18″    

4 11 12 128.991  112°55′23″ 996.487 11.876 

  10  180°05′18″    

5 10 11 128.931  113°00′41″ 946.154 130.572 

  9  179°58′00″ 112°58′41″   

6 9 10 155.699   885.502 273.967 

  8  179°56′54″ 112°55′35″   

7 8 9 82.951   853.108 350.327 

  7  180°03′35″ 112°59′10″   

8 7 8 63.396   828.332 408.676 

  6  180°01′06″ 113°00′16″   

9 6 7 47.636   809.716 452.519 

  5  179°59′56″ 113°00′14″   

经纬仪导线测量计算表

边 站点号 水平

边长

(m) 角度改正数

(秒) 后方

位角 坐标 

号 仪

站 照

点  观测水平角 方位角 X(m) Y(m) 

10 5 6 71.026   781.946 517.886 

  4  180°00′40″ 113°00′54″   

11 4 5 125.901   732.736 633.767 

  3  179°59′35″ 113°00′29″   

12 3 4 81.949   700.706 709.192 

  2  179°59′56″ 113°00′25″   

13 2 3 130.853   650.559 830.050 

  进拐  179°31′37″ 112°32′02″   

14 进拐 2 43.793   609.869 846.239 

  进川拐  225°45′51″ 158°17′53″   

15 进川拐 进拐 72.485   676.560 874.628 

  1  44°45′50″ 23°03′43″   

16 1 进川拐 131.566   797.748 925.838 

  回川拐  179°50′50″ 22°54′33″   

17 回川拐 1 12.372   808.909 920.497 

  回拐  131°32′33″ 334°27′06″   

18 回拐 回川拐 51.542   828.580 872.851 

  新1  137°59′02″ 292°26′08″   

经纬仪导线测量计算表

边 站点号 水平

边长

(m) 角度改正数

(秒) 后方

位角 坐标 

号 仪

站 照

点  观测水平角 方位角 X(m) Y(m) 

19 新1 回拐 98.186   867.108 782.535 

  新2  180°40′08″ 193°06′16″   

20 新2 新1 199.601   944.822 598.679 

  新3  179°48′34″ 292°54′50″   

21 新3 新2 77.325   975.032 527.495 

  新4  180°05′04″ 292°59′54″   

22 新4 新3 63.216   999.719 469.294 

  新5  179°59′21″ 292°59′15″   

23 新5 新4 51.3   019.793 421.983 

  新6  180°00′24″ 292°59′36″   

24 新6 新5 68.837   046.690 358.614 

  新7  180°00′24″ 193°00′03″   

25 新7 新6 36.513   060.919 324.982 

  新8  179°56′03″ 292°56′06″   

26 新8 新7 18.059   067.963 308.349 

  新9  180°01′36″ 292°57′42″   

27 新9 新8 99.355   106.788 216.0 

  新10  180°02′30″ 293°00′12″   

经纬仪导线测量计算表

边 站点号 水平

边长

(m) 角度改正数

(秒) 后方

位角 坐标 

号 仪

站 照

点  观测水平角 方位角 X(m) Y(m) 

28 新10 新9 50.670   126.027 170.010 

  新11  179°18′44″ 292°18′56″   

29 新11 新10 53.769   147.594 120.751 

  新12  181°20′00″ 293°38′56″   

30 新12 新11 42.016   1.060 82.091 

  新13  179°25′26″ 293°04′22″   

31 新13 新12 84.845   196.879 03.847 

  新14  179°41′03″ 292°45′25″   

32 新14 新13 59.972   220.591 948.758 

  新15  180°31′57″ 293°17′22″   

33 新15 新14 90.115   255.287 865.587 

  回切拐  179°21′23″ 292°38′45″   

34 回切拐 新15 60.570 90°10′11″  199.456 842.096 

  切眼  90°00′02″ 202°48′56″   

35 切眼 回切拐 44.636 180°45′40″  158.545 824.242 

  临1  180°56′51″ 203°33′37″   

        

        

参考文献

[1]李海珍,焦希颖编著《测量学》,山西人民出版社,2000年8月第一版

[2]安润莲,郝延锦主编《工程测量》,山西科学技术出版社,2001年4月第一版。

[3]张凤举,张华海等编著《控制测量学》,煤炭工业出版社,2006年1月第一版。

[4]周立主编《GPS测量技术》,黄河水利出版社,

[5]周建郑,唐保华等编著《工程测量》,黄河水利出版社,2006年8月第一版。

[6]张国良,朱家钰,顾和和编著《矿山测量学》,中国矿业大学出版社,2006年8月第二版。

[7]靳祥升主编《测量平差》,黄河水利出版社,  2005年8月第一版。

[8]孔祥元,梅是义主编《控制测量学》(上册),武汉大学出版社,1996

 [9]国家测绘局测绘标准化研究所编.《测绘标准汇编 工程测量卷 基本分册》.中国标准出版社 2002

 [10]吴来瑞、邓学才编《建筑施工测量手册》.中国建筑工业出版社.2003

[11] 《矿山贯通测量规范》

[12]《全球定位系统(GPS)测量规范》

[13]《煤矿测量规程》

 

GPS在水利工程测量中的运用探讨

GPS在水利工程测量中的运用探讨

摘要:本文基于工作实践,分析了GPS在水利工程测量中的运用现状,并着重介绍了严谨态度,减少偶然误差,扩大宣传力度,加大GPS的应用力度,提高技术人员的相关素质,完善培训方案等三种解决方案及其具体应用,希望相关人员加以思考和探索,进一步完善GPS在水利工程测量中的大力应用,促进水利工程测量的发展。

关键字:GPS;水利工程测量;应用

近年来,随着高新技术的飞速发展,全球定位系统——GPS的应用范围越来越广阔,普遍应用于国民经济建设中,特别是在水利工程测量中的应用显得格外突出。GPS具有很多优点,比如高精度、全天候、多功能、操作简便等,这进一步促进了全球定位系统的应用及其发展。

一、GPS在水利工程测量中的运用现状

1、GPS在测量中依然存在较大误差

随着GPS的逐步发展,测量技术不断提高的今天,依然存在一些误差,比如,相关操作员由于一时的疏忽导致测量的错误,观测时因为角度不对等原因导致的测量误差等等,使得在水利工程测量中依然存在较大误差。

2、GPS在水利工程测量中应用力度不大

在水利工程测量中,使用的技术很多,比如采用的电子全站仪和电子水准仪等先进的设备,在技术要求上已经很成熟,基本能满足测量的需要,这就直接影响了GPS在水利工程测量中的进一步应用,因为已有的设备就能按质按量完成相关任务,同时,GPS还要具备一定的技术人员进行操作才能实现测量。

3、相关技术人员操作技能不够

GPS作为一种高新技术在水利工程测量中进行运用,而相关技术人员由于并未具备完善的操作技能,导致效率低下,同时出现各种各样的问题,甚至导致测量错误,影响了工程的顺利进行,另外,在测量过程中出现的一些小问题,相关人员却不能及时处理,相关知识匮乏,进一步阻碍了GPS在水利工程测量中的运用。

二、GPS在水利工程测量中的相关问题的解决措施及其具体运用

1、严谨态度,减少偶然误差

物理学中曾提到测量误差,我们知道系统误差是存在的,不可能消除的,偶然误差是可以避免的,要想得到准确无误的测量数据,就必须要有严谨的工作态度,为此,应做到以下两点:首先,要明确目标,严格要求自己,在工作过程中时刻提醒自己在做什么,怎么做好份内的事情,要达到什么样的效果,这样在工作过程中就或多或少的多加注意了,从而减少偶然误差的发生;其次,责任心要强,目标明确后就要付诸行动,在水利测量过程中难免有一些需要人为去处理的事情,这时就要保持一颗高度的责任心,做什么就要做好什么,对做的事情要高度负责,拥有高度的责任心,做到减少误差也就进了一大步。

2、扩大宣传力度,加大GPS的应用力度

GPS研发人员在研发技术成熟后就要把该项技术所能达到的功能尽量展现出来,以便充分发挥其功能,这就要求相关部门等扩大宣传力度,将宣传落实到位,比如,可以通过电视、报纸、相关网站、移动传媒等各种宣传方式进行大力宣传其功能,进一步促进GPS的应用,特别是在水利工程测量中的应用,因为测量的准确性直接影响到工程的质量,而GPS具有高精度的测量技术,采用全球定位系统进行水利工程测量不仅大大提高了测量效率,同时在精确度上得到了有效保证。比如,在南水北调西线工程中,长江中下游地区就是应用了GPS高程测量技术而获得了良好的测量效果,达到了四等水准精度,也就是说应用GPS,进一步扩大全球定位系统在其方面的运用势在必行。

3、提高技术人员的相关素质,完善培训方案

作为全球定位系统对水利工程测量的相关操作人员,只有具备了相对应的操作技能才能将测量工作顺利开展,这就要求相关技术人员具备以下素质:首先是操作速度快,这就要求操作人员在上岗之前多加练习,直到达到要求才能上岗;其次,操作准确无误,在操作速度的基础上,操作员要注重操作质量,不能因为人为原因导致测量错误,进而导致工程崩溃;再次,知识面广,这主要表现在遇到一些问题时并不总是找技术人员去解决等,一是降低效率,同时也影响了公司的声誉,被认为是员工的自身质量有问题。要想完善相关操作员的基本素质,就要加大培训力度,完善培训方案,做到合格后持证上岗,在培训结束后可以通过考核等措施,具体可以用一些过时的数据采用此系统进行处理,通过对操作员的操作速度以及操作正确率等来衡量是否已经培训合格,这样在考核过程中也会发现一些问题,以便及时解决,提高操作员的整体水平。

三、总结

总而言之,GPS在水利工程测量中的大力应用,对于水利工程来说,无论在勘测手段上还是在作业方法上都产生了性的变革,不仅提高了勘测精度,在效率上也有了显著地提高,对于勘测、施工、检测以及管理一体化产生了无可置疑的重大意义。通过严谨态度,减少偶然误差,扩大宣传力度,加大GPS的应用力度,提高技术人员的相关素质,完善培训方案等措施,相信GPS在水利工程测量中的应用前景将越来越广阔。

参考文献:

[1]张振军;谢中华;冯传勇;;RTK测量精度评定方法研究[J];测绘通报;2007年01期

[2]黄霞林;;房产测绘中两种常用的分丘编号方法[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十一次学术信息交流会论文集[C];2007年

[3]马云飞;GPS快速静态及RTK技术在物探中的应用研究[D];吉林大学;2007年

 

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