矿井巷道控制网布设及测量和精度计算

刘 毅

(山西汾西中兴煤业有限责任公司，山西吕梁 030500)

1 概况

1)测区位置。

山西汾西中兴煤业有限责任公司位于吕梁市交城县岭底乡东雷庄村附近，矿区北面以歇马头、火烧坡为界，南面以郭家庄、西雷庄、东雷庄为界，西面以周家坡、李家山、山庄头为界，东面以冯家塔、峁上村、申家圪垛为界;井田面积约20km2。

2)完成工程量。

a.施测井下导线长度为2.37km;b.施测井下永久控制点12个。

3)执行规程。

a.《煤矿测量规程》(2010);b.GB 50026-2007工程测量规范;c.GB/T 24356-2009测绘成果质量检查与验收。

4)数学基础。

平面坐标系统采用1980西安坐标系，中央子午线111°00′00″，6°带高斯投影，带号19;高程基准采用1985国家高程基准。

5)近井点坐标见表1。

表1 近井点坐标

2 井下控制网布设

2.1 布施方案

井下控制点布设原则为主斜井、副斜井、轨道巷、回风巷及皮带巷巷道顶板岩层上，间距300m～500m布设一组;一组由三个永久导线点组成，点间距80m～120m，且点与点之间要互相通视。同时，根据矿方要求及巷道实际情况，合理布设永久导线点位置，为矿井测量提供精确、便捷的服务。

2.2 布施方法

现行井下控制点布设方法为采用水泥钉固定在巷道顶板岩层上;然后用工程线吊线来进行巷道测量。这种方法有以下两个缺点:

1)水泥钉太短，特别是巷道顶板岩层较软时，易脱落，固定不坚固;

2)工程线栓在水泥钉上，工程线经常来回移位，严重影响测量精度。所以，为了保证井下测量精度，井下控制点布设方法特别重要。根据巷道顶板岩层软硬程度不同，设置固定桩的直径和长度，选择相应的钻孔方法。

当巷道顶板岩层较软时，需要固定桩的直径较大和长度也较长，固定桩桩帽材质采用直径为32mm、长度为100mm的紫铜件;固定桩桩杆材质采用直径为24mm、长度为500mm的螺纹钢筋件;相应的钻孔方法采用锚杆机打孔。

当巷道顶板岩层较硬时，需要固定桩的直径较小和长度也较短，固定桩桩帽材质采用直径为20mm、长度为50mm的紫铜件;固定桩桩杆材质采用直径为12mm、长度为250mm的螺纹钢筋件;由于高瓦斯矿井下不能用明火，钻孔方法采用36V充电式冲击电钻打孔。

固定桩桩帽和桩杆通过内丝扣连接成为一个整体;为了保证精度，桩帽上小孔直径为1mm，吊线采用高强度丝线。井下巷道潮湿，紫铜桩帽具有不生锈功能;螺纹钢筋通过锚固剂作用，与顶板岩层连接为一体。同时，利用特制反光牌标记点号。

表2 导线严密平差计算表

3 井下控制网测量

3.1 井下平面控制测量布设

根据采掘工程的实际需要，基本控制导线为±7″导线。本项目布设闭合导线路线为沿主斜井导入井底至副斜井井口闭合到近井点，其路径为:

EJ16—EJ15—支1—支2—支3—ZXJ1—ZXJ2—ZXJ3—ZP1—ZP2—ZXJ4—ZXJ5—ZXJ6—ZPL1—ZPL2—ZPL3—P3—L2—支09—支08—支07—FXJ6—FXJ5—FXJ4—支06—支05—支04—FXJ3—FXJ2—FXJ1—支03—支02—支01—EJ15—EJ16(其中加黑的测点为永久控制点)，导线长度为2.37km，布设永久控制点12个。

表3 三角高程路线平差计算表

3.2 井下导线外业测量

1)水平角观测。

水平角观测采用TOPCON 332N 2″防爆型全站仪三架法进行观测左右角各两个测回，在观测过程中，水准气泡偏离不超过一格。

2)垂直角观测。

测量垂直角与观测水平角同时进行，采用对向观测(中丝法)进行，观测两个测回。

3)距离测量。

距离与角度同时进行观测，每条边的测回数不小于两个，往返测的互差不大于1/15000。采用对向观测，取平均值。

4 井下控制网测量计算

1)导线坐标计算表见表2。2)三角高程路线平差计算表如表3所示。

5 井下控制网测量精度分析

5.1 导线控制测量精度分析

外业观测结束，整理检查外业全部资料，本次水平角按左、右角观测，观测两个测回，取两次平均值为平差值，导线边长归划到投影水准面的改正和高斯克吕格投影面的改正，平差采用杨运英导线平差软件，采用严密平差，导线控制测量精度见表4。

表4 导线控制测量精度表

5.2 高程控制测量精度分析

井下高程测量采用三角高程测量方法，相邻两点往返测高差的互差不大于10mm+0.3mm×τ(τ为导线水平边长，以m为单位)，高程导线和平面控制导线路线一致，高程控制测量精度如表5所示。

表5 高程控制测量精度表

5.3 井下控制网测量结果

经过闭合导线的控制测量，并结合《导线控制测量精度表》和《高程控制测量精度表》的精度分析，本项目闭合导线达到±7″级导线标准;同时，12个控制点坐标满足±7″级导线标准要求，可以指导矿井巷道导线测量。

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