三矿副井十字线测量技术研究与实践

卫永生

河南省鹤壁市鹤煤公司三矿

1.基本情况

井筒十字中心线无论是在建井时期还是在以后的生产时期都有着重要的作用，工业广场主要建筑物位置的标定，井架。天轮，绞车等提升设备的安装与检查都是根据井筒十字中心线的标定。因此，建矿初期精确标定十字中心线以及生产矿井恢复十字中线是煤矿建设和生产中的重中之重。鹤煤三矿为年产150万t的大型矿井。由于工业广场建筑物的遮挡、覆盖。建矿初期布设的十字线点所剩无几。加上工业广场有不同程度的下沉等因素。仅保存下来的几个十字线点是不可靠的，三矿地测科与相关单位对井筒十字线重新检校恢复进行了技术攻关，确保井筒十字线可靠。

2.十字线测量技术的内容及方案

2.1.平面控制测量

①检测原有的GPS平面控制点二个。

②新建GPS点二个。

2.2.副井绞车房十字线测量。

2.3.副井井筒十字线测量。

3.测量过程：

GPS平面控制测量：

测量使用南方NGS-200型GPS卫星定位仪，GPS卫星定位仪的标称精度：5mm+1ppm。

由鹤煤勘探公司2003年建立的矿区GPS控制网中的“曹家南岭”（CJNL)作起算点，检测“三矿采掘楼院”（CJLI）和“三矿运销科”（YXKI)，检测结果如下：

2003年成果(m)点名互差（mm）Y点号 C J Y DY NL CJ LI三矿采掘楼院曹家南岭3981635.8603978581.760512123.394515046.634512123.394515046.778 D X 0 65 X 0 -1 YX KI三矿运销科本次2013年成果（m）X 3981635.8603978581.6953978463.519515110.4663978463.369515110.67115044-205

今后使用“三矿采掘楼院”（CJLI）和“三矿运销科”（YXKI）时应以本次实测成果为准。

采用静态GPS建立地面控制网，观测时段为两个时期，每个时段同步观测时间均大于60分钟。

本次GPS控制测量最大点位误差小于2.8mm，精度满足要求。

4.十字线测量及时的应用情况

4.1.副井绞车房内十字线测量

副井井筒十字线的点全部遭到破坏，副井井筒十字线只能由绞车房内的十字线点来恢复。

经现场勘查得知：副井绞车房内保存下来的点有“N”、“W”、“E”、“S”点。即副井绞车房内的点保存完好。副井绞车房内的点是在绞车房内的墙上的角铁上的锯豁，无法直接在点上架仪器，怎样将绞车房内十字线的方向作为起算方向引出去，恢复副井井筒十字线呢？

“W”、“E”方向是绞车大轴线的方向，在“W”、“E”方向上架一台经纬仪，用逐渐趋近法使墙上的“W”、“E”点与架经纬仪的点成一条直线，假定架经纬仪的点位“WF”点，同时测量绞车大轴的中心与“W”、“E”十字线的关系，测量得知：二者是一条直线，没有偏差。

选一点，既可以看到“WF”点，又可以看到“S”点（或“N”点），设该点为“F”点，在点“WF”架全站仪后视“E”点，测边、角后，可计算得到“F”点的假定坐标。

“F”、“FW”点作为已知点，用前交的方法，求出“S”（或“N”点）的坐标。

由此，绞车房内以十字线交点为原点（X=0Y=0）的坐标系建立起来了。此时，“W”、“E”方向为绞车房内副提升方向上的十字线（绞车大轴中心线），“N”、“S”成为绞车房内主提升方向上的十字线。

4.2.副井井筒十字线测量

绞车房内主提升方向上的十字线，也是井筒主提升方向上的十字线，但坐标系的原点不同，若求得绞车房内十字线的原点与井筒十字线的原点的间距后，就可建立井筒十字线的坐标系。

①井筒副十字线方向的确定

根据甲方要求：应根据实测井筒两钢丝绳中心的坐标来确定绞车房内十字线的原点与井筒十字线的原点的间距，用“F”、“FW”点作为已知点，用井下“三架法”的方法作导线，用两个前方交会的方法求取井筒两钢丝绳中心的坐标。

经实测得知：绞车房内十字线的原点与井筒十字线的原点的间距为34.0302米。

②井筒主十字线的方向的确定

由绞车房内的“F”、“FW”点作为已知点，用井下“三架法”的方法作导线，恢复了井筒主十字线。

测量得知：以新恢复的井筒主十字线为基准，井筒两钢丝绳的中心向东偏86mm。

在放样过程中，一般采用井下“三架法”的方法标定十字线点，用日本宾得PTS-V2型全站仪测距及测角，测角进行两测回，测距时加入气象、加常数、乘常数和周期误差改正。当在直线上加测十字线点时，除正、倒镜两次标定外，为消除在测距中棱镜对中杆不垂直的误差，棱镜对中杆转动180°，分别测距后，取平均值。

5.结论

通过利用GPS对工业广场近井点进行测量，采用“逐渐趋近法”技术手段进行十字线测量及对地面近井点进行检核，保证了工业广场等地面建筑测量精度，对绘制各种图纸起到了至关重要的作用。同时对副井井筒十字线进行了重建，满足了地测标准化要求，同时确保了副井提升运输的安全，经济效益和安全效益均十分显著。

[1]车数成,张荣伟.煤矿地质学.中国矿业大学出版社,1996,17-29,279-280

[2]车数成,张荣伟.煤矿地质学.中国矿业大学出版社,1996,65-74

[3]张国良.矿山测量学.中国矿业大学出版社,2008,163-175,311-326