寺廟三井貫通測量誤差預計設計書

1、寺廟三井貫通測量誤差預計設計書一、貫通測量方案設計根據(jù)實際情況，貫通要求主井在水平方向上的容許偏差不得超過0.5m，在豎直方向上的容許偏差不得超過0.2m。由于年代久遠，國家等級控制點多有破壞，從測繪局收集來的已有平面控制點成果如下表1，均為 1954 年坐標 3。帶坐標，中央子午線 108 度。表 1已有平面控制點坐標根據(jù)實地踏勘對已有資料進行分析，因本地面控制測量是為了滿足貫通的要求而布設近井點，所以咀頭源、鴨河灣、田家坡均能滿足起算點的要求，但因田家坡點實地踏勘時發(fā)現(xiàn)高標已有明顯晃動，因而未采用點。僅用咀頭源、鴨河灣作為平面控制的起算數(shù)據(jù)。由于貫通距離較短，為此采用咀頭源的四等三角高程作

2、為水準基點的起算數(shù)據(jù)（其值見表 1），用四等水準觀測近井水準基點的高程。所以擬定兩套貫通方案：方案一：平面控制網(wǎng)部分： 在地面布設 D 級 GPS網(wǎng)。在風井處采用鋼絲法一井定向的方法進行聯(lián)系測量，在井下采用導線測量。在主副斜井口直接敷設平均邊長為 40m，的 7 秒導線，一直延伸至井下。高程控制網(wǎng)部分：地面高程控制部分采用布設四等水準進行往返觀測的方法進行。在風井處采用鋼絲法導入高程。在主副斜井口乃至井下采用三角高程法進行高程控制。方案二：平面控制網(wǎng)部分 ：在地面布設 D 級 GPS網(wǎng)。在風井處采用陀螺法一井定向的方法進行聯(lián)系測量。 在井下布設平均邊長為 40m，的 7 秒導線。高程控制網(wǎng)部分

3、 ：在地面布設四等水準，在主副斜井處直接用四等水準導入高程，在風井處采用鋼絲法導入高程，在井下布設四等水準。二、貫通測量方法方案一 ：平面控制網(wǎng)部分：D 級 GPS網(wǎng)觀測方法在地面布設 D 級 GPS網(wǎng)。在主斜井、副斜井及風井周圍選點，使得同一井口附近的點之間應相互通視，由于主斜井和副斜井之間相距僅55m，考慮到 D級 GPS平均邊長為 2.510KM，因此在主斜井和副斜井附近布設三個相互通視的 GPS點，點號分別為 D1、D2和 D3。在風井附近也不設 3 個相互通視的 GPS點，點號分別為 D4、D5 和 D6。將所選的 6 個點與已知的 3 個國家點進行聯(lián)測。GPS 接收機采用南方 GP

4、S接收機進行觀測，儀器的標稱精度為5+5ppm，用 Solutions 軟件包進行基線解算。平面控制按 D 級 GPS網(wǎng)的要求進行施測，以 ZTY1和 YHW1作為起算點，布設 6 個近井點構成貫通測量平面控制網(wǎng)。用 4 臺 GPS接收機進行同步觀測，外業(yè)施測遵守建設部 1997 年發(fā)布的“全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程”。其主要技術要求為：(1) 基線邊長相對中誤差優(yōu)于(10mm) 2(10 ppm s)2 ；（式中 s為基線長，單位 Km ）(2)閉合環(huán)中最多包含 8 條邊；(3)有效觀測衛(wèi)星數(shù)4；(4)觀測衛(wèi)星總數(shù)4 ；(5)觀測衛(wèi)星截止高度角15 ；(6)數(shù)據(jù)采樣間隔 15 秒；(7)同

5、步圖形的觀測時間，對于基線長度小于3 公里的圖形不少于 30分鐘；基線長大于 3 公里的同步圖形不少于60 分鐘；(8) 同步環(huán)坐標分量閉合差和全長閉合差分別優(yōu)于6 ppm及 10 ppm ；(9) 復測基線長度較差優(yōu)于 2 2 ；(10) 異步環(huán)坐標分量閉合差和全長閉合差應優(yōu)于2 n 及 23n 。主副井及風井附近共布設 6 個 GPS未知點，加上原有3 個國家點，共 9 個 GPS點。設計采用4臺 GPS接收機進行施測，網(wǎng)圖采用邊連式，共設計觀測時段數(shù)5個。總基線數(shù) 30必要基線數(shù) 8獨立基線數(shù) 15多余基線數(shù) 15GPS數(shù)據(jù)處理：采用 GPS平差處理軟件先作基線解算和無約束平差， 得到各

6、點的 WGS-84坐標。再根據(jù)表 1 中的已知點平面坐標與高程作三維約束平差，獲得近井點的平面坐標?；€向量的改正數(shù)及基線邊相對誤差應小于規(guī)要求。方案一：平面控制網(wǎng)部分：聯(lián)系測量-鋼絲法一井定向在風井處采用一井定向的方法進行聯(lián)系測量。主、副斜井處可以直接用 7 秒導線直接將平面坐標導入到井下，而不必進行井下定向。在風井處采用一井定向，三角形法連接導入平面坐標，兩鋼絲之間距離為10.1734m，井深為 370m。投點采用兩次投點，兩次互查不應超過2cm。由于風井深度370m,深度較大，所以采用擺動投點的方法確定鋼絲的穩(wěn)定位置。風井進行獨立三次定向，最終取其均值作為方向值。方案一：平面控制網(wǎng)部分：

7、井下控制測量-7秒支導線法本次貫通測量的任務主要是主斜井與副斜井的貫通、主斜井與風井之間的貫通。針對本次貫通任務，貫通測量井下控制初步設計布設 24 個導線點，導線等級采用 7 秒導線。在井下控制測量部分共布設四條導線：第一條是從主斜井口開始，以首級 GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)為已知點，從井口一直延伸到第一個貫通點 M1，具體位置見附圖：三井井貫通平面圖。依次導線點分別是： 15-14-13-12-11-10-9（M1）。第二條是從副斜井口開始，以首級GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)為已知點，從井口一直延伸到第一個貫通點M1，具體位置見附圖：三井井貫通平面圖。依次導線點分別是：1-2-3-4-5-6-7-8-9（M1）。第三條

8、是從主斜井口開始，以首級GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)為已知點，從井口一直延伸到第一個貫通點M2，具體位置見附圖：三井井貫通平面圖。依次導線點分別是： 15-14-13-12-11-10-16-17-18（M2）。第四條是從風井口開始，以聯(lián)系測量成果數(shù)據(jù) T1、T2 為已知點，從井口一直延伸到第一個貫通點 M2，具體位置見附圖：三井井貫通平面圖。依次導線點分別是：35-34-33-32-31-30-29-28-27-26-25-24-23-22-21-20-19-18（M2）。導線點應選擇在穩(wěn)定的位置，盡可能加大導線長度邊。實際布點時可根據(jù)井下情況作適當調(diào)整，不穩(wěn)定地段可設置成臨時點，穩(wěn)定地段設置永久導線點，上

9、述調(diào)整不會影響導線測量精度和貫通誤差預計。井下控制采用全站儀導線形式，按煤礦測量規(guī)程中井下平面控制測量基本控制中的7級導線要求施測。全站儀測角精度為2 秒，測距精度為（5+5ppm）mm。采用 2級全站儀每次獨立觀測每測站兩個測回，邊長采用光電測距法，每邊往返觀測兩測回。為保證貫通測量的可靠度，提高井下控制導線的測量精度，井下控制導線須進行一次獨立復測，當兩次測量的成果符合精度要求時，取其平均值作為最終觀測成果，若兩次觀測的互差超過限差要求時，則應重新獨立觀測。根據(jù)煤礦測量規(guī)程確定井下導線測量的主要技術要求如表4。表 4井下控制導線的主要技術指標儀器等測回數(shù)（按導線邊長分）導線類別級觀測方法1

10、5m以下15m以上72級測回法32復測支導線復測支導線坐同一測回中兩測回一般邊長半測回互差間互差（m）全長相對閉標方位角閉合合差差（）20126100m1/600014在邊長測量中，測定氣壓讀至100Pa，氣溫讀至 1o C。每條邊長往返 2 測回。其限差為：一測回讀數(shù)較差不大于10mm，往返觀測同一邊長時，化算為水平距離（經(jīng)氣象和傾斜改正）后的互差，不得大于1/6000 。對于巷道中邊長小于30m 的導線點及不穩(wěn)定地段的臨時導線點，可采用“三架法”觀測，以減少對中誤差和提高觀測速度。用全站儀測定的邊長觀測值應加入溫度和氣壓改正，以保證觀測成果的精度。測區(qū)距高斯投影帶中央子午線較近，但測區(qū)平均

11、高程超過910 米，井上下高差超過200 米。按工程測量規(guī)要求，實測邊在經(jīng)過溫度和氣象改正后，還應根據(jù)測距邊的平均高程及平均橫坐標進行高程歸化改正及高斯投影改正，改正方法如下：（H my m2)DD 1 -H m )2R 2（R式中：D- 測距邊在高斯投影面上的長度；D- 測距邊實測長度；y m -測距邊兩端點橫坐標的平均值；R m -地球曲率半徑；H m -測距邊兩端點的高程平均值。為保證觀測成果的可靠性，有效地提高觀測精度，貫通控制導線復測工作獨立進行兩次，當兩次觀測的成果符合精度要求時，取其平均值作為最終觀測成果，若兩次觀測的互差超過限差要求時，則應重新獨立觀測，以保證成果的可靠性。方案

12、一：高程控制網(wǎng)部分：地面高程控制部分- 布設四等水準在地面部分，為了保證精度，采用四等水準進行往返觀測。將井口的 6 個 GPS點與咀頭源的四等三角高程控制點進行聯(lián)測, 形成閉合水準。地面四等閉合水準路線長度從圖上量得約為3km。四等水準測量技術要求如表3。表3四等水準測量技術要求等級儀器級別視線長度（m）前后視距差（m）四等DS31005黑紅面讀數(shù)黑紅面高差每公里高差中誤環(huán)路或附合線路差(mm)之差 (mm)差(mm)長度（ km）351015往返互差或閉合差（ mm）水準標尺觀測次數(shù)平地（ L：公里） 山地（ n：測站數(shù)）木質(zhì)雙面往返各一次20 L6 n方案一：高程控制網(wǎng)部分：導入高程-

13、鋼絲法采用鋼絲法導入高程，在定向投點工作結束后，在鋼絲上下做好標志，提升到地面后在進行丈量。導入高程獨立進行兩次進行，互差不得超過井深的 1/8000 。方案一：高程控制網(wǎng)部分：井下高程控制部分- 三角高程法井下高程控制測量采用三角高程法。斜井中三角高程測量同導線測量同時進行，每條導線邊兩端點往返測高差的互差不得大于 10mm + 0.3 lmm 。 主副斜井貫通測量時井下三角高程路線長度為523.5m。主斜井與風井貫通測量時三角高程路線長度為 664.32m。方案二 ：平面控制網(wǎng)部分：地面控制部分-D級 GPS網(wǎng)觀測方法具體方法同方案一中類似。方案二：平面控制網(wǎng)部分：聯(lián)系測量部分-采用陀螺法

14、一井定向在風井處采用陀螺經(jīng)緯儀進行一井定向。主、副斜井處可以直接用 30 秒導線直接將平面坐標導入到井下，而不必進行井下定向。采用7 秒級國產(chǎn)陀螺全站儀， 進行井下起始邊的方位定向。實際精度相當于15 秒級陀螺全站儀，所以在計算中按一次測定中誤差15 秒進行計算。陀螺定向一次測量陀螺方位角的中誤差為15。采用地面井口附近的GPS基線邊作為測定儀器常數(shù)的地面已知邊，其方位角誤差要求小于21。井下定向邊長度一般不小于50m，采用“地面 3 測回井下 2 測回地面3 測回”的作業(yè)模式，用陀螺全站儀進行方位角測量。陀螺定向獨立進行兩次，取其平均值作為定向邊的方位角結果，井下起始邊方位角均值中誤差為10

15、。方案二：平面控制網(wǎng)部分：井下控制測量-7秒支導線法具體方法同方案一中類似。方案二：高程控制網(wǎng)部分：在地面布設四等水準，在主副斜井處直接用四等水準導入高程，在風井處采用鋼絲法導入高程，在井下布設四等水準。具體方法同方案一中類似。三、貫通測量誤差預計測量誤差參數(shù)的確定地面測量誤差 ：由于已知國家點距礦區(qū)較遠，所以兩個方案在地面平面控制部分均采用 D 級 GPS網(wǎng)作為測區(qū)的首級控制網(wǎng)。因此在地面部分僅有 GPS機產(chǎn)生的測距誤差。根據(jù)本次所采用的 GPS接收機的校檢證書可知，其測距精度為 5+5*Dppm，而 D 級 GPS網(wǎng)的平均邊長約為 3 公里，所以測距精度約為 5mm。地面高程部分采用四等水

16、準觀測的方法，按照規(guī)程計算得到四等水準測量路線每公里高程中誤差為 7mm。聯(lián)系測量誤差 ：由于該煤礦為新礦山，缺乏足夠的實測資料，因此參考煤礦測量規(guī)程，根據(jù)我國二十多個礦務局提供的大量實測資料經(jīng)綜合分析后求得一下參數(shù)：采用鋼絲法進行一井定向時一次測量中誤差為35 秒。陀螺定向一次測量中誤差為15 秒。導入高程一次測量中誤差為 h/22000 ，在該項目中 h 為風井深度（370m），所以導入高程一次測量中誤差為 1.6mm。井下測量誤差：兩個方案在井下部分共涉及到了測角、測距和測高差三個剛面的誤差。井下采用全站儀導線法觀測， 平均邊長為 40m，全站儀測角精度為 2 秒，測距精度為 5.2mm

17、。根據(jù)煤礦測量規(guī)程，參考我國二十多個礦務局提供的大量實測資料經(jīng)綜合分析后求得利用測回法觀測兩測回測角中誤差為6 秒。根據(jù)煤礦測量規(guī)程，參考我國二十多個礦務局提供的大量實測資料經(jīng)綜合分析后求得井下水準測量每公里高差中誤差為15mm。根據(jù)煤礦測量規(guī)程，參考我國二十多個礦務局提供的大量實測資料經(jīng)綜合分析后求得井下三角高程測量每公里高差中誤差為32mm。針對方案一進行貫通誤差預計主斜井與副斜井貫通點M處在 x軸方向上的誤差預計Ry/MRx/MRy2/MRx2/M114.5854163.363713129.8138926687.6984885.8727135.51447374.12060518364.1

18、526157.1601107.66513267.27703211591.7737628.447479.8158809.25456686370.561930.546451.96720.298552962700.58987627.80724.1172773.229249581.639335853.842902899.05788033.842901145.341880000026.151921.8797683.9218736478.721272154.829949.7293006.3179342472.97344180.603377.57836496.8919716018.392631112.290

19、8105.427612609.2237611114.97884141.0025133.276919881.7050117762.73207169.7173161.126228803.9619225961.65233Ry2 /Rx2100880.4161130105.8666M X 0.009239089邊邊長 /m固定誤比例誤mlml2Cos2Cos2ml2差/a差/b1-240555.2027.0400.484740435 13.107381372-340555.2027.0400.484740435 13.107381373-440555.2027.0400.484740435 13.10

20、7381374-540555.2027.0400.484740435 13.107381375-640555.2027.0400.484740435 13.107381376-734.64555.1726.7620.484740435 12.972615157-820.00555.1026.0100.484740435 12.608098728-920.00555.1026.0100.484740435 12.608098729-1034.10555.1726.7340.484740435 12.9590171710-740555.2027.0400.484740435 13.10738137

21、11-1241555.2127.0920.484740435 13.1325999912-1342555.2127.1440.484740435 13.1578428513-1443555.2227.1960.484740435 13.1831099414-1544555.2227.2480.484740435 13.20840127ml2 cos213.50829641在地面部分采用D級 GPS網(wǎng)而引起貫通點M1在 x軸方向上產(chǎn)生的誤差為：Mx gpsMS12C os12a2( bS106)2Cos12100( 100 .142106 ) 2Cos5710 57 .15 .852mm在井下采

22、用導線引起的測角誤差為：m20.0092mM X Ry在井下采用導線引起的測距誤差為：Mml2 cos2 13.508mxL由于導線測量引起貫通點M1在 x 軸方向上產(chǎn)生的誤差為：22M xK 平M xLM X 13.508mm所以主斜井與副斜井在貫通點M1處在 x軸方向上產(chǎn)生的綜合預計誤差為：M 總M xgps2M x K 平214.721mm若各項測量獨立施測兩次， 并取二倍中誤差作為預計誤差則M1點在 x軸方向上產(chǎn)生的綜合預計誤差為：M x預2M 總20.819mm2主斜井與副斜井貫通點M處在軸方向上的誤差預計地面四等水準貫通點M處在軸方向上的誤差為：M H上mhlL73mm12.124

23、mm井下三角高程測量引起貫通點M處在軸方向上的誤差為：M H下mhlL320.5235mm23.153mm貫通點 M處在軸方向上的預計誤差為：MHKMH上22M H下26.135mm若高程測量每次獨立進行兩次，并取二倍中誤差作為預計誤差則M1點在軸方向上產(chǎn)生的綜合預計誤差為：M H預2M HK36.961mm2主斜井與風井貫通點M2處在 x軸方向上的誤差預計Ry/MRx/MRy2/MRx2/MRy/M15336.75240113402.1789014296.7524088061.98691013256.7524065921.79491012216.7524046981.60291011176.

24、7524031241.41091010136.7524018701.2189101696.752409361.02690601756.752403220.83490601816.75240280.64290580M200001940016000208006400021120014400022160025600023200040000024240057600025280078400026320010240002736001296000284000160000029440019360003048002304000315200270400032554.92760307944.6412033566.9

25、289.4972321407.357290.1968078434566.92827.9951321407.3572783.72562435578.92839.9951335157.62921599.608024Ry2 / Rx22973489.6832473.530456M X 0.050160162邊邊長 /m固定誤差比例誤差mlml2Cos 2Cos2ml2/a/b15-1440555.2027.0400014-1340555.2027.0400012-1340555.2027.0400012-1140555.2027.0400011-1040555.2027.0400010-164055

26、5.2027.0400016-1740555.2027.0400017-1840555.2027.0400018-M216.80555.0825.84700M2-1940555.2027.0400019-2040555.2027.0400020-2140555.2027.0400021-2240555.2027.0400022-2340555.2027.0400023-2440555.2027.0400024-2540555.2027.0400025-2640555.2027.0400026-2740555.2027.0400027-2840555.2027.0400028-2940555.2

27、027.0400029-3040555.2027.0400030-3140555.2027.0400031-3240555.2027.0400032-3316.8032555.0825.8470.620616.043233-3418.4979555.0925.933125.933434-3516.9706555.0825.8560.707118.2827ml2 cos2 7.7626在地面部分采用 D級 GPS網(wǎng)而引起貫通點M2在 x軸方向上產(chǎn)生的誤差為：MM S Cos 12xgps12a 2(bS10 6)2Cos12100(101.06410 6)2Cos 89 21130.113mm在

28、井下采用導線引起的測角誤差為：m250.16mmM X Ry在井下采用導線引起的測距誤差為：22M xLml cos 7.7626mm由于導線測量引起貫通點M1在 x軸方向上產(chǎn)生的誤差為：M xKM xL 2M X 250.757mm定向測量引起 M2點在 x軸方向上產(chǎn)生的誤差為：M x0m 0R y03586.5950 14 .694 mm206265各項測量產(chǎn)生的綜合誤差使得M2點在 x軸方向上產(chǎn)生的綜合預計誤差為：M 總M xgps222M x KM x052.841mm若各項測量獨立施測兩次， 并取二倍中誤差作為預計誤差則M2點在 x軸方向上產(chǎn)生的綜合預計誤差為：M x預2M 總74.

29、729mm2主斜井與風井貫通點M2處在軸方向上的誤差預計地面四等水準引起貫通點M2處在軸方向上的誤差為：M H上mhlL73mm12.124mm導入高程引起貫通點M2處在軸方向上的誤差為：M H 01h2216.352mm8000井下三角高程測量引起貫通點M2處在軸方向上的誤差為：M H下mhlL320.6643mm26.081mm各項測量引起的綜合高程誤差為：M H總22M H 下2M H上M H 033.085mm若各項測量獨立施測兩次， 并取二倍中誤差作為預計誤差則M2點在軸方向上產(chǎn)生的綜合預計誤差為：M y預2M 總46.789mm2針對方案二進行貫通誤差預計主斜井與副斜井貫通點M處在

30、 x軸方向上的誤差預計主斜井與副斜井貫通測量方案在平面控制部分相同，主斜井與副斜井貫通點 M處在 x軸方向上的誤差預計詳見方案一。主斜井與副斜井貫通點M處在 y軸方向上的誤差預計地面四等水準貫通點M處在軸方向上的誤差為：M H上mhlL73mm12.124mm井下四等水準測量引起貫通點M處在軸方向上的誤差為：M H下mhlL150.5235mm10.852mm貫通點 M處在軸方向上的預計誤差為：MHKMH上22M H下16.272mm若高程測量每次獨立進行兩次，并取二倍中誤差作為預計誤差則M1點在軸方向上產(chǎn)生的綜合預計誤差為：M H預2MHK23.012mm2主斜井與風井貫通點M2處在 x軸方

31、向上的誤差預計在地面部分采用 D級 GPS網(wǎng)而引起貫通點M2在 x軸方向上產(chǎn)生的誤差為：M M S Cos 12xgps12a 2(bS10 6)2Cos12100(101.06410 6)2Cos 89 21130.113mm在井下采用導線引起的測角誤差為：m250.16mmM X Ry在井下采用導線引起的測距誤差為：22M xLml cos 7.7626mm由于導線測量引起貫通點M1在 x軸方向上產(chǎn)生的誤差為：22M xKM xL M X 50.757mm定向測量引起 M2點在 x軸方向上產(chǎn)生的誤差為：M x0m 0 Ry 01586.5950 6.297 mm206265各項測量產(chǎn)生的綜合誤差使得M2點在 x軸方向上產(chǎn)生的綜合預計誤差為：M 總 M xgps2M xK2M x0251.146mm若各項測量獨立施測兩次， 并取二倍中誤差作為預計誤差則M2點在 x軸方向上產(chǎn)生的綜合預計誤差為：M x預2M 總72.332mm2主斜井與風井貫通點M2處在