井下測(cè)量控制網(wǎng)改造專業(yè)技術(shù)方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

1、井下測(cè)量控制網(wǎng)改造方案設(shè)計(jì)與實(shí)施【摘要】：隨著科技的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，井下的測(cè)量已由原 來(lái)的人工測(cè)量到現(xiàn)在的控制網(wǎng)測(cè)量。 但是， 事有利弊， 它也存在 著很多問(wèn)題，需要不斷地改造與設(shè)計(jì)?！娟P(guān)鍵詞】：井下測(cè)量；控制網(wǎng)；改造方案；設(shè)計(jì)；實(shí)施【 abstract 】 : with the progress of science and technology, thedevelopment of the society, the measurement by the original artificialhas to measure of control network now measurement

2、. but things haveadvantages and disadvantages, it also has very many problems, weneed to constantly to reform and design.【 key words 】: underground measurement 。control nets 。reformplan 。 design 。 implementation中圖分類號(hào)： s611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：正文：為什么要進(jìn)行控制網(wǎng)的改造。由于控制網(wǎng)的日趨發(fā)展， 各式各樣的控制網(wǎng)相繼出現(xiàn)，因而出現(xiàn)了許多不好，不稱職的控 制網(wǎng)，也因此

3、造成了井下控制網(wǎng)的不便。所以，為了更好地進(jìn)行 井下測(cè)量，我們需要進(jìn)行改造。其中，有許多問(wèn)題出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí) 中，比如說(shuō)控制點(diǎn)有丟失的現(xiàn)象。由于礦的時(shí)間久遠(yuǎn) , 井下許多 點(diǎn)位置移動(dòng) , 部分控制點(diǎn)丟失。觀測(cè)的太分散。比如成莊礦井巷工 程由川煤九處和中煤三十一處共同施工 , 投產(chǎn)后移交我礦 , 井下控 制資料由川煤九處、中煤三十一處及我礦三部分組成。井下測(cè)點(diǎn)的保護(hù)措施不夠井下的測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)可以分為平面控制點(diǎn) 高程控制 點(diǎn)以及方向指示點(diǎn)，測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的用途不同，要求的保存時(shí)間也 不相同所選的網(wǎng)精度不夠高。由于現(xiàn)存的條件不足，受當(dāng)時(shí)井下 條件制約,大多為支導(dǎo)線 , 缺少大的、有效的閉合環(huán) , 而且所選的 網(wǎng)精

4、度不夠高。所以產(chǎn)生了許多不好的現(xiàn)象。陀螺邊部分稀少 , 如果只靠一條有效地陀螺邊，根本不行。由于平差的精度不夠， 造成較大誤差。對(duì)于雜亂的控制網(wǎng) ,通過(guò)對(duì)各家的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)測(cè) 角的誤差很大，及時(shí)最弱的誤差也滿足不了需求，由于各種原因 的產(chǎn)生，這種現(xiàn)象給往后的測(cè)量工作造成了很大的不便，所以， 為了更好地測(cè)量與精度的測(cè)量，必須對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行改造與設(shè)計(jì)。如何進(jìn)行控制網(wǎng)的改造與設(shè)計(jì)呢。（ 1）零階段的設(shè)計(jì)。零階段 設(shè)計(jì)是關(guān)于網(wǎng)的基準(zhǔn)選擇問(wèn)題，即平差時(shí)起算數(shù)據(jù)的選用問(wèn)題。為平差提供的基準(zhǔn)，可以用未知參數(shù)之間的 d 的條件方程式來(lái)表 示。設(shè)計(jì)思路采用的是靠 sv300 測(cè)量控制網(wǎng)平差軟件對(duì)控制網(wǎng)的 測(cè)量與實(shí)施

5、 , 并對(duì)控制網(wǎng)的布點(diǎn)方案和施測(cè)精度進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣 的設(shè)計(jì)可以很好很精確的為下一步做好準(zhǔn)備。（ 2）對(duì)測(cè)站數(shù)的減 少的措施由于測(cè)站點(diǎn)的減少，造成了很多不便，全站儀測(cè)站的布置是可 以靈活選取的，所以在全站儀可安置在兩點(diǎn)間的任意點(diǎn)，在地形 起伏較大的復(fù)雜地區(qū)，可快速進(jìn)行高程測(cè)量及傳遞，減少了測(cè)站 數(shù) 在實(shí)際測(cè)量中，棱鏡高可根據(jù)實(shí)際情況改變，只要記錄下相對(duì) 于初值增大或減小的數(shù)值，就可在測(cè)量的基礎(chǔ)上計(jì)算出待測(cè)點(diǎn)的 實(shí)際高程 實(shí)踐 表明，這些方法既加快了測(cè)量速度，又可保證足 夠的精度，在各行業(yè)的高程測(cè)量中具有較強(qiáng)的實(shí)用性，具有一定 的應(yīng)用價(jià)值。對(duì)精度的評(píng)估，我們這次采用本次內(nèi)業(yè)平差 （ 外業(yè) 數(shù)據(jù)處理

6、）使用 topadj 控制網(wǎng)平差軟件，采用純迭代法對(duì)外業(yè)數(shù) 據(jù)進(jìn)行了嚴(yán)密平差 , 平差起算數(shù)據(jù)。平差主要結(jié)果如下 : 最大點(diǎn)位 誤差二0.060826m 最大點(diǎn)位誤差二0.013764m 總邊長(zhǎng)二112213m最 弱邊相對(duì)比例誤差 = 1/22408 平差后測(cè)角中誤差 = 6.3 。（ 3）井下 測(cè)點(diǎn)的保護(hù)井下測(cè)點(diǎn)的保護(hù)措施井下的測(cè)量標(biāo)志點(diǎn) 分為平面控制點(diǎn) 高程 控制點(diǎn)以及方向指示點(diǎn)， 測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的用途不同， 要求的保存時(shí) 間也不相同。設(shè)計(jì)觀測(cè)次數(shù)及精度估測(cè)參數(shù)也不盡相同一般閉合 環(huán)的角度距離觀測(cè)值為 4 類,測(cè)角精度可自己設(shè)置。 復(fù)測(cè)支導(dǎo)線 的角度距離觀測(cè)值可通過(guò)計(jì)算與查表來(lái)進(jìn)行測(cè)量與設(shè)計(jì)。

7、并且使 用 sv300 軟件將所有已知導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)輸入數(shù)據(jù)庫(kù) , 再輸入導(dǎo)線連 測(cè)路徑 , 微機(jī)自動(dòng)反算出各邊長(zhǎng)和各觀測(cè) 角 值, 并在大于 200m 的兩點(diǎn)間均勻添加控制點(diǎn)，保證邊長(zhǎng)大致在 150m 左右。最后讓微 機(jī)自動(dòng)進(jìn)行精度估算。實(shí)踐中，我們可以從估算結(jié)果可以看出 ,47 點(diǎn)離已知控制點(diǎn)距離最長(zhǎng) , 其點(diǎn)位誤差也最大為 0.36m, 由誤差 原理做出的圖形我們可以看出，誤差較大的那邊需要重新的設(shè) 計(jì)，否則將會(huì)對(duì)將來(lái)的設(shè)計(jì)與測(cè)量造成更大的不便。因此，我們 需要重新的設(shè)計(jì)與改造。根據(jù)精度的不同，最大點(diǎn)的誤差與弱點(diǎn) 的誤差相差不是很大，原因可能就是精度的不夠造成的，優(yōu)化所用的質(zhì)量準(zhǔn)則就是指控制

8、網(wǎng)達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)才算最優(yōu)設(shè)計(jì)該網(wǎng)為地 形測(cè)圖和施工測(cè)量需要布設(shè)的控制網(wǎng) , 要求平差后各點(diǎn)的點(diǎn)位精度 達(dá)到測(cè)量規(guī)程要求 ,網(wǎng)的整體精度要高 ,點(diǎn)位精度要均勻 .因此, 以 網(wǎng)的整體精度達(dá)到最優(yōu)作精度指標(biāo) . 選用 a 標(biāo)準(zhǔn) , 即以網(wǎng)中各點(diǎn)坐 標(biāo)方差陣的跡最小為最優(yōu) ,估算結(jié)果如下 : 最大點(diǎn)位誤差變小，最 弱邊長(zhǎng)比例誤差 （邊33& 34）= 1/ 1200 從上面結(jié)果可知 :最弱位誤 差減為,提高了精度 ,但最弱邊比例誤差仍很小 , 且都是邊 ,主要原 因是因該邊僅 6m 多（短邊在測(cè)量中，測(cè)角精度受對(duì)中和瞄準(zhǔn)兩大 誤差的影響極大 ） , 所以我們采取了去掉由不符合的條件 , 而將

9、該導(dǎo)線作為一條復(fù)測(cè)支導(dǎo)線 , 同時(shí)提高短邊觀測(cè)精度 , 將邊長(zhǎng)在 40m 內(nèi)的短邊觀測(cè)值由 4 類改為 0 類。得出如下主要估算結(jié)果：最 弱邊長(zhǎng)比例誤差減小。顯然 , 誤差減小，但是精度的提高有補(bǔ)充 了所造成的缺陷。對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)做出了很好的保護(hù)。（ 4）優(yōu)化所用 的質(zhì)量準(zhǔn)則。通過(guò)不斷的優(yōu)化，我們可以得出很好的結(jié)果，優(yōu)化 前后分別為 11.7129 和 11.4645，網(wǎng)的整體精度值提高很小，并 且，我們所采用的優(yōu)化所用的質(zhì)量準(zhǔn)則就是指控制網(wǎng)達(dá)到什么標(biāo) 準(zhǔn)才算最優(yōu)設(shè)計(jì) . 該網(wǎng)是為地形測(cè)圖和施工測(cè)量需要布設(shè)的控制網(wǎng) 要求平差后各點(diǎn)的點(diǎn)位精度達(dá)到測(cè)量規(guī)程要求 , 網(wǎng)的整體精度要高 點(diǎn)位精度要均勻 .

10、 因此, 以網(wǎng)的整體精度達(dá)到最優(yōu)作為精度指標(biāo) .選 用 a 標(biāo)準(zhǔn) , 即以網(wǎng)中各點(diǎn)坐標(biāo)方差陣的跡最小為最。經(jīng)過(guò)第一階段 的設(shè)計(jì)，網(wǎng)的整體精度提高的并不顯著，原因是該網(wǎng)的點(diǎn)位優(yōu)選 余地小而且其中能作優(yōu)化的控制點(diǎn) 4,5,6 在測(cè)區(qū)內(nèi)只控制了很小 部分。參考優(yōu)化設(shè)計(jì)方案 , 繪制井下控制網(wǎng)的施測(cè)網(wǎng)形圖 , 該施測(cè) 網(wǎng)形圖由一條復(fù)測(cè)支導(dǎo)線、三個(gè)閉合導(dǎo)線和一條附合導(dǎo)線組成。現(xiàn)在對(duì)其具體附合導(dǎo)線是由地面兩已知點(diǎn)到井下構(gòu)成方位角符合 條件 , 到井下點(diǎn)構(gòu)成縱橫坐標(biāo)條件 , 途經(jīng)副斜井，主運(yùn)輸大巷， 三號(hào)聯(lián)絡(luò)巷，北冀大巷，矸井聯(lián)絡(luò)巷 , 連接的方式也與以前大不 相同，由于我們所采用的質(zhì)量準(zhǔn)則是控制網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)

11、計(jì)的，為地形測(cè)圖和施工測(cè)量需要布設(shè)的控制網(wǎng)，所以呢，對(duì)于現(xiàn)實(shí)的情況 來(lái)說(shuō)，并不能滿足要求，這就需要新的連接方式，新的質(zhì)量準(zhǔn) 則。（ 5）數(shù)據(jù)的選擇。在此次改造中，我們所采用的數(shù)據(jù)大多為 以前用過(guò)的數(shù)據(jù)，即原始數(shù)據(jù)，為什么用原始數(shù)據(jù)呢，原始數(shù)據(jù) 可以正確的反應(yīng)出真實(shí)的水平與結(jié)構(gòu)，此次改造采用的平面控制 數(shù)據(jù)為局地測(cè)隊(duì)在原網(wǎng)加密后，所得結(jié)果中的兩點(diǎn)的坐標(biāo)的方位 角, 采用北京 54 坐標(biāo)系統(tǒng)。 高程控制數(shù)據(jù)為局地測(cè)隊(duì)在原有網(wǎng) 基礎(chǔ)上測(cè)兩點(diǎn)的直接水準(zhǔn)成果來(lái)進(jìn)行約束平差所得的結(jié)果 , 采用 1950 年黃海高程系統(tǒng)。所采用的復(fù)測(cè)支導(dǎo)線。復(fù)測(cè)支導(dǎo)線由南冀 各大巷組成 , 點(diǎn)序?yàn)?s001，s002，s0

12、03，s004 ，s005，s006。 s003， s007 ，s008，s009， s010 ， s011 ，s012，s013，s012， S014。這次數(shù)據(jù)的選擇，主要是為了更好，更精確的做到精度的 測(cè)量，采用的起始數(shù)據(jù)也都是精選的不加裝飾的原始數(shù)據(jù)，一切 為了更好地做出正確精度的改造。結(jié)語(yǔ)：在井下測(cè)量控制網(wǎng)改造中 ,應(yīng)用控制網(wǎng)優(yōu)化理論 ,從 4 個(gè) 方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)通過(guò)實(shí)例計(jì)算得出控制網(wǎng)最佳圖形和最佳的觀 測(cè)及平差方案 , 對(duì)控制網(wǎng)布設(shè)、觀測(cè)和平差計(jì)算有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。 各階段優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算是一個(gè)十分復(fù)雜的疊代或循環(huán)的運(yùn)算過(guò)程 , 只 能應(yīng)用微機(jī)編程計(jì)算才能快速準(zhǔn)確地獲得優(yōu)化計(jì)算結(jié)果 . 對(duì)控制網(wǎng) 測(cè)量方案的選擇和優(yōu)化效果用定量指標(biāo)衡量 , 使復(fù)雜的問(wèn)題得到量 化,并可將理論研究用于生產(chǎn)實(shí)踐 , 使之在生產(chǎn)中得到應(yīng)用和推 廣。此次井下控制網(wǎng)成功改造 , 使井下形成了一套完整的測(cè)量控制 系統(tǒng),它對(duì)我礦的建設(shè)和發(fā)展將發(fā)揮重要的作用 ,主要表現(xiàn)在 :為我 礦大型貫通提供了高精度原始數(shù)據(jù) , 避免了 穿袖%的可能。為我礦 大型采面（2000m 以上）的平行度控制提供了統(tǒng)一資料。緩解了我礦 隊(duì)伍集中、掘進(jìn)相互影響的狀況 , 可由不同的盤區(qū)同時(shí)掘進(jìn)同一 順槽或同一采面的兩順槽。為日常測(cè)量工作、盤區(qū)延伸 , 提供了可 靠的數(shù)據(jù)。為長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)