煤礦測量技術報告

Xxx煤業(yè)有限公司新建礦井地面及井下控制測量項目技術報告Xxxx測繪技術有限公司2015年3月目錄24674目錄25370一、文字敘述4243931概述4276511.1項目來源4222891.2任務內容及完成情況496411.2.1此項目的主要內容4751.2.2任務完成情況5317642作業(yè)區(qū)自然地理與已有資料情況522692.1自然地理和交通情況5144732.2已有資料收集及分析利用5256313引用文件6152324主要技術指標6187234.1采用的坐標系統(tǒng)6159564.1.1平面坐標系統(tǒng)6143724.1.2高程系統(tǒng)6254644.1.3測量成果精度要求6267235投入人員及儀器設備744426地面E級GPS近井點控制測量7189456.1GPS控制網(wǎng)外業(yè)觀測7136576.2E級GPS測量精度指標8254956.3GPS數(shù)據(jù)質量檢核9142066.4GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)平差9208876.4.1GPS網(wǎng)無約束平差976196.4.2GPS網(wǎng)約束平差及精度914096.5近井點三角高程測量1059416.5.1三角高程測量方法及要求1074906.5.2三角高程測量平差計算及精度10224787.礦井聯(lián)系測量1019237.1地面連接導線10189557.2坐標投點11323637.3高程導入11231847.4井下初始邊陀螺定向測量12211907.4.1陀螺定向測量方案1268827.4.2陀螺定向測量實施12277177.4.3方位角計算1218368井下基礎控制導線測量1393988.1井下導線測量13284268.2井下高程測量1377238.3導線貫通測量精度14168009質量檢查與驗收142947810本期測量提交成果15二、附件1控制點成果表2測繪資質復印件Xxxx煤業(yè)有限公司新建礦井地面及井下控制測量項目技術報告一、文字敘述1概述1.1項目來源xxxx煤業(yè)有限公司，是以xxxxxx煤業(yè)有限公司作為主體企業(yè)對xxxxxxxx等6座煤礦進行了兼并重組整合，批準開采3#、15#煤層，井田面積12.0062km2

，礦井能力1200kt/a。為了盡早達到設計年產量，保證新建重組礦井順利進行建設生產，保證新建主斜井、副平硐與回風立井順利貫通，xxxxx煤業(yè)有限公司委托xxxxx測繪技術有限公司承擔莊子河煤礦礦井地面及井下控制測量項目。1.2任務內容及完成情況1.2.1此項目的主要內容1、地面GPS控制網(wǎng)建立：主、副井工業(yè)廣場新埋設3座GPS近井點，新建回風井周圍視野開闊的地方埋設2座GPS近井點，以供礦井測量施工利用，為保證本期測量成果與礦區(qū)原有測量資料一致，新埋設近井點應與礦區(qū)的測量控制點（至少2個點）進行聯(lián)測，構成E級GPS控制網(wǎng)。2、地面高程控制：控制點間需進行四等三角高程聯(lián)測。3、回風立井聯(lián)系測量：為了井下巷道能準確貫通，要對回風立井進行定向聯(lián)系測量，包括地面坐標和高程導入，以及井下陀螺定向測量。4、井下導線測量：通過主、副斜井對煤礦井下施測首級控制，導線等級為7″，建立井下基本控制系統(tǒng)。巷道包括主斜井、主運輸大巷及井底車場、副平硐及輔助運輸大巷、回風大巷等。5、貫通精度要求：確?；仫L大巷、主運輸大巷、輔助運輸大巷順利貫通，依據(jù)煤礦測量規(guī)程，保證貫通精度為水平方向誤差在±0.3米內，豎直方向誤差在±0.2米內；1.2.2任務完成情況地面GPS控制網(wǎng)建立：新埋GPS近井點6座，共測量主、副井工業(yè)廣場及回風立井周圍控制點9座。在主、副井近井點和西風井控制點間施測控制點間進行三角高程聯(lián)測，導線長8.2公里。井下聯(lián)系測量及井下基本控制系統(tǒng)：在回風立井進行定向聯(lián)系測量，在西風進行鋼絲坐標投點和量高程導入，并用陀螺全站儀精確測定井下導線起始邊坐標方位角，并主斜井和副平硐、回風大巷建立里7″基本導線控制系統(tǒng)。主斜井及膠帶運輸大巷施測一級導線累計長度3494米（往返觀測），副平硐及輔助運輸巷施測一級導線累計長度2882米（往返觀測），回風大巷施測一級導線累計長度3190米（往返觀測）。5、巷道貫通：目前主斜井、副平硐、西風井已經(jīng)實現(xiàn)順利貫通，貫通精度優(yōu)于規(guī)范及設計貫通誤差要求。2作業(yè)區(qū)自然地理與已有資料情況2.1自然地理和交通情況xxxx有限公司井田位于xxxxxx一帶，行政區(qū)劃隸屬于長治縣西火鎮(zhèn)管轄。地理坐標為：東經(jīng)：113°07′29″～113°11′36″北緯：35°52′18″～35°55′18″氣候屬寒溫半干燥區(qū)，年均氣溫9℃，一月零下6.2℃，七月22.9℃，年降雨量411毫米，霜凍期十月上旬至次年四月中旬，無霜期160天。四季分明，日照充足，晝夜溫差較小。縣境內地表水年徑流量8693萬立方米，河流由東南向西北注入濁漳河，屬海河流域。地下水資源較為豐富，儲采量5950萬立方米。土地肥沃，自然資源極為豐富，素有“煤海鐵府麻鄉(xiāng)”之美譽。2.2已有資料收集及分析利用通過資料收集，測區(qū)附近有xxx省煤炭地質114隊2011年1月施測的“橫河”（C級點）、“梁家莊”（D級點），點位和標志保存完好，其成果為1980年西安坐標系，3度帶投影，1985國家高程基準。另外，在莊子河煤礦周邊有地質勘查E級控制點2個：J001和J005，起算于上述C、D級GPS控制點，平面成果屬1980西安坐標系，高程成果屬1985國家高程基準。本次E級GPS控制網(wǎng)測量采用上述C、D級GPS點作為起算依據(jù)，聯(lián)測J001和J005作為精度檢核。3引用文件（1）《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》GB/T18314—2009（2）《國家三、四等水準測量規(guī)范》GB/T12898—2009（3）《煤礦測量規(guī)程》中華人民共和國能源部，1989.01（4）《工程測量規(guī)范》GB50026-20074主要技術指標4.1采用的坐標系統(tǒng)4.1.1平面坐標系統(tǒng)本期測量提供1980西安坐標系，6°帶高斯正形投影，中央子午線采用111°。4.1.2高程系統(tǒng)高程系統(tǒng)采用1985國家高程基準成果。4.1.3測量成果精度要求a．地面控制系統(tǒng)：GPS級別相鄰基線分量中誤差水平分量（mm）垂直分量（mm）E2040b．三角高程測量：等級對向觀測高差較差（mm）附合或環(huán)線閉合差(mm)）四等±100S±50c.井下基本控制測量：測角中誤差（″）方位閉合差（″）導線全長相對閉合差閉（附）合導線復測支導線±7±201/80001/60005投入人員及儀器設備為保證本期地面測量成果的精度和進度，我公司投入的技術人員和設備見下表：序號人員設備名稱數(shù)量產地用途1南方靈銳雙頻GPS衛(wèi)星定位接收機5臺廣州地面E級GPS控制測量2拓普康GTS-332全站儀（2秒）1臺日本地面控制點檢查，三角高程測量3聯(lián)想筆記本電腦2臺中國資料計算處理4五菱面包車1輛國產生產、交通5投入測量技術人員5人，其中工程師1人。6地面E級GPS近井點控制測量6.1GPS控制網(wǎng)外業(yè)觀測1．近井點布設此次近井點新埋設點6座，利用原有礦區(qū)控制點3座，由礦區(qū)施工測量技術人員配合協(xié)作，為了避免對GPS信號產生多路徑差的影響，點位四周都比較開闊，視野開闊，通視良好。a.由于礦井正在建設，為了控制點能長久保存，便于利用，在礦區(qū)附近的山丘上，且有人行小路容易到達的地方上，采用混凝土現(xiàn)場澆灌方式制作，標石中間使用不銹鋼標志，標志中心刻有精細、清晰的十字絲。b.新埋設的近井控制點按GE01、GE02…流水編號。2．E級GPS觀測實施測量外業(yè)使用5臺套南方靈銳雙頻GPS接收機進行作業(yè)，儀器標稱精度3mm+1ppm，且均在檢定有效期內。儀器高精確測量，對中誤差不大于2mm，天線量高量測三個方向，測前測后各量一次，取位至0.001米。作業(yè)時間采用世界協(xié)調時（UTC），外業(yè)數(shù)據(jù)采集指標按下表執(zhí)行。E級GPS測量基本技術規(guī)定項目指標衛(wèi)星高度角（°）≥15同時觀測有效觀測衛(wèi)星總數(shù)（顆）≥4時段中任一衛(wèi)星有效觀測時間（min）≥15觀測時段數(shù)≥1.6時段長度（min）≥40數(shù)據(jù)采集間隔（″）5～15強度因子（PDOP）≤6數(shù)據(jù)接收方式雙頻外業(yè)觀測時，根據(jù)設計GPS網(wǎng)圖，GPS網(wǎng)外業(yè)采用邊連接方式，對地面E級GPS近井點進行觀測。測前對光學對點器進行校正，對中誤差不大于2mm，天線量高量測三個方向，測前測后各量一次，取位至0.001米。在礦區(qū)作業(yè)期間，一直處于正常工作的健康衛(wèi)星有24顆，沒發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星軌道調整變動情況，每天24小時內在測區(qū)最少能接收6顆，最多時能接收11顆衛(wèi)星的信號，點位幾何圖形強度因子（PDOP）在各個觀測時段中都很好，滿足外業(yè)觀測技術要求。6.2E級GPS測量精度指標E級GPS控制點的平面和高程測量精度要求見下表GPS級別相鄰基線分量中誤差平差后點位中誤差（mm）高程中誤差（mm）GPS高程擬合中誤差（mm）水平分量（mm）垂直分量（mm）E2040±45±40±606.3GPS數(shù)據(jù)質量檢核為了評估外業(yè)觀測成果質量，保證外業(yè)成果達到相應精度，外業(yè)觀測后及時對當天采集的數(shù)據(jù)進行處理和檢核。數(shù)據(jù)處理采用南方GPS數(shù)據(jù)處理軟件包Gpsadj4.5。根據(jù)計算機處理輸出的基線質量摘要，對基線方差比（Ratio），中誤差（Rms）、重復極限、環(huán)閉合差等進行檢核。整個GPS網(wǎng)中共檢驗同步環(huán)30個，坐標分量絕對值最大為：△x=2mm，△y=8mm，△z=3mm。檢驗異步環(huán)24個，坐標分量絕對值最大為：△x=3mm，△y=8mm，△z=9mm，各個檢核項精度良好，達到并優(yōu)于規(guī)范要求。6.4GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)平差6.4.1GPS網(wǎng)無約束平差在GPS數(shù)據(jù)質量檢核符合要求后，以三維基線向量及其相應方差—協(xié)方差陣作為觀測信息，以一個點在WGS84坐標系中的三維坐標作為起算依據(jù)，進行無約束平差。無約束平差后三維自由網(wǎng)平差單位權中誤差:0.017m，滿足規(guī)范要求。各項精度見下表：表5-3坐標系Max/Min基線改正數(shù)絕對值（mm）基線邊長相對誤差⊿X⊿Y⊿ZWGS-84最大0.81.61.21/5萬最小0.60.90.71/35萬上面數(shù)據(jù)表明，本次測量整個GPS網(wǎng)內符合精度良好。6.4.2GPS網(wǎng)約束平差及精度利用無約束平差后的觀測量，在西安80坐標系中進行三維約束平差。平面二維平差后單位權中誤差0.0003m，基線最大相對中誤差：1/9萬，最大點位中誤差為1.0mm。高程計算采用J001和GE05兩個點的三角高程作為起算點，進行GPS擬合，推算各個近井點GPS高程，平差后高程中誤差為±0.8mm。本期GPS控制測量精度高于《GPS測量規(guī)范》要求。6.5近井點三角高程測量6.5.1三角高程測量方法及要求由于礦區(qū)為高山丘陵地形，施測四等水準極為不便，故采用三角高程測量方法來測定近井點高程?？刂泣c高程和起算點高程布設成三角高程閉合導線形式，采用J001的高程作為整個三角高程閉合導線的起點高程。三角高程測量采用對向觀測，外業(yè)技術要求按下表進行。儀器級別測回數(shù)指標差互差（″）對向觀測高差較差（mm）附合或環(huán)線閉合差(mm)中絲法DJ2215±100S±506.5.2三角高程測量平差計算及精度本次礦井地面三角高程從控制點J001開始，從東往西，從南往北依次架站觀測。最后觀測至控制點J001點，三角高程導線閉合差為1.2cm。導線精度均滿足并高于規(guī)范要求。7.礦井聯(lián)系測量7.1地面連接導線回風立井工業(yè)廣場的三個E級GPS近井點“GE04”、“GE05”、“GE06”之間相互通視，但由于井口四周圍墻、設備的阻擋，均不能直接與鋼絲投點位置通視，故在井口附近設置連接導線點“L1”。將全站儀架設在“GE05”點上，以“GE06”點為定向方向，“GE04”為檢查方向，觀測連接導線點“L1”，再從“L1”測至“鋼絲”。按5″導線精度施測，水平角觀測兩個測回，四次測距，計算得到“鋼絲”平面坐標，同時從“L1”上觀測計算得到“鋼絲”點的三角高程。GE05GE06dL1回風立井井口懸掛鋼絲點7.2坐標投點本次回風立井平面坐標導入采用直徑φ1mm的高強度的碳素彈簧鋼絲作為投點用鋼絲，懸掛60kg的重跎，將垂球置于盛滿水的大水桶中，投點時將手搖絞車直接固定在井筒外固定物體上，投點設備及安裝見右圖所示。井口通過滑輪和定點板下放鋼絲并下檢驗圈以檢查確定鋼絲與井壁，井筒設備之間有無接觸阻礙。井下鋼絲懸掛50kg的重砣，重砣放到盛有水和鋸末作為穩(wěn)定液的水桶中，待鋼絲基本穩(wěn)定后井上下同時進行角度和距離測量。井下測量時，將全站儀架設在井下基點“F1”上，測量“F1”至鋼絲的距離及“鋼絲”和基點“F2”角度，距離測量三次，角度觀測兩個測回。7.3高程導入回風立井深約65米，采用全站儀激光測距進行高程導入測量。首先在井底架設全站儀，整平后將全站儀豎角調至零度，打開全站儀的激光。此時井上人員開始尋找激光投射到井口的位置，找到位置后將三棱鏡鏡頭向下伸直激光束上，并固定了三棱鏡，使三棱鏡底部保持水平，通知井下儀器操作人員測距。井上人員在三棱鏡和近井點“L1”中間架設水準儀，在“L1”上立水準尺，測出三棱鏡底部和“L1”的高差。井下儀器操作者向上測得儀器與三棱鏡的高差，為確保數(shù)據(jù)可用并符合精度要求，本次共重復獨立測量四次，互差最大為3mm,滿足規(guī)范要求。測出高差后，使用全站儀測出與架在基點“F1”上儀器的儀器高，檢查各項數(shù)據(jù)均不超限后即完成本次高程導入的作業(yè)。7.4井下初始邊陀螺定向測量7.4.1陀螺定向測量方案測量方法：陀螺定向使用索佳GP3130R3陀螺全站儀采用跟蹤逆轉點法測量，每測回連續(xù)跟蹤5個以上逆轉點，精確測定定向邊陀螺北方向值。測量程序：采用2-2-2程序，即下井前在地面已知邊測定儀器常數(shù)2次，下井后在待定邊獨立測量陀螺方位角2次，升井后再次在已知邊測量2次儀器常數(shù)，定向測量獨立進行兩次?；仫L立井測定儀器常數(shù)的已知邊為地面的“L1—GE05”邊，井下定向邊為“F1—F2”邊。7.4.2陀螺定向測量實施a．地面觀測時，儀器、三腳架和電源部份避免陽光直射；井下測量時采用大塊木板對陀螺儀進行遮擋，使巷道風力減至最小程度。b．儀器嚴格整平，觀測過程中管水準氣泡偏離均不超過0.5格。每次測量后，由一個測回轉到下一個測回觀測前，停止陀螺轉動10—15min，重新安置陀螺儀、整平和對中儀器，并使度盤位置變換180°/n(n為測回次數(shù))；c．相鄰擺動中值互差和相隔擺動中值互差均小于規(guī)范允許誤差35″和55″；d.一測回的測前、測后方向值互差均小于規(guī)程允許的±10″。e．采用跟蹤逆轉點法觀測，連續(xù)觀測五個以上逆轉點，計算三個以上陀螺擺動中值。f．陀螺全站儀的懸掛帶零位測前測后分別測量一次，最大為±0.35格，較差最大為±0.05格，小于規(guī)程規(guī)定的±0.5格和0.2格。井上下零位變化小于0.1格，計算時可不加入零位改正。7.4.3方位角計算根據(jù)井上陀螺定向測量，計算出儀器平均常數(shù)△=T-T平，再利用公式α=T平+△-γ計算井下定向邊的坐標方位角，其中γ=△L×sinB（L為陀螺儀所在位置的經(jīng)差，B為緯度）。西風井起始邊“F1-F2”坐標方位角為356°32′18″。井下起始定向邊精度滿足規(guī)范要求，成果可靠。8井下基礎控制導線測量8.1井下導線測量(1)導線測量實施技術要求井下導線采用防爆全站儀按7〞導線精度施測，水平角觀測兩個測回，邊長觀測兩個測回，垂直角一個測回，并進行往返觀測。邊長測量時一測回內讀數(shù)較差不大于10mm，單程測回間較差不大于15mm，往測、返測邊長換算為水平距離后的互差，不大于邊長的1∕6000。觀測技術要求按下表執(zhí)行：井下導線觀測技術指標導線類別使用儀器觀測方法按導線邊長分（水平邊長）15m以下15～30m30m以上對中次數(shù)測回數(shù)對中次數(shù)測回數(shù)對中次數(shù)測回數(shù)7″導線DJ2測回法332212儀器級別同一測回中半測回互差兩測回間互差兩次對中測回（復測）間互差DJ220″12″30″（2）井下導線測量井下導線以支導線形式向掘進方向施測，由于巷道貫通距離較長，為了加強導線控制，提高精度，在西風立井回風大巷加測了陀螺邊“F10-F12”?；仫L立井基本導線從“鋼絲”點起算，陀螺定向邊“F1--F2”為起算邊，導線以支導線形式直至貫通。主斜井、副平硐基本導線從以近井點“GE03”起算，以“GE03-GE04”方位角為起始方位角，支導線形式向掘進方向施測，貫通后形成閉合導線。8.2井下高程測量本次井下高程測量，均采用三角高程測量，回風立井以井下基點“F1”高程起算，主斜