煤矿测量技术报告

Xxx煤业有限公司新建矿井地面及井下控制测量项目技术报告Xxxx测绘技术有限公司2015年3月目录24674目录25370一、文字叙述4243931概述4276511.1项目来源4222891.2任务内容及完成情况496411.2.1此项目的主要内容4751.2.2任务完成情况5317642作业区自然地理与已有资料情况522692.1自然地理和交通情况5144732.2已有资料收集及分析利用5256313引用文件6152324主要技术指标6187234.1采用的坐标系统6159564.1.1平面坐标系统6143724.1.2高程系统6254644.1.3测量成果精度要求6267235投入人员及仪器设备744426地面E级GPS近井点控制测量7189456.1GPS控制网外业观测7136576.2E级GPS测量精度指标8254956.3GPS数据质量检核9142066.4GPS控制网数据平差9208876.4.1GPS网无约束平差976196.4.2GPS网约束平差及精度914096.5近井点三角高程测量1059416.5.1三角高程测量方法及要求1074906.5.2三角高程测量平差计算及精度10224787.矿井联系测量1019237.1地面连接导线10189557.2坐标投点11323637.3高程导入11231847.4井下初始边陀螺定向测量12211907.4.1陀螺定向测量方案1268827.4.2陀螺定向测量实施12277177.4.3方位角计算1218368井下基础控制导线测量1393988.1井下导线测量13284268.2井下高程测量1377238.3导线贯通测量精度14168009质量检查与验收142947810本期测量提交成果15二、附件1控制点成果表2测绘资质复印件Xxxx煤业有限公司新建矿井地面及井下控制测量项目技术报告一、文字叙述1概述1.1项目来源xxxx煤业有限公司，是以xxxxxx煤业有限公司作为主体企业对xxxxxxxx等6座煤矿进行了兼并重组整合，批准开采3#、15#煤层，井田面积12.0062km2

，矿井能力1200kt/a。为了尽早达到设计年产量，保证新建重组矿井顺利进行建设生产，保证新建主斜井、副平硐与回风立井顺利贯通，xxxxx煤业有限公司委托xxxxx测绘技术有限公司承担庄子河煤矿矿井地面及井下控制测量项目。1.2任务内容及完成情况1.2.1此项目的主要内容1、地面GPS控制网建立：主、副井工业广场新埋设3座GPS近井点，新建回风井周围视野开阔的地方埋设2座GPS近井点，以供矿井测量施工利用，为保证本期测量成果与矿区原有测量资料一致，新埋设近井点应与矿区的测量控制点（至少2个点）进行联测，构成E级GPS控制网。2、地面高程控制：控制点间需进行四等三角高程联测。3、回风立井联系测量：为了井下巷道能准确贯通，要对回风立井进行定向联系测量，包括地面坐标和高程导入，以及井下陀螺定向测量。4、井下导线测量：通过主、副斜井对煤矿井下施测首级控制，导线等级为7″，建立井下基本控制系统。巷道包括主斜井、主运输大巷及井底车场、副平硐及辅助运输大巷、回风大巷等。5、贯通精度要求：确保回风大巷、主运输大巷、辅助运输大巷顺利贯通，依据煤矿测量规程，保证贯通精度为水平方向误差在±0.3米内，竖直方向误差在±0.2米内；1.2.2任务完成情况地面GPS控制网建立：新埋GPS近井点6座，共测量主、副井工业广场及回风立井周围控制点9座。在主、副井近井点和西风井控制点间施测控制点间进行三角高程联测，导线长8.2公里。井下联系测量及井下基本控制系统：在回风立井进行定向联系测量，在西风进行钢丝坐标投点和量高程导入，并用陀螺全站仪精确测定井下导线起始边坐标方位角，并主斜井和副平硐、回风大巷建立里7″基本导线控制系统。主斜井及胶带运输大巷施测一级导线累计长度3494米（往返观测），副平硐及辅助运输巷施测一级导线累计长度2882米（往返观测），回风大巷施测一级导线累计长度3190米（往返观测）。5、巷道贯通：目前主斜井、副平硐、西风井已经实现顺利贯通，贯通精度优于规范及设计贯通误差要求。2作业区自然地理与已有资料情况2.1自然地理和交通情况xxxx有限公司井田位于xxxxxx一带，行政区划隶属于长治县西火镇管辖。地理坐标为：东经：113°07′29″～113°11′36″北纬：35°52′18″～35°55′18″气候属寒温半干燥区，年均气温9℃，一月零下6.2℃，七月22.9℃，年降雨量411毫米，霜冻期十月上旬至次年四月中旬，无霜期160天。四季分明，日照充足，昼夜温差较小。县境内地表水年径流量8693万立方米，河流由东南向西北注入浊漳河，属海河流域。地下水资源较为丰富，储采量5950万立方米。土地肥沃，自然资源极为丰富，素有“煤海铁府麻乡”之美誉。2.2已有资料收集及分析利用通过资料收集，测区附近有xxx省煤炭地质114队2011年1月施测的“横河”（C级点）、“梁家庄”（D级点），点位和标志保存完好，其成果为1980年西安坐标系，3度带投影，1985国家高程基准。另外，在庄子河煤矿周边有地质勘查E级控制点2个：J001和J005，起算于上述C、D级GPS控制点，平面成果属1980西安坐标系，高程成果属1985国家高程基准。本次E级GPS控制网测量采用上述C、D级GPS点作为起算依据，联测J001和J005作为精度检核。3引用文件（1）《全球定位系统(GPS)测量规范》GB/T18314—2009（2）《国家三、四等水准测量规范》GB/T12898—2009（3）《煤矿测量规程》中华人民共和国能源部，1989.01（4）《工程测量规范》GB50026-20074主要技术指标4.1采用的坐标系统4.1.1平面坐标系统本期测量提供1980西安坐标系，6°带高斯正形投影，中央子午线采用111°。4.1.2高程系统高程系统采用1985国家高程基准成果。4.1.3测量成果精度要求a．地面控制系统：GPS级别相邻基线分量中误差水平分量（mm）垂直分量（mm）E2040b．三角高程测量：等级对向观测高差较差（mm）附合或环线闭合差(mm)）四等±100S±50c.井下基本控制测量：测角中误差（″）方位闭合差（″）导线全长相对闭合差闭（附）合导线复测支导线±7±201/80001/60005投入人员及仪器设备为保证本期地面测量成果的精度和进度，我公司投入的技术人员和设备见下表：序号人员设备名称数量产地用途1南方灵锐双频GPS卫星定位接收机5台广州地面E级GPS控制测量2拓普康GTS-332全站仪（2秒）1台日本地面控制点检查，三角高程测量3联想笔记本电脑2台中国资料计算处理4五菱面包车1辆国产生产、交通5投入测量技术人员5人，其中工程师1人。6地面E级GPS近井点控制测量6.1GPS控制网外业观测1．近井点布设此次近井点新埋设点6座，利用原有矿区控制点3座，由矿区施工测量技术人员配合协作，为了避免对GPS信号产生多路径差的影响，点位四周都比较开阔，视野开阔，通视良好。a.由于矿井正在建设，为了控制点能长久保存，便于利用，在矿区附近的山丘上，且有人行小路容易到达的地方上，采用混凝土现场浇灌方式制作，标石中间使用不锈钢标志，标志中心刻有精细、清晰的十字丝。b.新埋设的近井控制点按GE01、GE02…流水编号。2．E级GPS观测实施测量外业使用5台套南方灵锐双频GPS接收机进行作业，仪器标称精度3mm+1ppm，且均在检定有效期内。仪器高精确测量，对中误差不大于2mm，天线量高量测三个方向，测前测后各量一次，取位至0.001米。作业时间采用世界协调时（UTC），外业数据采集指标按下表执行。E级GPS测量基本技术规定项目指标卫星高度角（°）≥15同时观测有效观测卫星总数（颗）≥4时段中任一卫星有效观测时间（min）≥15观测时段数≥1.6时段长度（min）≥40数据采集间隔（″）5～15强度因子（PDOP）≤6数据接收方式双频外业观测时，根据设计GPS网图，GPS网外业采用边连接方式，对地面E级GPS近井点进行观测。测前对光学对点器进行校正，对中误差不大于2mm，天线量高量测三个方向，测前测后各量一次，取位至0.001米。在矿区作业期间，一直处于正常工作的健康卫星有24颗，没发现卫星轨道调整变动情况，每天24小时内在测区最少能接收6颗，最多时能接收11颗卫星的信号，点位几何图形强度因子（PDOP）在各个观测时段中都很好，满足外业观测技术要求。6.2E级GPS测量精度指标E级GPS控制点的平面和高程测量精度要求见下表GPS级别相邻基线分量中误差平差后点位中误差（mm）高程中误差（mm）GPS高程拟合中误差（mm）水平分量（mm）垂直分量（mm）E2040±45±40±606.3GPS数据质量检核为了评估外业观测成果质量，保证外业成果达到相应精度，外业观测后及时对当天采集的数据进行处理和检核。数据处理采用南方GPS数据处理软件包Gpsadj4.5。根据计算机处理输出的基线质量摘要，对基线方差比（Ratio），中误差（Rms）、重复极限、环闭合差等进行检核。整个GPS网中共检验同步环30个，坐标分量绝对值最大为：△x=2mm，△y=8mm，△z=3mm。检验异步环24个，坐标分量绝对值最大为：△x=3mm，△y=8mm，△z=9mm，各个检核项精度良好，达到并优于规范要求。6.4GPS控制网数据平差6.4.1GPS网无约束平差在GPS数据质量检核符合要求后，以三维基线向量及其相应方差—协方差阵作为观测信息，以一个点在WGS84坐标系中的三维坐标作为起算依据，进行无约束平差。无约束平差后三维自由网平差单位权中误差:0.017m，满足规范要求。各项精度见下表：表5-3坐标系Max/Min基线改正数绝对值（mm）基线边长相对误差⊿X⊿Y⊿ZWGS-84最大0.81.61.21/5万最小0.60.90.71/35万上面数据表明，本次测量整个GPS网内符合精度良好。6.4.2GPS网约束平差及精度利用无约束平差后的观测量，在西安80坐标系中进行三维约束平差。平面二维平差后单位权中误差0.0003m，基线最大相对中误差：1/9万，最大点位中误差为1.0mm。高程计算采用J001和GE05两个点的三角高程作为起算点，进行GPS拟合，推算各个近井点GPS高程，平差后高程中误差为±0.8mm。本期GPS控制测量精度高于《GPS测量规范》要求。6.5近井点三角高程测量6.5.1三角高程测量方法及要求由于矿区为高山丘陵地形，施测四等水准极为不便，故采用三角高程测量方法来测定近井点高程。控制点高程和起算点高程布设成三角高程闭合导线形式，采用J001的高程作为整个三角高程闭合导线的起点高程。三角高程测量采用对向观测，外业技术要求按下表进行。仪器级别测回数指标差互差（″）对向观测高差较差（mm）附合或环线闭合差(mm)中丝法DJ2215±100S±506.5.2三角高程测量平差计算及精度本次矿井地面三角高程从控制点J001开始，从东往西，从南往北依次架站观测。最后观测至控制点J001点，三角高程导线闭合差为1.2cm。导线精度均满足并高于规范要求。7.矿井联系测量7.1地面连接导线回风立井工业广场的三个E级GPS近井点“GE04”、“GE05”、“GE06”之间相互通视，但由于井口四周围墙、设备的阻挡，均不能直接与钢丝投点位置通视，故在井口附近设置连接导线点“L1”。将全站仪架设在“GE05”点上，以“GE06”点为定向方向，“GE04”为检查方向，观测连接导线点“L1”，再从“L1”测至“钢丝”。按5″导线精度施测，水平角观测两个测回，四次测距，计算得到“钢丝”平面坐标，同时从“L1”上观测计算得到“钢丝”点的三角高程。GE05GE06dL1回风立井井口悬挂钢丝点7.2坐标投点本次回风立井平面坐标导入采用直径φ1mm的高强度的碳素弹簧钢丝作为投点用钢丝，悬挂60kg的重跎，将垂球置于盛满水的大水桶中，投点时将手摇绞车直接固定在井筒外固定物体上，投点设备及安装见右图所示。井口通过滑轮和定点板下放钢丝并下检验圈以检查确定钢丝与井壁，井筒设备之间有无接触阻碍。井下钢丝悬挂50kg的重砣，重砣放到盛有水和锯末作为稳定液的水桶中，待钢丝基本稳定后井上下同时进行角度和距离测量。井下测量时，将全站仪架设在井下基点“F1”上，测量“F1”至钢丝的距离及“钢丝”和基点“F2”角度，距离测量三次，角度观测两个测回。7.3高程导入回风立井深约65米，采用全站仪激光测距进行高程导入测量。首先在井底架设全站仪，整平后将全站仪竖角调至零度，打开全站仪的激光。此时井上人员开始寻找激光投射到井口的位置，找到位置后将三棱镜镜头向下伸直激光束上，并固定了三棱镜，使三棱镜底部保持水平，通知井下仪器操作人员测距。井上人员在三棱镜和近井点“L1”中间架设水准仪，在“L1”上立水准尺，测出三棱镜底部和“L1”的高差。井下仪器操作者向上测得仪器与三棱镜的高差，为确保数据可用并符合精度要求，本次共重复独立测量四次，互差最大为3mm,满足规范要求。测出高差后，使用全站仪测出与架在基点“F1”上仪器的仪器高，检查各项数据均不超限后即完成本次高程导入的作业。7.4井下初始边陀螺定向测量7.4.1陀螺定向测量方案测量方法：陀螺定向使用索佳GP3130R3陀螺全站仪采用跟踪逆转点法测量，每测回连续跟踪5个以上逆转点，精确测定定向边陀螺北方向值。测量程序：采用2-2-2程序，即下井前在地面已知边测定仪器常数2次，下井后在待定边独立测量陀螺方位角2次，升井后再次在已知边测量2次仪器常数，定向测量独立进行两次。回风立井测定仪器常数的已知边为地面的“L1—GE05”边，井下定向边为“F1—F2”边。7.4.2陀螺定向测量实施a．地面观测时，仪器、三脚架和电源部份避免阳光直射；井下测量时采用大块木板对陀螺仪进行遮挡，使巷道风力减至最小程度。b．仪器严格整平，观测过程中管水准气泡偏离均不超过0.5格。每次测量后，由一个测回转到下一个测回观测前，停止陀螺转动10—15min，重新安置陀螺仪、整平和对中仪器，并使度盘位置变换180°/n(n为测回次数)；c．相邻摆动中值互差和相隔摆动中值互差均小于规范允许误差35″和55″；d.一测回的测前、测后方向值互差均小于规程允许的±10″。e．采用跟踪逆转点法观测，连续观测五个以上逆转点，计算三个以上陀螺摆动中值。f．陀螺全站仪的悬挂带零位测前测后分别测量一次，最大为±0.35格，较差最大为±0.05格，小于规程规定的±0.5格和0.2格。井上下零位变化小于0.1格，计算时可不加入零位改正。7.4.3方位角计算根据井上陀螺定向测量，计算出仪器平均常数△=T-T平，再利用公式α=T平+△-γ计算井下定向边的坐标方位角，其中γ=△L×sinB（L为陀螺仪所在位置的经差，B为纬度）。西风井起始边“F1-F2”坐标方位角为356°32′18″。井下起始定向边精度满足规范要求，成果可靠。8井下基础控制导线测量8.1井下导线测量(1)导线测量实施技术要求井下导线采用防爆全站仪按7〞导线精度施测，水平角观测两个测回，边长观测两个测回，垂直角一个测回，并进行往返观测。边长测量时一测回内读数较差不大于10mm，单程测回间较差不大于15mm，往测、返测边长换算为水平距离后的互差，不大于边长的1∕6000。观测技术要求按下表执行：井下导线观测技术指标导线类别使用仪器观测方法按导线边长分（水平边长）15m以下15～30m30m以上对中次数测回数对中次数测回数对中次数测回数7″导线DJ2测回法332212仪器级别同一测回中半测回互差两测回间互差两次对中测回（复测）间互差DJ220″12″30″（2）井下导线测量井下导线以支导线形式向掘进方向施测，由于巷道贯通距离较长，为了加强导线控制，提高精度，在西风立井回风大巷加测了陀螺边“F10-F12”。回风立井基本导线从“钢丝”点起算，陀螺定向边“F1--F2”为起算边，导线以支导线形式直至贯通。主斜井、副平硐基本导线从以近井点“GE03”起算，以“GE03-GE04”方位角为起始方位角，支导线形式向掘进方向施测，贯通后形成闭合导线。8.2井下高程测量本次井下高程测量，均采用三角高程测量，回风立井以井下基点“F1”高程起算，主斜