改- 用三角高程代替水準(zhǔn)測量的可靠性分析_圖文

1、用三角高程代替水準(zhǔn)測量的可靠性分析姜家國(成都地奧能源公司技術(shù)部,成都610041摘要隨著全站經(jīng)緯儀在礦山測量中使用的普及,在礦區(qū)高程控制測量中用三角高程代替水準(zhǔn)測量的方法已逐步得到推廣和應(yīng)用,然而在地形、氣象條件復(fù)雜,在測區(qū)采用水準(zhǔn)測量建立高程控制系統(tǒng)不太現(xiàn)實(shí)的情況下,用三角高程代替相應(yīng)等級水準(zhǔn)高程控制測量和在大型井巷貫通工程上的應(yīng)用,在地奧能源公司所屬礦井還是一種新的嘗試。本文通過對大旗煤礦地面、井下三角高程控制測量實(shí)測資料的精度分析和井巷貫通結(jié)果的驗(yàn)證,在地面的三角高程精度能達(dá)到等外水準(zhǔn)的精度要求;在井下能用三角高程測量代替水準(zhǔn)測量建立井下高程控制系統(tǒng);三角高程控制測量的精度能滿足大型井

2、巷貫通工程的精度要求。關(guān)鍵詞控制測量;三角高程;水準(zhǔn)測量;精度分析1 概述成都地奧能源公司大旗煤礦年設(shè)計生產(chǎn)能力45萬噸,井田面積約8.5km2,按照礦井施工設(shè)計的計劃安排,分別在+700m主井平硐和+1022m回風(fēng)平硐兩個掘進(jìn)工作面進(jìn)行相向掘進(jìn)施工,預(yù)計在總回風(fēng)下山平巷內(nèi)貫通,貫通導(dǎo)線周長11.2km,其中地面導(dǎo)線6.1km,井下導(dǎo)線5.1km。在地面敷設(shè)5光電測距復(fù)測支導(dǎo)線作為首級控制,在井下敷設(shè)7級復(fù)測支導(dǎo)線作為井下的基本控制。地面、井下高程控制均與平面控制線路重合,敷設(shè)成三角高程控制導(dǎo)線,地面高程控制按等外水準(zhǔn)測量精度要求敷設(shè)三角高程導(dǎo)線;井下高程基本控制按井下水準(zhǔn)測量精度要求敷設(shè)三角

3、高程導(dǎo)線,貫通結(jié)果高程閉合差完全符合精度要求。2 對實(shí)測資料的分析分析資料來源:實(shí)測資料統(tǒng)計表1、表2、表3、表4、表5,大旗控制測量布置圖。(1地面部分在主平硐與風(fēng)井之間布設(shè)了5控制支導(dǎo)線,導(dǎo)線長度6.1m(導(dǎo)線點(diǎn)9個,其中近井點(diǎn)3個,最長邊2284m,最短邊24.7 m(近進(jìn)點(diǎn)導(dǎo)線邊,最大高差384m,最大豎直角2255。由于主平硐沒有國家等級控制點(diǎn)可附合,所以首級控制只能敷設(shè)成支導(dǎo)線形式,但考慮到觀測條件、精度等問題,對地面的支導(dǎo)線進(jìn)行了兩次往返獨(dú)立觀測。通過對實(shí)測資料按雙觀測數(shù)據(jù)分析得出:測角中誤差m=(dd/2n=2.2(允許5; 測距中誤差m l=5.7mm/km(允許10mm/k

4、m;高差中誤差m h=26.4mm/km ,高差往返最或是值中誤差=26.4/2=18.7mm/km(允許20mm/km;水平角閉合差W=+12(允許1012=35,導(dǎo)線全長相對閉合差K=1/10萬(允許K=1/2萬。(2井下部分井下基本控制按7級敷設(shè)為復(fù)測支導(dǎo)線,貫通導(dǎo)線長度5.1m(導(dǎo)線點(diǎn)30個,最長邊550m,最短11m,小于30m的邊長6條,井下斜巷長1100 m。根據(jù)雙觀測數(shù)據(jù)分析得出:測角中誤差m=(dd/2n=6.5(允許7; 測距中誤差m l=10.0mm/km(允許15mm/km; 高差中誤差m h=33.3mm/km,高差往返最或是值中誤差=33.3/2=23.5mm/km

5、(允許25mm/km;水平角閉合差W=-51(允許14(29+29=106,導(dǎo)線全長相對閉合差K=1/16000(允許K=1/8000。作者簡介:姜家國(1959-,男,重慶永川,?？?工程師(3井下全部基本控制精度分析為了獲取更加可靠的精度分析結(jié)果,本文對大旗礦全部的已測井下7基本控制導(dǎo)線的49個測站進(jìn)行了精度分析得出:測角中誤差m=5.3(允許7,測距中誤差m l=7.3mm/km(允許15mm/km, 高差中誤差m h=32.5mm/km,高差往返最或是值中誤差=32.5/2=23.0mm/km(允許25mm/km;并且還利用井下基本控制的四條復(fù)測三角高程支導(dǎo)線的實(shí)測資料分析得出,高差中

6、誤差m h=(dd/L/2n21.5mm/km,與采用雙觀測數(shù)據(jù)分析的結(jié)果基本是一致的。從以上分析可以看出,在地面5和井下7級控制測量中,平面控制測量部分在測角中誤差、測距中誤差、水平角閉合差、導(dǎo)線全長相對閉合差均達(dá)到相應(yīng)的控制測量等級精度要求。而三角高程的精度,地面部分能達(dá)到加密高程控制每公里高差中誤差20mm的精度,滿足不了地面首級控制四等水準(zhǔn)測量每公里高差中誤差10mm的精度要求,其原因:一是在地面由于在崇山峻嶺中控制點(diǎn)的選擇受到了極大的限制,在5Km長的導(dǎo)線中,5條導(dǎo)線邊就有兩條導(dǎo)線邊的高差在300米以上,兩條導(dǎo)線邊的高差在100米以上,使其這幾條測距邊兩端點(diǎn)的高差誤差增大;二是由于受

7、當(dāng)?shù)囟囔F天氣條件的影響,難以找到大氣透明度較好的觀測條件,特別對兩條長邊(1725米、2284米的觀測在高差上的影響最為明顯;三是由于儀器是短程測距,理想氣象觀測條件的有效測程為2300米,而在觀測條件較差時對測距影響高差精度也是一種因素;四是邊長較長的邊在受測距系統(tǒng)誤差和豎直角觀測精度的雙重影響下,高差誤差普遍較大,也是影響三角高程測量精度又一因素。在井下部分,本文對大旗煤礦已測量了的控制成果資料均進(jìn)行了全面的分析,一是在主井未貫通之前,在進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井之間貫通后形成的三角高程閉合導(dǎo)線25個測點(diǎn),線路長2100米,高差閉合差為-8mm;二是在井下進(jìn)行三角高程測量的同時,還在平巷部分(約380

8、0米進(jìn)行了水準(zhǔn)測量,與三角高程比較其較差各測段均符合井下水準(zhǔn)測量的精度要求;三是通過對貫通線路上的30個控制點(diǎn)(線路長度5100米和井下全部49個控制點(diǎn)(線路長度6630米的三角高程精度分析,高差中誤差分別為23.5mm/km和23.0mm/km,利用四條三角高程復(fù)測支導(dǎo)線數(shù)據(jù)分析的高差中誤差為21.5mm/km;四是主井貫通后實(shí)測三角高程高差閉合差為-22mm,水準(zhǔn)測量高差閉合差為+13mm,均能滿足井下高程控制水準(zhǔn)測量高差中誤差每公里25mm的精度。3 結(jié)論通過對實(shí)測資料的精度分析和貫通實(shí)際偏差的測量結(jié)果證明,在地形復(fù)雜、氣象條件較差的山區(qū),采用三角高程測量代替相應(yīng)等級的水準(zhǔn)測量的方法是可行的,測量結(jié)果的精度是可靠的,完全可以滿足大型貫通工程對豎直方向偏差的精度要求,在地面其精度可以達(dá)到等外水準(zhǔn)測量的精度要求,在井下可采用三角高程導(dǎo)線布設(shè)井下高程控制網(wǎng)代替水準(zhǔn)測量,可省去傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測量工作程序,大大減輕了礦山測量人員的工作強(qiáng)度,減少了對煤礦生產(chǎn)過程中時間和空間的影響,提高了工作效率。在高程控制實(shí)施時,使用的全站儀測角標(biāo)稱精度不得低于2,測距精度等級應(yīng)在級(2mm+2ppm.D及以上;三角高程導(dǎo)線必須進(jìn)