寺河煤矿二号井15#煤层基本控制导线测量技术研究

李鹏科

(晋能控股装备制造集团有限公司寺河煤矿，山西 晋城 048000)

1 概况

晋城泽祥勘探测绘有限公司根据寺河煤矿二号井的基本要求，于2020年10月至12月对寺河煤矿二号井西区15#煤基本控制导线进行了测量，该次测量进行了寺河矿的井上下联系测量及至上庄风井的井下导线测量，由寺河矿地面控制点经副斜井测量至井下，井下导线测量长度9.4 km，测设井下基本控制导线点57点，陀螺定向测量3条。

2 测区概况和已有资料应用

2.1 测区概况

测区位于山西省晋城市，跨沁水、泽州县，属暖温带大陆性气候，气候干燥，四季分明，昼夜温差较大，雨量多集中于7月～9月，交通十分便利。

2.2 测区已有资料应用

本测区应用了晋城泽祥勘探测绘有限公司于2020年施测的《寺河煤矿二号井GPS控制网成果》资料，资料平面采用基准为1954年北京坐标系(部定3°带高斯投影，中央子午线112°30′)，高程采用1985年黄海高程系，完全能满足测量需要。利用了资料中的“寺河矿”、“秦庄”作为起算数据，起算点经检核无误，可以使用[1]。

3 作业依据

本次测量主要依据的是《工程测量规范》(GB 50026-2007)《煤矿测量规程》(能源煤总1989)，《煤矿测量手册》(中国统配煤矿总公司1990)以及具体的测量技术设计书[2]。

4 采用基准

根据寺河煤矿二号井实际情况，井下基本控制导线测量平面采用1954年北京坐标系(部定3°带高斯投影，中央子午线112°30′)；高程采用1985年黄海高程系。

5 技术总结

根据相关技术设计书要求，对寺河煤矿二号井西区15#煤基本控制导线进行了测量，共测设井下基本控制导线点57点，陀螺定向测量3条。

5.1 井下基本控制导线测量

本次井下7″基本控制导线测量使用的仪器为Topcon GPT—3002LN(2″级)防爆全站仪及其配套的棱镜组；平面测量和高程测量同时进行[3]。

其中，水平角、竖直角都为两个测回，并且完全绝对独立进行2次。

5.2 陀螺经纬仪定向测量

5.2.1 陀螺经纬仪定向资料

根据《煤矿测量规程》之要求，本次陀螺经纬仪定向共施测3条陀螺经纬仪定向边。

陀螺定向的已知数据见表1和表2。

表1 地面已知点坐标及坐标方位角

表2 井下定向边端点坐标近似值

5.2.2 陀螺经纬仪定向作业方法

本次定向采用的为索佳GYRO1X型陀螺仪及其配套的SRX1X全站仪。陀螺定向采用2—2—2观测程序，即首先在地面已知边上测定2个仪器常数，然后分别在井下3条定向导线边各测定2个陀螺方位角，上井后再在地面已知边上测定2个仪器常数。

本次定向时采用的是跟踪逆转点法，各项限差严格依照《煤矿测量规程》的规定。

陀螺定向资料来源及处理，是根据寺河煤矿二号井GPS控制网成果和井下导线测量近似坐标计算值，计算各测站的子午线收敛角γ，在已知边上测定的陀螺方位角，可计算出本次定向中陀螺经纬仪的仪器常数Δ平与陀螺方位角一次测定中误差为m，具体计算结果见表3。

表3 陀螺经纬仪定向仪器常数计算表

5.2.3 井下定向边成果计算

1)根据前面计算出的陀螺经纬仪仪器常数Δ平及各测站的子午线收敛角γ，利用在井下3条定向边上测定的陀螺方位角α平，可求算出井下陀螺定向边的坐标方位角α及陀螺经纬仪一次定向中误差mα平。

2)陀螺经纬仪定向成果汇总分析

陀螺经纬仪定向成果汇总如表4。

表4 陀螺经纬仪定向成果表

由表4计算结果可见，待定边陀螺方位角一次测定中误差MT=±2.0″，待定边陀螺方位角平均值中误差MT=±1.7″。满足《煤矿测量规程》的有关技术要求。

5.3 导线平差计算

导线平差计算采用的是专业的测量导线平差软件，在计算时，严格按照规范要求和测量过程中选用的仪器精度和测量方法选取平差方案，如第130页图1所示。并对测量边长先进行高斯投影归化改正，再进行严密平差计算。本次严密平差计算选用闭合导线和复测支导线的平面平差方法。

图1 平差方案

方位角闭合差限差：

导线全长相对闭合差限差：

1/8000(闭合导线)

1/6000(复测支导线)

测角中误差：±7"

测距仪精度：±(2 mm+2×10-6×D)

坐标导线坐标闭合差按边长分配，对边长进行改正。

5.4 精度分析

各项观测严格执行《煤矿测量规程》和设计书。

即，严格按照7″级导线精度要求进行测量，水平角、竖直角2个测回，边长往返测量，并且完全绝对独立进行2次，能闭合的形成闭合导线单程测量，其余均往返测量。

本次7″基本控制导线控制测量的具体精度如下：

5.4.1 复测支导线路段(寺河矿地面寺河矿——东轨大巷30号点

(往返各34站)

2)导线长度：往测[l]= 7 837.083 m 返测[l]= 7 837.080 m

导线坐标增量闭合差：fx=0.221mfy=0.103m

3)三角高程往返差:Wh=-0.039 m

4)平面测角中误差：mβ=2.9″<±7″

5.4.2 闭合导线路段(东轨大巷28号点——15#煤胶带暗斜井——上庄风井煤仓——15#煤辅运巷——东轨大巷28号点

2)导线坐标增量闭合差：fx=-0.000 2 mfy=-0.002 m

3)三角高程闭合差:Wh=+0.021m

4)平面测角中误差：mβ=2.9″<±7″

本次7″基本控制导线测量的具体精度见精度评定表。

各项作业严格执行《煤矿测量规程》、《煤矿测量手册》及技术设计书。

6 结语

从观测数据和计算结果来看，本次7″基本控制导线测量达到了相应的技术要求，能满足矿井生产的需要。