改- 用三角高程代替水准测量的可靠性分析_图文

1、用三角高程代替水准测量的可靠性分析姜家国(成都地奥能源公司技术部,成都610041摘要随着全站经纬仪在矿山测量中使用的普及,在矿区高程控制测量中用三角高程代替水准测量的方法已逐步得到推广和应用,然而在地形、气象条件复杂,在测区采用水准测量建立高程控制系统不太现实的情况下,用三角高程代替相应等级水准高程控制测量和在大型井巷贯通工程上的应用,在地奥能源公司所属矿井还是一种新的尝试。本文通过对大旗煤矿地面、井下三角高程控制测量实测资料的精度分析和井巷贯通结果的验证,在地面的三角高程精度能达到等外水准的精度要求;在井下能用三角高程测量代替水准测量建立井下高程控制系统;三角高程控制测量的精度能满足大型井

2、巷贯通工程的精度要求。关键词控制测量;三角高程;水准测量;精度分析1 概述成都地奥能源公司大旗煤矿年设计生产能力45万吨,井田面积约8.5km2,按照矿井施工设计的计划安排,分别在+700m主井平硐和+1022m回风平硐两个掘进工作面进行相向掘进施工,预计在总回风下山平巷内贯通,贯通导线周长11.2km,其中地面导线6.1km,井下导线5.1km。在地面敷设5光电测距复测支导线作为首级控制,在井下敷设7级复测支导线作为井下的基本控制。地面、井下高程控制均与平面控制线路重合,敷设成三角高程控制导线,地面高程控制按等外水准测量精度要求敷设三角高程导线;井下高程基本控制按井下水准测量精度要求敷设三角

3、高程导线,贯通结果高程闭合差完全符合精度要求。2 对实测资料的分析分析资料来源:实测资料统计表1、表2、表3、表4、表5,大旗控制测量布置图。(1地面部分在主平硐与风井之间布设了5控制支导线,导线长度6.1m(导线点9个,其中近井点3个,最长边2284m,最短边24.7 m(近进点导线边,最大高差384m,最大竖直角2255。由于主平硐没有国家等级控制点可附合,所以首级控制只能敷设成支导线形式,但考虑到观测条件、精度等问题,对地面的支导线进行了两次往返独立观测。通过对实测资料按双观测数据分析得出:测角中误差m=(dd/2n=2.2(允许5; 测距中误差m l=5.7mm/km(允许10mm/k

4、m;高差中误差m h=26.4mm/km ,高差往返最或是值中误差=26.4/2=18.7mm/km(允许20mm/km;水平角闭合差W=+12(允许1012=35,导线全长相对闭合差K=1/10万(允许K=1/2万。(2井下部分井下基本控制按7级敷设为复测支导线,贯通导线长度5.1m(导线点30个,最长边550m,最短11m,小于30m的边长6条,井下斜巷长1100 m。根据双观测数据分析得出:测角中误差m=(dd/2n=6.5(允许7; 测距中误差m l=10.0mm/km(允许15mm/km; 高差中误差m h=33.3mm/km,高差往返最或是值中误差=33.3/2=23.5mm/km

5、(允许25mm/km;水平角闭合差W=-51(允许14(29+29=106,导线全长相对闭合差K=1/16000(允许K=1/8000。作者简介:姜家国(1959-,男,重庆永川,专科,工程师(3井下全部基本控制精度分析为了获取更加可靠的精度分析结果,本文对大旗矿全部的已测井下7基本控制导线的49个测站进行了精度分析得出:测角中误差m=5.3(允许7,测距中误差m l=7.3mm/km(允许15mm/km, 高差中误差m h=32.5mm/km,高差往返最或是值中误差=32.5/2=23.0mm/km(允许25mm/km;并且还利用井下基本控制的四条复测三角高程支导线的实测资料分析得出,高差中

6、误差m h=(dd/L/2n21.5mm/km,与采用双观测数据分析的结果基本是一致的。从以上分析可以看出,在地面5和井下7级控制测量中,平面控制测量部分在测角中误差、测距中误差、水平角闭合差、导线全长相对闭合差均达到相应的控制测量等级精度要求。而三角高程的精度,地面部分能达到加密高程控制每公里高差中误差20mm的精度,满足不了地面首级控制四等水准测量每公里高差中误差10mm的精度要求,其原因:一是在地面由于在崇山峻岭中控制点的选择受到了极大的限制,在5Km长的导线中,5条导线边就有两条导线边的高差在300米以上,两条导线边的高差在100米以上,使其这几条测距边两端点的高差误差增大;二是由于受

7、当地多雾天气条件的影响,难以找到大气透明度较好的观测条件,特别对两条长边(1725米、2284米的观测在高差上的影响最为明显;三是由于仪器是短程测距,理想气象观测条件的有效测程为2300米,而在观测条件较差时对测距影响高差精度也是一种因素;四是边长较长的边在受测距系统误差和竖直角观测精度的双重影响下,高差误差普遍较大,也是影响三角高程测量精度又一因素。在井下部分,本文对大旗煤矿已测量了的控制成果资料均进行了全面的分析,一是在主井未贯通之前,在进风井与回风井之间贯通后形成的三角高程闭合导线25个测点,线路长2100米,高差闭合差为-8mm;二是在井下进行三角高程测量的同时,还在平巷部分(约380

8、0米进行了水准测量,与三角高程比较其较差各测段均符合井下水准测量的精度要求;三是通过对贯通线路上的30个控制点(线路长度5100米和井下全部49个控制点(线路长度6630米的三角高程精度分析,高差中误差分别为23.5mm/km和23.0mm/km,利用四条三角高程复测支导线数据分析的高差中误差为21.5mm/km;四是主井贯通后实测三角高程高差闭合差为-22mm,水准测量高差闭合差为+13mm,均能满足井下高程控制水准测量高差中误差每公里25mm的精度。3 结论通过对实测资料的精度分析和贯通实际偏差的测量结果证明,在地形复杂、气象条件较差的山区,采用三角高程测量代替相应等级的水准测量的方法是可行的,测量结果的精度是可靠的,完全可以满足大型贯通工程对竖直方向偏差的精度要求,在地面其精度可以达到等外水准测量的精度要求,在井下可采用三角高程导线布设井下高程控制网代替水准测量,可省去传统的水准测量工作程序,大大减轻了矿山测量人员的工作强度,减少了对煤矿生产过程中时间和空间的影响,提高了工作效率。在高程控制实施时,使用的全站仪测角标称精度不得低于2,测距精度等级应在级(2mm+2ppm.D及以上;三角高程导线必须进