几何定向在小东坑竖井测量中的应用

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摘要：在矿山中为了提高采掘、运输的效率，竖井工程的运用在矿山中效果就显得尤为突出。大大提高了矿山开采的生产效率和生产效益。但由于竖井本身的不可视、无卫星信号、井深比较深等固有特点，为此，对于联系测量在竖井中的应用就显得尤为重要。

关键词：一井定向 控制测量 联系测量

中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：

于都县小东坑铜多金属矿1# 竖井井口口径纵向长5米，横向宽5米，深度400多米。为准确地掌握巷道走向，使之按设计要求施工，与原先矿区施工巷道相贯通，指导新巷道施工，需进行对竖井进行联系测量。

1.控制测量

采用静态GPS对近井点测设，连接到已知D级点（KD1，KD2），进行同步观测，采用整体平差。近井点控制点在地面为现场混凝土浇灌约为0.5米深的标石。与连接点通视，利于寻找和长期保存。控制网的观测采用南方灵锐S82双频GPS接收机（两台套）南方北极星9600单频GPS接收机（两台套）进行外业观测，其标称精度为: 静态基线 ：±（5mm +1ppmD） 高程 ：±（10mm+2ppmD） 方向： 1+5/d（s） 其中d为基线边长度（单位：km）。基线观测时长120分钟的2个时段，观测方法和限差参照《GPS测量技术标准》。内业在电脑上利用南方公司的专用数据传输软件传输数据，基线解算和平差处理采用南方公司提供的《南方测绘 GPS 数据处理》软件进行平差。软件均为商品化软件能确保成果计算的正确性和可靠性，计算中数字取位均按规范有关条款执行。

2.地面连接导线测量

由于近井口与连接点通视很好，只需测一条导线边，利用光电测距大大提高了精度和效率。测距相对中误差达到1/99836，J2经纬仪三测回测角中误差为±1.8″，达到三等导线的要求。

3．定向

（1）鉴于矿区的实际情况，采用几何定向的方法。严格按照《矿井测量规程》，控制其投点误差误差（2′）的规定的限差以内。为提高定向精度，关键是要减小钢丝摆动引起的投点误差，主要做到：

a 尽量增加两垂球线的距离，合理选择垂球的位置。如尽量与气流方向一致。

b 尽量减少马头门处的气流对垂球线的影响。

c 采用小直径高强度的钢丝，适当加大垂球的重量。

d 采取挡水措施以减少水滴对垂线、垂球的影响。

在投点的过程中，采用连接三角形进行一井定向，将锤球放置于油桶内，使其基本处于静止状态或稳定单摆状态。鉴于当时垂球线摆幅很小（小于0.4mm），故采用稳定投点法。

连接三角形示意图如：

为尽可能提高联系测量的精度，设计连接三角形时，选择井上下连接点C和C′时，应满足：a：点C与D及C′与D′必须通视，C D及C′D′的长度大于20m。

b：点C与C′尽可能地设在AB延长线上，使三角形的锐角γ小于2°。

c：点C与C′应适当地靠近最近垂球线。

两钢丝与连接点基本在一条直线上，经对中三次的三测回测量，三联系角、、角值平差值分别为0°26′24.4″、1°11′12.1″、178°22′23.5″，其中两个都小于2°，构成了最有利的延伸三角形。

丈量连接三角形六条边边长时，如垂球摆动，应将钢尺沿所量的三角形的各边方向固定，然后用摆动的方法确定钢丝在钢尺上的稳定位置，以得到准确的边长。丈量边长时施加150N的拉力应用不同起点丈量了6次，每次每边的观测值误差都在2mm以内（记录当时井口温度是26度，井下18度）。最后经过尺长改正，井上下钢丝间的距离互差为1.7mm，符合要求。

4.内业计算

在进行内业计算前，应对全部记录进行检查。按一般导线方法计算各边的方位角和各点坐标。三角形的解算运用正弦公式：

计算井下连接三角形时，应用井下定向水平丈量的和计算的两垂球线间的距离平差值进行计算。

5.导入高程

在井下埋设水准基点，用钢带尺进行传递，进行尺段温度改正H1和尺段拉力改正数H2以保证了精度。

6.结束语

在没有陀螺仪的情况下，运用几何定向向井下传递平面坐标和方向以及高程是最佳的方法。严格按照规程施测，都可以保证工程需要的精度。

参考文献

[1]张国良 《矿山测量学》[M]徐州中国矿业大学2001.

[2]土木工程施工，重庆大学、同济大学、哈尔滨二工业大学等合编，中国建筑工业出版社，2008年8月第二版

[3]姜正荣，建筑施工计算手册，中国建材工业出版社，2007.