西卓煤矿主副立井精密安装测量

孙晓明

中铁十一局集团第一工程有限公司 湖北襄阳 441000

1 西卓煤矿概况

1.1 西卓煤矿交通地理位置

澄合矿务局西卓井田位于陕西省中东部渭南市合阳县东知堡乡西卓子村，澄合矿的东南部，在矿区的中深部地带，行政划分属于合阳县城关镇和坊镇管辖，西邻合阳县城，距县城约6km。地理坐标为：东经110°08′53″-110°16′36″，北纬35° 23′ 27″ -35° 16′ 21″。

1.2 矿井地质采矿条件

西卓煤矿井田东西长 10．5km，南北宽 1．5-6．0km，面积36．86km2。井田地质储量为 374．95Mt，工业储量为 332．6Mt，矿井可采储量为260．04Mt；矿井设计生产能力3．0Mt/a，设计服务年限 62．0 年。

井田内煤系底层分布上部分为石炭统太原组，下部分为二迭统山西组，含煤12层，可采煤层3层，本矿井主采煤层2层，其中4煤为局部可采煤层，5煤为主要可采煤层。井田可采煤层煤质为中灰煤为主，次为中高灰煤和低灰煤，多属中高硫和高硫，低挥发分、低磷，中高-高热值发热量，热稳定性较好，化学反应性不好，有害元素含量低的贫煤。矿井各煤层存在爆炸的危险，煤层属易自燃煤层，矿井为低瓦斯区的矿井。

井筒周围地表已经被第四系松散层掩盖，井筒含水地层，按其充水空间性质和岩性的不同，可划分为孔隙裂隙潜水、红土隔水层、基岩裂隙含水层、岩溶裂隙水四种类型。

西卓煤矿设计拟采用立井掘进方式，工业场地布置主立井、副立井和风立井，井下煤层采用单一水平开拓法。根据煤层赋存的特点，采用大采高综合机械化采煤方法，全垮落式管理顶板。矿井投产时，首采盘区为一盘区和二盘区，工作面年推进度1604-2020m。

2 西卓煤矿主副立井精密安装控制测量

2.1 E级GPS平面控制测量

根据西卓煤矿工业广场的整体布设现状、井筒位置情况，经与西卓煤矿地测负责人协商，计划在调度室、变电站、食堂、联办的楼顶各布设1个E级GPS控制点，加上百灵和XJ01已知控制点，共6个点，建立E级GPS控制网，见图2-1。

（1）GPS布网要求。

①E级GPS网的最大异步观测环或附合路线边数需小于表1的要求。

表1 GPS观测附合路线的边数规定

②各级GPS网的相邻点间距最大应小于平均点间距的2倍且点位均匀分布，见图1。

图1 地面E级GPS控制网和水准路线示意图

③布设GPS网应当和附近的已有控制点来联测，联测点数不少于3点，对小测区来讲，已知点稳定可靠时，也可用2个点来联测。西卓煤矿采用百灵、XJ01两个点作为起算点满足规范规定。

（2）控制点位置选择原则。

①为保证连续跟踪的观测能力，保证卫星信号的质量，建议测站上部在10°-15°高度角以上无障碍物。

②为保证GPS卫星信号的质量，在测站200m内不能有强电磁波干扰源。

③为减少多路径效应，测站应远离高层建筑、成片水域等。

④点位应当选择在交通顺畅、观测方便、能够长期保存的位置。

2.2 高程控制测量

在工业广场内与GPS控制点相适应的位置（不易被破坏、通视情况良好等）选取4个水准点点位，埋设测点，将其与百灵、XJ01两个已知控制点联测。作业按四等闭合水准路线进行测量，路线长度约为3km。

2.3 GPS测量数据处理

GPS数据处理是一项极其繁琐并且重要的工作，直接影响到最终结果的质量好坏。

观测基线长度较差，两两进行比较应当符合以下要求：

式中：σ-相应级别的精度要求（按实际平均边长进行计算）。

附合路线坐标闭合差或者独立闭合环必须符合下式：

式中：n-闭合环边数；

在基线向量检查满足规范的情况下，以相应方差-协方差阵及三维基线向量来作为观测资料，以单个点WGS84的三维坐标作为起算数据，进行无约束平差。无约束平差必须提供各点在WGS84系中的各基线向量、三维坐标、改正数及其精度信息。在无约束平差中，基线向量改正数的绝对值必须符合下列条件：

利用无约束平差之后的可靠观测数据，继续二维约束平差。平差的最终成果输出到该坐标系的三维或者二维坐标、基线边长、基线向量改正数、方位信息、转换参数和相应的精度信息。在约束平差中，基线向量改正数与经过剔除粗差后的无约束平差成果的同一条基线对应改正数较差绝对值应符合下列条件：

否则，有理由怀疑进行约束的已知数据（坐标、距离、方位角）存在着较大的误差值，此时应该用人工或者自动方法来剔除较大误差的约束值，直到满足上式规定。但必须要有不少于3个约束点，且应当分布均匀。

3 结语

本文针对西卓煤矿主、副立井提升设备的精密安装测量工作进行了分析和研究，为保证绞车主轴线、井筒十字中线、井筒提升中线和井架基础、井架和天轮位置等提升设备之间的相互关系能够满足设计要求的间距、方位等的规定，尤其是副立井绞车已经安装的前提下，测量其与井筒十字中线、井筒提升中线的相互关系是否正确，提供了可靠的数据支撑。