贯通工程控制网精度配置的探讨.doc

贯通工程控制网 精度配置的探讨 单位：地质科 作者：王振宇 参与：王瑞永、郭孟超、段志刚贯通工程控制网精度配置的探讨 立项原因 全球定位卫星（GPS）在测量上的应用尚未普及之前，为两井贯通工程提供地面三维空间的相对位置，还得靠传统的布网方案和测量方法。因此，探讨地面控制网（主要是平面控制网）要达到什么样的精度，才能满足贯通相遇点K的横向误差要求是有一定意义的。 研究或革新内容及创新点 K的横向误差讨论 两井口间进行主要巷道贯通时，在假定的X轴方向（水平重要方向）的允许值一般规定为米。这在地面控制网误差构成中是点位误差还是横向误差呢？ 如果把反映在地面控制网中的那部分误差认为是两井筒之间相向贯通时的横向误差，那么，这就只考虑了两井筒之间的连线垂直或平行地面坐标Ｘ轴（如图1、图2）的特殊情况。如果把反映在地面控制网中的那部分误差认为是两井筒之间贯通时的点位误差，那就是把两井筒之间的连线放在地面坐标系统的任意位置（如图3）。 一般来说，两井间贯通时只考虑两井间连线的垂直方向，即贯通重要方向，作误差预计时，都作一假定坐标系（通常将两井间的连线作为Ｙ′轴），当然，两个井筒的位置不同，其假定的Ｘ′偏离地面坐标系中的Ｘ轴就是随机的θ角。要把贯通重要方向（X′轴方向）的误差反应在地面坐标系统上，应进行坐标转换，其公式为： 贯通点K的重要方向误差反映在地面控制网上时，是由地面的所构成的，即看作为地面上的点位误差，就一般说，这样认为是比较合理的。两井间的贯通重要方向，因受井田开拓方式、地理地质情况、采区布置的影响，不全是在两井筒连线的垂直方向上。因此，地面控制按两井筒的位置确定其贯通的重要方向也是不全面的。由于上述Ｘ与Ｙ之间的夹角θ值是随机的，按等影响考虑，将中在地面控制网中的那部分误差作为点位误差是可以的。 几种精度配置 随着贯通工程的大小，要求不同，地面控制应达到何等精度才能相适应，期间存在着一个精度配赋问题，下面试探讨几种不同的精度配赋： 两井之间进行井下相向贯通时，若设为贯通相遇点Ｋ的总误差，则把两近井点的相对位置误差认为是1个单位的误差即m，把由两个井的定向测量误差认为是两个单位的误差即2m，把由一个井的井下导线至Ｋ点的测量误差认为是1.5个单位的误差即1.5m，另一井下导线测量至点K的误差同样认为是1.5m，由这几种误差构成的贯通相遇点K的总误差为： ，所以。 贯通测量误差主要来源于井下导线测量误差，为保证两井贯通在限差以内，应首先提高地面测量精度，减少它在贯通相通点K横向误差中的比重，当地面误差只占井下测量误差的三分之一时，总误差中不考虑地面测量误差的影响。若设为K点总横向误差，为地面测量误差，为除地面测量误差外的其它各种测量误差， 则：，所以：。 有文献证明当精度配赋比时，它所引起的控制误差在5.5%以内，起始数据可视为坚强值而起控制作用，平差时可不再改正。 在目前技术条件下，两井口至贯通点Ｋ的复测支导线对控制网的起始数据要求可以这样考虑：综合三角网等级的精度比，国家三等控制网最弱边可以作为四等网的起算边，四等网的最弱边可作为五秒小三角的起算边，其精度比分别为： 用类比的方法取精度比为，即一井口至贯通点K的复测支导线的误差引起K点的误差，是地面控制网误差引起K点误差的倍。若仍为K的总误差，m为地面控制网引起K点的误差， 则有：，所以。 随着技术的发展，在生产中已开始运用陀螺定向代替几何定向，井下导线用较高级的仪器进行测设已成为可能，在这种情况下，要求地面相当高的精度似乎已不那么必要了。若两井间贯通巷道时，地面控制、两个井的定向、两个井的井下采用等影响，则贯通点K的误差为：，所以。 精度配置的选择性 综合上述甲种精度配置方法，当（《煤矿测量试行规程》规定）时，上述四种方法所求得的地面控制网应达到的精度见表1所示。 表1：地面控制网应达到的精度 配置方案 精度配置公式 地面应达的点位精度 备注 1 0.068 1、取两倍中误差为允许误差： 2、单位：米 2 0.080 3 0.095 4 0.112 表1中所载精度要求地面控制点达到的点位精度，第１方案能满足近井点的要求，其它方案能满足困难地区近井点的点位要求。如果Ｘ′轴与Ｘ轴的夹角θ很小或接近90°时，只考虑横向误差，基本上都能达到近井点的点位精度要求。 把地面应达到的点位精度视其为贯通相遇点Ｋ的（即两井间的）纵向误差，则在不同距离的工程中，地面控制网中近井点相对边长中误差见表2所示。 表2： 地面控制网中近井点相对边长中误差 配置 方案 地面控制网 应达到的点位精度 两近井点间边长相对中误差 1.5Km 3Km 5Km 8Km 1 0.068 1/22000 1/44000 1/740