淺談內蒙白家海子煤礦建井前期井筒十字基樁標定工作

摘 要：為做好白家海子煤礦建井前期有關的基礎測量工作，建井前期測量任務主要是布設近井控制網及四等水準控制網；依據井中設計元素標定主、副、風井井筒中心位置；依據工業場地總平面設計圖合理設計布設各井筒十字基樁點的布設位置；精確標定十字基樁點，為礦井建設提供方便。

關鍵詞：十字基樁；測量；標定

前言

井筒十字中線無論是在建井時期還是在以后的生產時期都有著重要的作用，工業廣場主要建筑物位置的標定，井架、天輪、絞車等提升設備的安裝與檢查都是根據井筒十字中線標定的。因此，建礦初期精確標定十字中線以及生產礦井恢復十字中線是煤礦建設和生產中的重中之重?，F以白家海子煤礦為例論述十字線標定的具體方法。

1 項目概況與任務概述

內蒙百家海子煤礦是一個大型煤礦。位于內蒙古東勝區烏審旗，1980西安坐標系大致經度108.59度，緯度大致為38.18度。工業廣場場平標高平均在1219m左右，工業廣場內設主井、副井、進風井、出風井四個立井井筒，井筒表土層全部采用凍結法施工。

根據《煤礦測量規程》《有色金屬礦山井巷工程測量規范》及有關要求，主井、副井、進風井、出風井四個立井井筒每側不少于3個十字基樁點，根據實地情況共擬建4個礦井中心點、48個十字基樁點。

2 已有資料的分析、利用和評價

已有資料：礦方提供的工業廣場周圍GPS控制點8個（水準點），為1954北京坐標系，1985年國家高程基準，經檢測精度符合規范要求。

3 設計原則

3.1 工作要求

為保證十字線點的精度及十字線的垂直度，特制定下列工作程序與原則。

選設井筒十字中線點時，參照最新的工廣平面圖布置圖，本著布局合理、經濟省時，便于保存、且有利于對井筒及井筒附屬物實時監控的原則。

為提高觀測精度，應選擇有利時間段進行觀測，要在井筒周圍無遮擋的條件下完成該項工作。否則，工作程序和方法將大不相同，該項工作將變得繁瑣、復雜，且難以滿足精度。

進井口到井口聯測導線邊數不應超過3個。

3.2 必要的圖紙資料

白家海子礦井總平布置圖；地面控制點；設計的井筒中心坐標及井筒十字中線的坐標方位角；本地區凍土深度（1.7m）；測量人員根據上述資料合理選擇十字中線標樁的位置。

3.3 選點、埋石

為便于十字基樁得到長期保存、盡可能少遭破壞，十字基樁點的布設必須以白家海子礦井工業場地總平面設計圖為主要依據，結合實地情況合理布設。

十字基樁位置的選擇應堅持下列原則：

（1）十字基樁應避開永久性建筑物或構筑物，以免遭到破壞；（2）井筒每側十字基樁點不少于3個。因采用凍結法施工井筒，離井口邊緣最的十字基樁距井筒邊緣距離應不小于30米，各相鄰基樁間距離不小于20米；（3）十字基樁點間通視條件要好，使用方便；（4）十字基樁頂面高程應大致等于工業廣場設計高程；（5）根據土壤的最大凍結深度確定十字中線樁的埋深。

3.4 實地標定

3.4.1 主井、副井、進風井、出風井井筒中心標定

主井、副井、進風井、出風井井筒中心位置標定，以引測的GPS控制點Z005、Z006為工作基點，采用拓普康GTS-332N型全站儀，按極坐標法正、倒鏡撥角取中標定，并同時測記各井筒中心位置的三角高程。

結果要求：井筒中心平面坐標的實測值與設計值互差不超過50mm。如成果超限，井筒中心位置必須重新標定。

3.4.2 井筒十字基樁標定

依次在各井筒中心位置設站，按井筒設計的十字線方位及制定的十字基樁點布設方案，采用拓普康GTS-332N型全站儀用極坐標法標定，并同時測記各十字基樁點處自然地表的三角高程。標定每一個十字基樁點的同時，再在其前后各標定一個方向木樁，用于指導挖掘十字基樁基坑。

3.4.3 十字基樁的建造

按設計尺寸（邊長1500×15000mm，深度視目前自然地表和最終場平標高而定）在地面挖出十字基樁點基坑，用混凝土澆筑，待混凝土初凝后，直接砌磚墻。

樁體用C25混凝土澆鑄，澆鑄過程中，安排專人用粗鋼筋分層振搗，使混凝土密實均勻，澆鑄完畢，用儀器指揮在其頂部預埋金屬構件，金屬構件頂面略高于十字基樁樁體頂部表面。

預埋金屬構件采用15Kg道軌分截成200mm制成，每個金屬構件底面焊接300mm長？椎18鑼紋鋼，鑼紋鋼下端彎成鉤狀，使金屬構件埋設后更加牢固。

十字基樁凝固并穩定后，在十字基樁外砌制中間邊長1500×1500mm、高800mm的24磚墻，磚墻內回填土并夯實，磚墻頂部設置200mm砼圈梁并固高600mm的全金屬護欄，護攔只在主、副井基樁上設置。

3.4.4 井筒十字基樁點精確標定施測

待十字基樁凝固并穩定后，以GPS控制點Z005、Z006為工作基點，采用拓普康GTS-332N型全站儀對主井、副井、進風井、出風井井筒中心位置施測一級光電測距導線，再在各井筒中心位置依次設站，使用檢定過的拓普康GTS-332N型全站儀，采用極坐標法正、倒鏡撥角取中依次標定出各井筒十字線四個方向上最遠的點，隨即按一級導線要求檢測該四個點的垂直程度，經檢測垂直度完全符合規程要求后，再依次照準這四個十字基線點，標定出四個方向上其余八個十字基線點，最后所有的十字基線點統一用？2mm鉆頭鉆眼，并鑲嵌銅心。

一個井筒十字線標定結束，即刻使用拓普康GTS-332N型全站儀，用全圓方向觀測法對井筒十字中線四個方向上的點按一級導線要求觀測水平角，井筒中心至十字基線點的水平距離測量使用拓普康GTS-332N型全站儀采取往返測距的方法施測。具體技術要求如下：

（1）水平角觀測的作業要求

整置儀器確保腳架穩固，在通視良好、成像清晰穩定時方可進行觀測，整置儀器應使圓水準器中水平氣泡居中、管水準器中氣泡偏離不得超過一格，否則，應在測繪間重新整置儀器。

（2）光電測距觀測的作業要求

本設計測邊用拓普康GTS-332N型全站儀，其測距精度為：±（2mm+2ppm*D）。邊長用對向觀測，各測兩個測回，每次讀數4次。

氣象數據按規定讀記，垂直角測兩個測回。測距成果還需按照下列程序進行改正。

測距邊水平距離L歸算到參考橢球面上的邊長S0

計算：S0=L（1-Hm/RA）

式中Hm為測距邊的平均高程。RA為地球曲率半徑取6370km

參考橢球面上的長度S0歸算到高斯平面上的長度S高

計算：S高=S0（1+Ym2/2RA2）

式中Ym為測距邊的中點到中央子午線的距離。RA為地球曲率半徑取6370km

（3）水準測量的作業要求

高程控制采用4等水準測量，四等水準測量技術要求按照《工程測量規范》執行。限差為±20■，L為水準路線長度單位km。

結果要求：

《煤礦測量規程》要求兩條十字中心線的垂直度允許誤差為±10秒。

《有色金屬礦山井巷工程測量規范》中關于標定井筒中心和十字線十字中線的允許偏差±30秒。

4 結束語

建立十字線是一項繁瑣、復雜的精密測量工作，需要解算、糾偏、重新刻點，很難使垂直度一次性達到要求，有時需要反復進行。如成果超限，必須重新標定。

參考文獻

[1]原能源部.煤礦測量規程[S].

[2]《地籍測量規范》.

[3]國家三、四等水準測量規范[S].

[4]商光燦，何濤.煤礦測量手冊[M].北京：煤炭工業出版社，1990.

[5]沈季良，崔云龍.建井工程手冊[M].北京：煤炭工業出版社，1986.

作者簡介：翟宏亮（1982，2-）男，2004年畢業于山東理工大學，獲學士學位，現主要從事測繪工程、工程地質工作。