3. 近井点与井口高程基点的布设
矿井联系测量的任务是把地面坐标系统和高程系统传递到井下,而这一传递的“起点”就落在井口附近的控制点上。近井点用于传递平面坐标,井口高程基点用于传递高程。两者布设是否合理、精度是否可靠,直接决定后续联系测量成果的质量。本节围绕选点、埋设、观测与精度评定展开。
一、近井点的选点原则
近井点是井口附近直接用于联系测量的平面控制点,通常每个井口至少布设2~3个,且应彼此通视,便于相互检核。选点应把握以下要点:
- 位置适中、视野开阔:点位应选在井口附近稳固、便于观测的位置,距井筒不宜过远,一般控制在便于与井下定向设备或地面导线联测的范围内;同时应避开井口沉降影响区和未来开采塌陷范围。
- 通视条件良好:近井点之间、近井点与井口定向连接点之间应保证通视,避免房屋、井架、管线遮挡。GNSS观测时还应保证高度角15°以上天空开阔。
- 地基稳固、易于保存:优先选在基岩或密实土层上,避开填方、边坡、排水沟及施工扰动区,并考虑长期保存与复测需要。
- 便于联测:近井点应能与矿区首级控制网(如D级或E级GNSS点、四等导线点)方便联测,形成闭合或附合路线。
二、埋设要求
近井点标石应具有足够稳定性和辨识度。常用混凝土标石或预制标石,规格可参考:截面不小于200mm×200mm、埋深不小于600mm,顶部设置不锈钢或铜质标志,标志中心刻十字线。标石顶部应高出地面约50~100mm,周围设保护框或警示标识。埋设后需经一段时间沉降稳定再观测,一般不少于7~15天;软土地区应适当延长。每个近井点应记录点之记,包括点位略图、交通路线、周边地物和埋设日期。
三、观测方法
GNSS静态观测:适用于近井点与矿区首级GNSS网的联测。以某矿为例(示例参数):在近井点P1、P2及两个已知D级点上同步架设双频GNSS接收机,采样间隔10s,卫星高度角截止15°,每时段观测时长不少于60min,同步观测时段数不少于2个。观测后进行基线解算与网平差,得到近井点在矿区坐标系统中的平面坐标。GNSS观测应避开正午强电离层时段和多路径严重环境。
导线测量:当近井点需与井下或井口附近导线连接时,可采用全站仪导线。以四等或一级导线为例(示例):使用标称精度2″、2mm+2ppm的全站仪,测回数不少于2测回,测角中误差控制在±2.5″以内,边长往返测距较差相对误差不大于1/40000。导线应布设成闭合环或附合路线,角度闭合差按路线长度分配。
四、井口高程基点的设置与联测
井口高程基点是高程传递的起算点,每个井口至少设置2个,便于检核。基点应埋设在井口附近稳固、不受开采沉降和施工影响的位置,可采用混凝土标石加不锈钢标志,或利用稳固建筑物墙体设置墙上水准标志。基点应避开车辆碾压和积水区。
联测时,以矿区三等或四等水准点为起算,按四等水准测量要求引测至井口高程基点。示例要求:使用DS3级水准仪,视线长度不大于80m,前后视距差不超过3m,红黑面读数差不超过3mm,往返测高差不符值不超过±20√L mm(L为路线长度,km)。联测完成后应比较两个基点间的高差,较差不超过限差时取均值使用。
五、精度评定与成果使用
近井点观测完成后,应进行精度评定:GNSS网检查基线解算质量、重复基线较差、异步环闭合差,平差后给出点位中误差和最弱边精度;导线网检查角度闭合差、全长相对闭合差。井口高程基点联测后,检查往返测高差不符值和两基点间高差较差,合格后取均值作为起算高程。若检核超限,应查明原因并重测,不得直接采用。
综上,近井点与井口高程基点的布设是一项“选得稳、埋得牢、测得准、评得严”的基础工作。选点与埋设保证点位长期稳定,GNSS静态与导线测量保证平面精度,水准联测保证高程可靠,精度评定则为成果能否用于联系测量提供判断依据。只有这些起算点可靠,井上下坐标传递才有坚实根基。