王　巍

摘要：井筒十字线对于煤矿具有极其重要的作用，十字线的测量结果直接影响到煤矿各类设施的施工质量。由于GPS测量技术相对于常规测量有：操作简单、定位精度高、测站间无需通视、适合全天候测量等优点，本文简述GPS技术在口孜东煤矿井筒十字线测量中的应用。

关键词：GPS井筒十字线静态RTK

0引言

井筒十字线是工业广场各类建筑布置、管线路标定、井筒及井下硐室巷道施工测景的主要依据，在整个矿山施工过程中起着极为重要的作用，应采取有效措施进行布设、维护与管理。

根据建井期的不同阶段对十字线点的不同要求分等级建立十字线桩点，点的数量和埋设要求可灵活掌握。前期即准备期，十字线是满足钻探孔、水文孔和注浆孔的布置，可布置垂直度不大于20′的临时十字线，每个方向不必强调3个点，桩点可用木桩、铁管桩；建井期十字线按正规要求，每个方向至少布置3个点，点位可布置在离井筒较远地点，基础可敷设大一点，垂直度不得大于30″，精度要满足测量技术的要求，但多数点只能服务到井筒施工结束，提升系统及土建安装还需要重新检查恢复井筒十字线；移交期十字线恢复量最大，能保存下来的老点基本上都位于建筑物顶上，十字线点只能逐个方向恢复，然后通过联测、检查和标定，通过整体控制、联测校核，保证精度。

1GPS在十字线测量中的实际运用

下面以口孜东矿基建阶段十字中心线的标定和维护为例。口孜东煤矿是国投新集于2006年开工建设的又一对特大型煤矿。其设计产量为500万吨/年，矿区自然标高为27M左右，地势平坦，交通便利，煤炭储量丰富。

1.1基建初期十字线点的施测矿井前期准备期，依靠工广附近的国家级控制点和航测成果中的C、D级控制点，进行D级GPS控制网的施测，测量仪器选用的是Smart6200兰台套，采取GPS静态的作业办法，观测前使用专业软件进行卫星预报，研究卫星图形强度因子，分析所要观测点的最佳时间段，组织观测图形和所经路线等(见图1)，严格按照GPS测量规范D级要求作业。具体要求如表1：

资料处理采用Smart 6200随机平差软件SpectrUm Survey 3.22进行严密平差。成果资料为北京54坐标系，所有基线向量的精度都符合所要的控制网精度。

待前期控制网完成后，口孜东矿开工前期阶段的十字线标定是利用GPS的RTK技术完成的。RTK技术是GPS测量技术与数据传输相结合而构成的实时定位技术，主要由两部分组成，即基准站和流动站。基准站连续把观测到的卫星数据发射出去，流动站实时差分处理基准站的流动性的载波相位观测值，获取所在点的坐标、高程和精度指标。利用RTK技术，能够满足快速求得厘米级整周模糊度固定解的要求，在接收到较多GPS卫星信号、多路径现象影响小的情况下，RTK在5s内确定整周模糊度固定解的置信度达到99％，做到动态测量时的平面精度达±(10mm+l×10^-6D)。这一精度已经完成能够达到建井前期的技术要求。在桩点保护完好的前提下，可以一直使用到井架准备建立前期。

1.2加密十字线点当矿建和土建安装工程大规模准备开工，前期的十字线点已达不到矿井技术使用要求时，必须在原有点位的基础上增加主、副、风三井十字线方向的点位个数，在每个方向上至少布置3个点，点间距离一般不小于20m，且距井口边缘最低的那个点到井口距离不小于30m，并联系设计单位提供的工广平面图，选取通视条件较好且保存时间长的点位。

在基点点型设计上，根据土质、含水量、冻结深度、工广地面的设计高程和实际高程之差来选之。由于施工条件复杂，工广内建筑物和构筑物、管道、道路密集，又多为机械施工，因此，基点的保护十分困难。为了便于使用和长期保存，基点尽可能避开地面临时和永久建、构筑物，并且设在受采动影响较小的区域内，设置保护围栏或建立保护标志。

1.2.1由于矿井还处于预开工阶段，因此矿内的建筑物并不多，通视条件较好。新埋设的十字线点，通过之前已做好的临近控制点，采用GPS快速静态的方法，在每条十字线上的两端定出两点，并刻在基点桩的钢轨上，再利用这每条十字线两端的点，通过全站仪穿线的方法，加刻出线上其他各点。注意的是，每个基点桩钢轨上的孔不能刻得太深，以便接下来的改刻不受影响。

1.2.2待刻点全都刻好后，利用附近的控制点，选取工广内适当的点位进行加密控制，在矿内选取合适的点位(根据实际图纸，选取2、3个工广内的点位，以便经后联测使用)，进行D级GPS控制网的施测，方案如图2。

由于D级GPS控制网所涉及到的点，在技术要求上存在点对点之间距离较远的情况，对于工广内比较密集的十字线点来说不宜参与其中，因此必须再次加密控制网。并严格按照四等三角控制网的测量要求，利用全站仪观测出数据，内业使用平差软件计算出坐标结果，最大点位误差[AEl]=0.0034(m)，最大点问误差=0.0055(m)，平面网验后单位权中误差=2.17(S)。

1.2.3控制点加密之后，由于工广附近的控制点数目的增加，按照一级导线的测量要求，分别联系测量出各十字线点的观测值。

1.2.4为了提高各十字线点的方位准确精度，实地根据内业计算的数据改刻各点。待改刻好后，再通过导线测量得出各点的坐标，并检查结果，最终达到十字线点的设计要求。

1.3十字线点的维护矿井基建过程中，由于井筒施工采用的是冻结技术，因此地表位移再所难免，再加上地面施工条件复杂，高等建筑物的不断增加，十字线点可能会造成点位位移，因此，在十字线点完全刻好后，维护工作相当重要，在日常的测量活动中，应当经常检查十字线点的点位情况，如若发现点位之间的距离偏差较大，或方位角偏差较大，就应当采取维护措施，以免影响矿井工程施工放样。

出现问题的点位较少，可根据附近的控制点和其他情况较到的十字线点进行导线测量，通过内业平差计算出偏移量，并重新改刻出问题的点，再次导线测量出新的点位坐标，录入矿井十字线资料中。由于大范围的工程施工影响，出问题的点较多时，选取情况较好的十字线点和外围控制点重新进行一次联系测量，根据实际情况制定联测方案，一方面保证十字线点的数据质量，另一方面保证与之前的坐标系统达到吻合，对矿井井架施工、绞车房提升中心线施工等项目工程不造成前后影响。

2结束语

由于GPS技术在十字线测量中的运用，我们相对于以往的常规测量，在保证测量精度的同时，最大限度地减少外业工作量，从而使整个施测工期达到最短，并且维护工作也相对方便了。最终依靠这一技术，完成了口孜东矿的十字线的设定。

D级GPS网布设方案合理，图形结构坚强，点位密度分布符合要求，能较好的满足下一级发展和工程施工的需要。点位选址恰当，易于保存；标石制作符合规定，标石埋设稳固；观测记录认真，观测方法正确，观测精度可靠；平差计算正确，各项精度指标满足规范和技术设计的要求。