安林地区矿山测量GPS控制网的建立及应用

安林地区矿山测量GPS控制网的建立及应用

SerialNo.483July.2009

现　代　矿　业

MORDENMINING

总第483期

2009年7月第7期

安林地区矿山测量GPS控制网的建立及应用

王纪林

(河南省有色金属地质矿产局第一地质大队)

摘　要:介绍了安阳矿产资源分布相对集中,通过对安林地区矿区测量GPS用,以发挥该控制网良好的精度和更大的应用价值。

关键词:GPS控制网;建立及应用中图分类号:TD173　　:B)07201352021　概　述

矿产资源比较丰富,

、煤层气、铁、熔剂灰岩、水泥灰岩、冶金用白云岩、玻璃用石英砂岩、含钾页岩、橄石正长岩、水泥粘土等,主要分部于安阳市的西部和北部。近两年国家实施矿山储量动态监测政策,定期对各矿山企业的矿产资源储量进行监测,不仅可随时掌握资源开采情况和储量减少情况,防止企业盲目投资开采、越界开采、恶性开采。而且为矿山管理部门提供准确的采矿(探矿)许可证的范围、拐点坐标、面积;还为矿山管理部门办理矿山采矿权的登记、延续、变更提供重要依据。为此,在安阳县西部至林州市东部矿山企业分布比较集中地区,建立统一的GPS控制网,为能够及时、准确地采集到矿山基础资料提供依据。

测区属于平原重丘区,植被稀少,且有村村通路网相连,交通较为方便。测区平均海拔250m,东西

2

长25km,南北宽16km,控制面积约400km。矿山企业大体沿安林路(安阳至林州)分布,布局零散,周围地形地物经常被破坏,采用常规测量方法实测难度比较大,因此采用GPS测量。2　GPS网的布设

该GPS控制网建立的主要作业依据为《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T1831422001)、《地

(GB/T183412质矿产勘查测量规范》2001)和《矿山测量规范》以及矿山动态储量检测设计书。

测区周围有国家二级点2个、三级点1个和四级点1个,均为1954年北京坐标系、1956年黄海高程系。该控制网由4个国家控制点和新布设25个

点组成。以一个二级点为计算点,一条二等边为起算方位长度投影到克拉索夫斯基椭球面上。测区在同一三度带内,故采用国家统一的中央子午线114度三度带投影。

GPS控制网的布设满足各种规范规程的要求,

同时以矿山企业分布为依托。在确保控制点点位选埋以及布设边长达到GPSE级网要求的基础之上,满足服务对象对测绘成果精度要求。3　GPS网的观测特点

观测工作采用四台中海达HD8200E型单频接收机,以静态作业模式,根据基线长短分别取60min和120min时段不等,按卫星高度角≥15°,有效观测卫星数≥6颗,数据采样间隔为15s,GDOP≤8实行观测。四台接收机根据交通调度与作业组织、设计网形等,按四边形同步图形组织观测。构网方式以连式为主。网中尽量采用ratio≥3.0的固定双差解基线,构成具有足够的异步环图形,以保证进行有效可靠性地检测。构网控制点29个,采用基线77条,同步环37个,异步环33个。

控制区域东西长、南北狭窄,以主要交通线(安林公路)为主线,分布其两边,按四边形同步构网,结合国家已知点分布特点,构建东西方向附和型控制主网。南北方向,依据矿山企业分布特点,以主控制网为框架,组成加密控制网。其观测精度跟主控制网为同精度观测。

安林地区属暖温半湿润大陆性季风气候,植被稀少,平原重丘区的地形特征,使得点位选取及其灵活。在满足规范规定的前提下,多分布于交通便利、岩石比较稳定、通视条件较好的地方。

控制网边长相差较大是其又一特点,对于边长较短的控制基线,在观测过程中,对其进行加强,进行同步观测。

135

王纪林(1955-),男,河南林州人,工程师,455004河南省安阳市。

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总第483期　　　　　　　　　　　　　　　现代矿业　　　　　　　　　　　　2009年7月第7期4　GPS网平差与质量统计分析

二维平差边长相对精度统计见表5。

表4　二维平差点位经度统计

区间/cm

点数/个百分率/%

0.2～0.4

1760.7

0.4～0.6

517.9

0.6～0.8

621.4

基线解算采用HDS2003随机商用数据处理软件,按自动方式解算。表征基线可靠性与精度的异步环闭合差见表1。

表1　基线可靠性与精度的异步环闭合差

区间×10-6

环数/个百分率/%

2163.6

618.2

412.1

26.1

最大

0.70

8.23

表5　二维平差边长相对精度统计

区间×10-6

数量/个百分率/%

0～24974.2

2～41015.2

4～661

>611.5

最大

8.10

由表1可见,闭合差均在限差以内,构网基线内部结构是可靠的。

网平差采用HDS2003随机商用数据处理软件完成,解算包括项目属性确定(、统选择、投影方式)、(坐、进行二维),最后按标准格式提供各种成果资料,统计各项精度指标。

在WGS284坐标系下的无约束自由网平差情况可反映出GPS网的内部附和精度。三维无约束平差边长相对精度列于表2。

表2　三维无约束平差边长相对精度

1/3～区间

1/10万

边数/个6百分率/%9.1

1/10～1/50万2436.4

1/50～1/100万2233.3

1/100～1/150万

812.1

<1/150万69.1

-6

(/12.35万),优于《,对该控制网内部符合精度及二维平差后的成果精度,均能达到或优于技术设计要求。

5　GPS网可靠性外部检验

GPS网在平差工作完成之后,采用光电实测边和在两对控制点间布设附合导线网的方法,来验证该网的可靠性与精度。采用徕卡TC402全站仪为观测仪器,按一级导线观测要求进行。选择有代表性的4条控制边进行比较,统计结果见表6。

表6　4条控制边比较统计结果

编号

1221021115216

GPS解算光电实测

边长/m边长/m565.489672.175189.214214.507

#

交差

0.0040.0080.0060.004

相对中

/m误差(

-1

)

备注控制网一端,观测条件良好控制网中间,观测条件一般周围植被较多,观测条件较差距高压线约60m,观测条件一般

565.493672.183189.22214.511

#

141372840223153653627

三维无约束平差坐标中误差(相对于起算点而言)列于表3。

表3　三维无约束平差坐标中误差

区间

/cm0～0.2

0.2～0.40.4～0.60.6～0.80.8～1.0

纬度mB

5230000.4

数量经度mL

2224000.47

高度mh

0415630.94

小计

7491963

百分率

/%8.358.322.67.23.6

23224

526和728工程分布密集,建筑物众多。在其之间布设加密导线网。观测结果见表7。

表7　观测结果

点名

G08G07T28T29T30T31T32T33T34T35G06G05

/m

X

Y

角度

/dms

距离

/m456.2620642.1960584.2410451.8700594.0130352.6210693.0750357.6580418.7590

方位角

/dms237.2107245.0508243.3120229.4715243.3508251.3107268.0755237.2108215.1035219.1301254.2853187.5313

最大

/m

由表2和表3可见,GPS网内部精度是较高的。

其中最大高度中误差为0.94cm,该点位于控制网的最南端,距离两高等级控制点约16km,其精度满足《地质矿产勘查测量规范》规定。

由于该控制区位于114中央子午线两侧,且东西最远距离中央子午线小于40km,所以中央子午线对长度的影响很小。为了提高GPS控制网经度,二维网平差以两个二级控制点作为起算数据,这实际也是最少约束的坐标转换计算。二维平差点位经度统计见表4。

点位误差最大0.7cm的点,距离两起算点最近11.8km。136

6269.18144268.544

5867.07043640.942187.43585674.85843227.132178.26095388.52942652.286166.15515011.32142206.116193.47504810.29741801.413187.55564621.99241238.024196.36464610.49740885.584149.13084236.59540302.000157.49223944.24640095.950184.02223619.80239831.181215.15503488.06039356.737

角度闭纵坐标差横坐标差全长闭合差相对闭合差导线全长合差wfxfyfsk[s]

-33.7

0.054

0.082

0.098

1:46362

4550.695

由以上统计结果可以看出,无论是单条边长的

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井下放顶煤采煤工作面瓦斯治理装置

张盼福

(山西焦煤集团

　()

吕爱平

山西三益电子计算机公司)

摘　要:介绍了煤矿井下放顶煤(综放)工作原理,分析点,关键词:瓦斯治理装置;;中图分类号:T:B:167426082(2009)07201372031　作面上隅角和放顶煤采煤工作面液压支架上,利用瓦斯导风管通往采煤工作面回风巷或采区主要回风

道。

(1)瓦斯分离器。由筒体、瓦斯释放帽、瓦斯释放孔和把销构成,瓦斯释放帽设在筒体的顶部,瓦斯释放孔和把销均匀设在筒体上。瓦斯分离器与檒风通风器相连接,瓦斯分离器和檒风通风器设在煤矿井下采煤工作面上隅角后方的采空区上方旁侧的边缘处。瓦斯分离器旨在使煤(岩石)与瓦斯分离。

(2)瓦斯导风管为抗静电特制玻璃钢圆管。瓦斯导风管与三叉排风器和檒风通风器相连接,设在煤矿井下采煤工作面顺槽超前支护20m方向回风巷的上方旁侧和采煤工作面回风巷道的上方旁侧。瓦斯导风管是瓦斯输送的主要通道。

(3)三叉排风器为扇状四通抗静电玻璃钢筒体。设在煤矿井下采煤工作面顺槽的超前支护回风巷的上方旁侧和采煤工作面回风巷上方旁侧的巷道中。三叉排风器的功能使风流和瓦斯永远按一定方向运动,防止风流方向逆转。

(4)檒风通风器。由檒风曲线体、变线体、集风道等构成,主要功能是形成强大的檒风效应,按所要排,提前10d完成任务。从质量和工作效率上得到管理部门的一致好评。

参　考　文　献:

[1]　《全球定位系统(GPS)测量规范》[S](GB/T1831422001).[2]　徐绍铨,张华海等.GPS测量原理及应用[M].武汉大学出版

,绝大部分采用壁式采煤工作面,

为了实现高产和提高回采率,近几年我国煤矿已经历史性实施了放顶煤采煤工作面,即综放采煤工作面,实现了厚煤层一次采全高突破性转变,促进了煤矿井下厚煤层开采采用放顶煤采工作面的发展。

然而放顶煤(综放)采煤工作面存在放顶煤处瓦斯积聚难以处理的缺陷,已成为当今煤矿安全生产的世界性难题。工作面放顶煤处的瓦斯浓度大大超过《煤矿安全规程》规定,有的高达6﹪以上,严重地威胁着从业人员的生命安全和煤矿井下的安全生产。是采煤工作面重大隐患,也是重大危险源。

为了从根本上解决放顶煤采煤工作面重大隐患,消除重大危险源和避免瓦斯爆炸,研制了煤矿井下放顶煤采煤工作面瓦斯治理装置,可以解决煤矿井下放顶煤采煤工作面存在的瓦斯积聚超标的问题。2　放顶煤采煤工作面瓦斯治理装置的结构组成

煤矿井下放顶煤采煤工作面瓦斯治理装置由瓦斯分离器、瓦斯导风管、三叉排风器、瓦斯输送管和檒风通风器组成的综合装置,设在煤矿井下采煤工解算长度,还是附合导线角度边长混合计算。其精度均达到规范要求,能够满足工程需要。6　工程应用

2007年安阳县矿管局组织专业测绘单位,对其管辖的40多家矿山企业进行实地测绘,运用该控制成果,借助先进的GPS测量仪器和合理的人员安

张盼福(1954-),男,高级工程师,河北曲阳人,现从事通风与安全技术研究、教学工作,030024山西省太原市。

社.

[3]　刘绘恩.安阳市矿产资源形势与可持续发展战略之我见[J].

河南国土资源,2003(s1).

(收稿日期2009202225)

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1tqi.html