建立矿区工程基础坐标系统探析

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1、建立矿区工程基础坐标系统探析【摘要】通过对矿区现状分析，说明建立矿区工程基础坐标系统的必要性，以及优势。理论上探讨建立工程基础坐标系统的可行性，利用现代测绘技术完全可实现理论方案。【关键词】工程基础坐标系统；似大地水准面；水准测量工程基础坐标系统是矿业生产的一项重要基础建设，建立矿区工程基础坐标系统，是开发矿藏资源不可缺少的重要一环。基础坐标系统质量的好坏，将会直接影响矿区建设速度、效率、安全和工程质量，其具体表现在以下两个方面：（1）工程基础坐标系统是测绘地形图、地籍图的基础。在基础坐标系统的控制下，应用现代测绘仪器可以便捷地测定特

2、征点的三维坐标（平面坐标和高程坐标）。测绘的地形图、地籍图能相互拼接并保持精度均匀，不致发生重测、漏测的现象。（2）工程基础坐标系统是矿区各种工程测量的基础。在矿区建设和生产的各个阶段，都要进行各种工程测量。如建筑物的放样，大型设备安装，井上下联系测量，贯通测量，井塔变形监测，采空区的地表移动观测，铁路地基变形监测，钻孔定位，等等。建立基础坐标系统，既可以保证各种工程测量的成果精度，又使测量工作的组织简单易行。7下面以济宁二号煤矿为例，进一步探讨建立矿区工程基础坐标系统的方法。济宁二号煤矿位于山东省济宁市任城区兖新铁路以南，东西宽10

3、km，南北长6~11km，面积约为90。本矿区属于平原地形，井田内部地形平坦，地势北高南低。地面标高在左右，地势坡度约为0.4‰，是一个由东北向西南逐渐降低的滨湖冲积平原。矿区的平面四等控制网是以6个国家三等控制点（北京54系统）作为起算点，该网原为附和网，但由于起始数据仍采用三等三角点的坐标，精度较低。为满足生产需要，又建立一套利用导线测量测得的自由网点（在西安80基础上改造形成新北京54坐标系统）。因此，济宁二号煤矿控制网目前有自由网和附和网两套坐标，正常使用的是自由网。济宁二号煤矿属于新建矿井，涉及到多种坐标系统。由于过去矿区平

4、面系统是采用导线测量的方法来建立的，精度较低，而且其坐标系统是依靠所测的导线点来维持的，由于地下开采以及周边农村村民等的人为破坏，原传递坐标系统的控制点，多数已经丢失或移动，已不能对原有的坐标系统进行维持，不能保证矿井安全生产和建设的要求。重新建立浪费人力、物力、财力。一旦发生突发事件用过去常规方法建立的坐标系统将无法应付。因此建立矿区基础坐标系统，以满足日常工作要求，特别是满足处理偶然事件或突发事件的要求，提高矿区控制网的安全性与可靠性是必要的。71常规方案存在的问题建立井田控制的基本原则是：坐标系统统一、精度一致、密度均匀。应用常

5、规方法建网，设计、施测等工作均按此原则进行，整网成果在短时间内也能达到这一原则要求。但是随着时间的推移，由于采矿或其它人为因素的影响，控制网中的部分控制点受到不同程度的破坏，从而破坏了坐标系统的一致性与延续性，维持坐标系统的控制网也就失去了意义，这是常规方法致命的弱点。如果要补充建网，就会出现有两套坐标系统的情形；如果要重新建网，不但有多套坐标系统的问题，而且还存在需要经常重复建网的问题。否则，一旦发生突发事件，用常规方法或GPS定位方法均不便进行快速定位而难以应付。济宁二号煤矿的近井网已经遭受破坏，井田范围控制网的部分控制点也已受到

6、损毁，问题已经出现。为了工程建设和生产需要，为了避免常规建网方案存在的缺陷，必须采用新的技术、新的思路、新的方案。新的方案的基本思路是：通过建立基础坐标系统，利用新的测量手段来保证整个矿区各项工程建设和生产需要。2新方法的利用71、平面坐标系统是依靠少量的控制点（设计的主点）来维持的，且主点位于工业广场和生活小区中，不易受到破坏且易于维护，即使部分控制点受到人为的破坏，利用GPS测量也比较容易恢复；另外，利用主点建立工程基础坐标系统，可以对矿区范围内任意点进行快速定位。主点网是矿区平面基础坐标系统的主要组成部分，是实地基础坐标系统的具

7、体体现，起保持基础坐标系统的作用。利用主点网可以对副点网的变形情况进行定期监测，保证矿井建设的顺利进行与安全生产；当副点网遭受破坏时，可以由主点网恢复，避免了从国家控制网上引测，因而可节省大量的人力、物力和财力。主点网保持平面坐标系统基准（坐标、方位和距离基准）并提供常规高程测量起算点。2、建立高程坐标系统的必要性。根据方案设计，在建立矿区高程坐标系统、形成矿区的似大地水准面模型工作中，按照规范要求，每个GPS水准点的控制范围约为1~2时，测区内可以满足至少四等水准测量的要求。因此，在测区范围内布设约50个GPS水准联测点，水准测量按

8、三等水准测量要求施测。起始高程点采用工业广场和小区内的3个二等水准点。50个GPS水准联测点较为均匀地分布于整个矿区，平均距离1.5公里左右。其中，有6个国家三等控制点也作为GPS水准联测点，目的是为了确定与矿区原有坐标