D4 · 出版卷 20

矿山测量与空间控制

控制网、采空区、竣工实测、精度与矿山坐标网

学习目标

完成本课后，学习者应能够区分基准、坐标参考系、矿山坐标网和局部坐标架；解释控制网设计与平差；分开测量、位置和相对不确定度；管理放样、竣工实测与空区证据；审计转换与垂直基准；并为跨专业交换规定空间验收条件。

每次空间交换都以坐标契约开始：参考系、基准实现、适用时的历元、投影、轴顺序、单位、垂直基准、大地水准面或高程模型、矿山坐标网定义、转换版本和物理参考。只有东、北、高三个数字并不完整，“本地网”也不是定义。

把外部基准坐标、工作矿山坐标和设备局部坐标分开。转换可包含平移、旋转、尺度与高程处理。保存方向、参数、残差、所用控制、有效范围和不确定性。不能根据图层视觉对齐推断转换。

控制为放样和竣工实测提供空间参考。网络设计采用稳定标志、适当几何、冗余以及与所需基准的连接。地表与地下网络分别面对可视性、扰动和误差传播问题。条件允许时把控制置于预期变形区外，并监测其稳定。

标志登记表包含身份、坐标、不确定度、标志类型、描述、观测历史、平差、状态和有效性。被毁或移动的标志不能在同一身份下悄悄替换。原始观测与平差坐标应分开保存。

测量不确定度描述一次测量内部由观测、网络几何和约束产生的质量；位置不确定度还包含所连接基准实现的不确定度；相对不确定度描述两个标志间关系。这三者回答不同问题，均须在声明的置信水平上表达。

若决策依赖点间差或转换位置，应传播协方差。把每一分量视为独立标量会高估或低估相对几何。根据具体任务容差评估质量；贯通、品位边界放样、墙体符合性和区域制图要求不同。

采用冗余观测、经校准设备、环境改正和完整设站记录。最小二乘平差能估计坐标与不确定度并暴露不一致，却无法修复认错标志或错误仪器高。检查残差、网络几何、约束和统计检验。

独立检查不能重复使用同一设站或复制坐标。适用时闭合导线与水准路线，重复占站，比较独立方法，并审计现场记录和原始文件。保留被拒观测、原因和授权。

放样把受控设计对象转移到现场。包件应标明设计版本、点线功能、坐标基准、偏移、高程参考、容差、通道和危险。核实设计仍有效，且转换覆盖工作区。说明物理参考是中心线、坡顶、坡脚、孔口、底板还是其他对象。

放样后记录标了什么、如何标、何时标以及不确定度。木桩或油漆自身没有语义；现场移动、爆破破坏或施工可使其失效，须建立检查和替代规则。

竣工测量观察实际几何。全站仪、水准、定位、摄影测量、激光扫描、声呐等方法应根据距离、可视性、表面和危险选择；每种方法都只采样而非获得完整表面。遮挡、水、粉尘与配准均会影响结果。

符合性需要受控比较模型：坐标、时间、对象定义和裁剪相同。报告带符号距离、体积或断面差异，同时给出测量不确定性和未观测区域。区分真实开挖偏差、配准误差与建模伪影。

地下空区可直接、远程测量，也可由生产和历史证据推断。维护“已观测、插值、未知”表面状态。网格补洞必须标明重建，不能把封闭外形伪装成观测。旧巷和无记录空区需要危险控制，而不仅是几何美化。

计算采场或洞穴体积时，说明扫描位置、覆盖、视线、水或碎矿、滤波和闭合方法。在共同已观测范围内比较设计与空区，再分配超挖或欠挖。

椭球高、正常或正高、局部标高和深度不可互换。记录垂直基准与所用模型。地下水准通过受限路径会累积误差；竖井和钻孔传高需要独立检查与适用改正。

垂直不一致会影响排水、水头、台阶底板、重力数据、体积和贯通。水平残差小不能验证高程，必须分别检验水平和垂直分量。

坐标属于一个历元。边坡变形、沉陷、施工或地壳运动会移动控制标志。形变监测需要稳定参考、重复方法、不确定度和因果模型。不能用正在移动的参考证明另一点稳定。

分别存储事件时间、观测时间和处理时间。把不同日期调查拼成“当前图”可能表达一个从未同时存在的几何。表面和状态模型必须带时间戳。

交换应包含持久对象标识、元数据、坐标契约、单位、精度、不确定度、观测方法、原始文件链接和校验值。在适当情况下采用中立格式，同时保留原生证据。每次转换后检查轴顺序、符号、单位、尺度和抽样点。

接收专业应执行验收，而不能认为带“测量”标签就一定适用。测量权限仍属于合资格角色；地质或规划人员不能凭图形外观批准控制平差。

一个合成地下贯通采用由外部基准转换的矿山坐标设计。地表控制的水平位置不确定度为 18 mm、垂直为 24 mm；地下网络在末站的测量不确定度为 32 mm。一个旧转换含高程偏移，但有效范围不覆盖新入口。

复核拒绝简单相加标量不确定度，也拒绝外推旧转换。它建立新的冗余连接观测，计算平差协方差，执行独立地下检查，并计算贯通点间相对不确定度。发布包同时带网格和基准身份，并在最后推进前设置停点。

审计一个含轴交换、未声明高程、局部旋转和混合观测日期的合成文件；修复元数据但不得编造坐标。控制记录应列出标志、观测、平差、不确定度、转换、有效范围、独立检查、放样对象、竣工状态和接收验收。

坐标血缘可重建，且未凭视觉叠加声称具有测量权限时，记录合格。