權(quán)志剛

摘 要：隨著測繪技術(shù)的發(fā)展，全站儀在礦山井下測量中已廣泛使用。由于煤礦井下工作環(huán)境比較惡劣，嚴(yán)重影響導(dǎo)線測量精度。根據(jù)自身實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)對如何提高井下測量精度的情況進(jìn)行分析，與大家進(jìn)行討論交流。

關(guān)鍵詞：全站儀；測量精度；誤差

1 概述

隨著時(shí)代的發(fā)展， 全站儀在礦山測量中得到廣泛應(yīng)用。全站儀的使用已經(jīng)代替了傳統(tǒng)測量中使用經(jīng)緯儀、鋼尺丈量距離進(jìn)行導(dǎo)線測量。全站儀測距、測角已經(jīng)達(dá)到非常高的測量精度，測角中誤差精度已達(dá)到±2″。全站儀是一個(gè)集經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等功能為一體的高技術(shù)測量儀器，能同時(shí)測量水平角、豎直角、距離（斜距、平距）、高差等功能于一體的測量工具。因此，全站儀在地面及井下測量中應(yīng)用都非常廣泛，并且技術(shù)已非常成熟。但是，由于井下作業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜，影響全站儀測量精度的外部因素較多，如淋水潮濕、能見度低、巷道起伏較大等因素。在井下巷道施工中，遇到很多超過3000m以上的大型貫通工程，對巷道貫通的精度要求比較高。尤其是不沿煤層掘進(jìn)的聯(lián)絡(luò)巷、運(yùn)輸、回風(fēng)等大巷距離超過3000m的貫通，根據(jù)實(shí)際工作中對提高測量精度的理解，進(jìn)一步總結(jié)分析全站儀測量時(shí)的規(guī)律。

2 井下全站儀測量的特點(diǎn)

井下測量受作業(yè)環(huán)境的影響，不同于地面測量。主要特點(diǎn)有：

2.1 由于井下導(dǎo)線測量受巷道條件的制約，井下導(dǎo)線點(diǎn)隨巷道掘進(jìn)進(jìn)行逐步敷設(shè)，不像地面測量那樣可以有GPS網(wǎng)、交會法等多種方法。由于巷道通視條件差，行人、車輛來往頻繁干擾大，導(dǎo)線點(diǎn)一般布設(shè)在巷道頂板上。測量時(shí)需進(jìn)行點(diǎn)下對中，邊長距離長短不一。布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)時(shí)，保證在兩點(diǎn)通視的前提下盡可能的使邊長越長，這點(diǎn)提高精度很關(guān)鍵。

2.2 全站儀使用方便工作效率高

由于井下測量放線時(shí)，一般情況巷道迎頭進(jìn)行掘進(jìn)，巷道內(nèi)粉塵比較大、能見度低，迎頭掘進(jìn)停了才能進(jìn)行測量放線。全站儀自帶激光測距裝置，測距時(shí)使用全站儀測量可節(jié)約很多時(shí)間，在井下通視的情況下，全站儀至少可測400m，盡可能減少對巷道掘進(jìn)時(shí)間的影響。

3 井下測量誤差分析及如何提高精度

3.1 儀器誤差

由于井下使用的儀器不完好和校驗(yàn)不完善引起的，主要有：①視軸誤差，由于視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸產(chǎn)生的誤差。測角時(shí)，可以采用正倒鏡對同一目標(biāo)觀測讀數(shù)，可消除視軸差的影響。②水平軸傾斜誤差，由于水平軸不垂直于豎軸引起的誤差。③豎軸傾斜誤差，由于豎軸整置不正確、照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不正確及外部因素影響所引起的誤差。豎軸傾斜誤差不能通過正倒鏡觀測讀數(shù)取平均數(shù)消除。因此，架設(shè)儀器時(shí)應(yīng)將架腿踩實(shí)，對儀器進(jìn)行精確整平。在進(jìn)行重要大型貫通時(shí)，根據(jù)要求加入這項(xiàng)改正數(shù)。

綜上所述，視軸差與水平軸傾斜誤差對測量的影響可采用正倒鏡觀測的方法消除或減少；豎軸傾斜誤差只能采取加改正數(shù)或用整平水準(zhǔn)軸的方法消除或者減少影響。

3.2 井下測量儀器對中誤差

井下測量一般使用點(diǎn)下對中，儀器對中誤差是由導(dǎo)線點(diǎn)與儀器中心不在同一個(gè)鉛垂線上而產(chǎn)生的誤差。儀器對中誤差對水平角測量影響較大，邊長越短，影響越大。在測量短邊時(shí)，進(jìn)行兩次以上對中獨(dú)立測量進(jìn)行平均，盡可能的減少儀器對中誤差對水平角測量的影響。

3.3 井下測量的瞄準(zhǔn)誤差

由于使用全站儀瞄準(zhǔn)目標(biāo)位置偏離了實(shí)際位置所產(chǎn)生的誤差。其對測角影響規(guī)律是：與儀器照準(zhǔn)高度、目標(biāo)位置傾斜角度成正比；與測量邊長距離成反比。同時(shí)，要盡可能的減少測量人員觀測時(shí)對測量角度的影響。觀測目標(biāo)時(shí)，儀器十字絲必須清晰，對目標(biāo)應(yīng)進(jìn)行兩次瞄準(zhǔn)讀數(shù)，對讀數(shù)進(jìn)行比較，如相差較大應(yīng)再進(jìn)行瞄準(zhǔn)度數(shù)。

3.4 外界環(huán)境影響

井下環(huán)境條件復(fù)雜，如井下的濕度、氣壓、溫度、粉塵、照明度等因素，也會給測量帶來誤差。但由于井下環(huán)境較為穩(wěn)定，不像地面天氣環(huán)境多變，根據(jù)礦井實(shí)際氣壓、溫度、濕度等數(shù)據(jù)對儀器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

3.5 特殊環(huán)境下測量不準(zhǔn)的情況如何提高測量精度

①兩點(diǎn)之間溫度和氣壓差別大

通過風(fēng)門進(jìn)行測量時(shí)，由于風(fēng)門前后溫度和氣壓差別很大，光波傳播速度不一致，氣壓差別大導(dǎo)致氣象改正數(shù)計(jì)算不準(zhǔn)。這樣情況下，應(yīng)把風(fēng)門打開5-10min，等溫度和氣壓穩(wěn)定后再進(jìn)行測量。

②儀器離底板或設(shè)備不能過近

例如在我礦011803工作面機(jī)巷貫通點(diǎn)處觀測時(shí)，由于巷道起伏大，有一測站距離反射不過來，當(dāng)時(shí)儀器可勉強(qiáng)看到棱鏡，電池電量也充足，就考慮到視線離底板太近，重新架高儀器后，問題得到解決。一般情況下，儀器視線距離巷道頂?shù)装宓日系K物應(yīng)保持在0.5m以上，保證光波能正常折返。

③濕度過大、粉塵較多等能見度低

這種情況下最好不要進(jìn)行測量工作，此時(shí)巷道內(nèi)光波最容易被反射，造成提前被全站儀接收或距離反射不回來無法測量，在測角時(shí)由于視線不好產(chǎn)生折射，使觀測的目標(biāo)已偏離實(shí)際位置，直接造成粗差。這種情況，可以等巷道內(nèi)粉塵減少、炮煙排除干凈后再進(jìn)行測量。

④電磁干擾

井下進(jìn)行測量時(shí)，機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生的電場和磁場都會對測量造成影響。實(shí)際上井下任何巷道都有電纜、電機(jī)等機(jī)電設(shè)備，平常由于干擾小，常常忽略不計(jì)。當(dāng)儀器架設(shè)在變電所、大型電機(jī)等設(shè)備附近時(shí)，測量距離時(shí)誤差非常大。這時(shí)，盡量關(guān)掉電機(jī)設(shè)備或選擇遠(yuǎn)離上述設(shè)施的線路進(jìn)行測量。

⑤風(fēng)流過大

在風(fēng)流過大的巷道內(nèi)測量時(shí)，應(yīng)使用重量較大的錘球，瞄準(zhǔn)時(shí)盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)垂線的根部。儀器進(jìn)行對中時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的擋風(fēng)措施，減少錘球晃動，提高導(dǎo)線測量的精度。

4 結(jié)束語

測量是礦山的眼睛。測量工作嚴(yán)重影響著礦山的安全和生產(chǎn)。只有提高井下測量的精度，確保巷道的準(zhǔn)確貫通，才能夠保證礦井安全生產(chǎn)的有序進(jìn)行，為礦山的安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

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