呂宗文

摘 要：礦山井下的測量精度對于礦山開采有著十分重要的作用和意義，在實際開發(fā)的過程中需要以測量技術(shù)為導(dǎo)向進行針對性的研究和開發(fā)，進一步確保精度能夠進一步提升。

關(guān)鍵詞：礦山開采;導(dǎo)線測量;精度提升方法

1 前言

礦山井下的儀器運行過程中測量精度的提升有著重要的意義，現(xiàn)在已經(jīng)有很多相關(guān)的先進技術(shù)得到深入的應(yīng)用，全站儀是其中較為重要的技術(shù)應(yīng)用所需的儀器，其工作精度有著重要意義。

2 礦山井下全站儀導(dǎo)線測量概述

全站儀是集測角量邊為一體，由微處理器控制自動進行測距、測角，自動歸算水平距離、高差和坐標(biāo)等，還能進行施工放樣，自動記錄數(shù)據(jù)，使用極為方便，它幾乎可以完成各種常規(guī)測量儀器所做的工作。全站儀的工作原理與傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀類似，但它又具備以下特點：（1）只需一次照準(zhǔn)反射棱鏡，就能測得水平角、角豎直角和斜距，算出測點的平面坐標(biāo)和高程，并記錄下測量和計算的數(shù)據(jù)。（2）通過全站儀的主機或電子手薄的通訊接口，可實現(xiàn)全站儀與計算機或其他外圍設(shè)備間的數(shù)據(jù)通訊，從而使測量數(shù)據(jù)的獲取、管理和計算機繪圖形成一個完整的自動化測量系統(tǒng)。（3）利用全站儀能夠處理計算數(shù)據(jù)功能的特點，配合相應(yīng)的應(yīng)用計算軟件可實現(xiàn)導(dǎo)線測量、碎部測量和施工放樣等計算任務(wù)。（4）全站儀內(nèi)部有雙軸補償系統(tǒng)，可以自動測量儀器豎軸和水平軸的傾斜誤差，并對角度觀測值加以改正。

3 礦山井下全站儀導(dǎo)線測量誤差分析

3.1全站儀的儀器誤差

全站儀的儀器誤差主要由于儀器各幾何關(guān)系不正確和檢校不完善所引起的。這主要包括：（1）視準(zhǔn)軸誤差。這是由于視準(zhǔn)軸不垂直于儀器橫軸時產(chǎn)生的誤差。造成盤左盤右兩個位置上大小相等，符號相反。（2）橫軸誤差。這是由于橫軸不垂直于儀器豎軸的誤差。造成盤左盤右兩個位置上大小相等，符號相反。（3）豎軸誤差。這是由于儀器豎軸不鉛垂所產(chǎn)生的誤差。造成豎角越大，誤差越大，而且還和觀測方向與垂直軸傾斜方向所夾的角度有關(guān)。

3.2全站儀井下對中誤差

這主要是井下點位與全站儀測站中心不在同一鉛垂線上所產(chǎn)生的儀器對中誤差。其對觀測方向值的影響規(guī)律是：（1）與其線量對中誤差成正比。（2）與距離成反比，邊長越短，對水平角的影響越大。

3.3全站儀井下測量鏡站的瞄準(zhǔn)誤差

主要是從全站儀中心至反射鏡反射點之間的測距引起的誤差。其對觀測方向值的影響規(guī)律是：（1）與瞄準(zhǔn)高度、目標(biāo)傾斜角成正比;（2）與邊長成反比。

3.4測距誤差

主要是從全站儀中心至反射鏡反射點之間的測距引起的誤差。測距誤差包括固定誤差（對中誤差、儀器常數(shù)和測相誤差）、比例誤差（測尺頻率誤差、光速誤差、大氣折射誤差）和周期誤差。

3.5外界環(huán)境條件

如井下濕度、溫度、礦塵量、照明度等的變化因素，也會給測角量距帶來誤差。但由于井下條件較為穩(wěn)定，不像地面那樣受季節(jié)、天氣的變化影響，在短暫的測角時間內(nèi)可以認(rèn)為是基本穩(wěn)定的，故不考慮。

4 提高礦山井下全站儀導(dǎo)線測量精度的方法

4.1一測回中采用盤左盤右進行觀測

由上述分析可知全站儀視準(zhǔn)軸誤差、橫軸誤差對觀測方向值的影響為盤左盤右兩個位置上大小相等，符號相反。用盤左盤右觀測同一目標(biāo)時取其平均值可消除和削弱這兩項誤差帶來的影響。觀測過程中應(yīng)嚴(yán)格保持照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器氣泡居中，可消除和削弱豎軸誤差，同時亦可消除豎盤指標(biāo)差的影響，從而提高井下全站儀導(dǎo)線的精度。

4.2井下采用三架法進行導(dǎo)線測量

在井下平面控制測量中，一般都要進行7義級導(dǎo)線測量。由上述分析知全站儀在井下對中誤差，對觀測方向值的影響，與其線量對中誤差e成正比。采用全站儀三架法來進行測量導(dǎo)線測量，可減小井下對中誤差。從而提高了井下全站儀導(dǎo)線測量的精度。而且可節(jié)省前視點進行對中整平的時間，加快測量速度。

4.3適當(dāng)加大垂球重量

目標(biāo)盡量瞄垂球線的根部由上述分析知，全站儀在井下測量由于照準(zhǔn)誤差嚴(yán)重影響井下測量精度，這主要由于井下測量氣流大，鏡站在點下對中，垂球擺動幅度大。因此測量時可采用適當(dāng)加大垂球重量，減小晃動，瞄準(zhǔn)時盡量瞄垂球線的根部，來提高井下全站儀導(dǎo)線測量的精度。

4.4邊長測量

全站儀應(yīng)注意設(shè)置為棱鏡激光模式，在氣象數(shù)據(jù)中輸入井下氣壓和溫度值，要經(jīng)常檢查常數(shù)改正是否與使用的反光鏡匹配。還應(yīng)十分注意鏡面不得有水珠或灰塵玷污。井下坑道中有瓦斯時，應(yīng)采用防爆型全站儀。無論是平巷邊長測量還是斜巷三角高程測量，都進行往返測量，來提高井下全站儀導(dǎo)線測量的精度。

4.5限制測角誤差的傳遞

當(dāng)井下全站儀導(dǎo)線前進一定距離后或短邊巷道測量，使用陀螺全站儀加測短邊陀螺方位角，提高井下全站儀導(dǎo)線測量精度。

4.6井下導(dǎo)線測量先布設(shè)低級導(dǎo)線指示坑道掘進

后布設(shè)高級導(dǎo)線對低等級導(dǎo)線進行檢查校正。盡量沿坑道中線布設(shè)，邊長盡量接近相等，導(dǎo)線布為雙交叉或閉合形式，這樣提高了點位橫向精度，從而提高了井下全站儀導(dǎo)線測量的精度。

4.7進行礦山井下全站儀高精度導(dǎo)線測量

導(dǎo)線邊長加入化算到坑道高程面和投影到高斯投影面的改正。這樣，減小歸化與投影所產(chǎn)生的長度變形，從而提高了井下全站儀導(dǎo)線測量的精度。綜上所述，由于礦山井下工作環(huán)境較為復(fù)雜，如果測量人員缺乏實際測量工作經(jīng)驗，很容易在測量工作中由于疏忽或?qū)y量規(guī)程把握不好導(dǎo)致測量精度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。為了全站儀礦山井下測量的精度和工作效率，測量人員一定要事先對礦山的井下環(huán)境進行考察，做到心中有數(shù)，并提前設(shè)計礦山井下測量的工作流程和注意事項。在測量工作開展中，要時刻謹(jǐn)記影響礦山井下測量精度的幾點因素，盡最大的可能避免這些錯誤和誤差出現(xiàn)。利用全站儀開展礦山井下測量，已經(jīng)成為我國礦山井下測量的主要方式之一，相信隨著礦山井下測量技術(shù)的提高及設(shè)備制造水平的提升，礦山井下測量精度將會進一步獲得提高，為我國礦產(chǎn)開采領(lǐng)域的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

礦山井下測量工作有著重要的意義，與此同時因為其工作條件的復(fù)雜性，必須要充分把握有關(guān)測量規(guī)程，強調(diào)精度工作和效率工作，并在實際開展工作過程中進行游俠毆打考察，避免誤差問題的出現(xiàn)。

參考文獻

[1]郭彩立，陳波.高精度陀螺全站儀在軌道交通工程測量中的應(yīng)用研究[J].測繪與空間地理信息，2019（6）：181-183.

[2]章平，常晏寧，王皓.基于全站儀的大尺寸測量場數(shù)據(jù)融合技術(shù)[J].機械設(shè)計與研究，2019（3）.

[3]趙祚喜，羅陽帆，馬昆鵬，etal.基于全站儀的插秧機衛(wèi)星導(dǎo)航作業(yè)精度檢驗方法[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2019（B07）：50-56.

[4]于水，郭超奇，陳小繩，etal.長距離工作面貫通測量技術(shù)研究[J].陜西煤炭，2019（2）.