简述全站仪及贯通误差预计在矿山测量中的应用

简述全站仪及贯通误差预计在矿山测量中的应用

林英周

330327198201144393

摘要：我们现在在矿山井下施工时，全站仪是进行巷道贯通测量时使用最频繁的工具。其他一些国际上最先进的工具，虽然能够熟练的使用，但在实际施工时使用的频率却不高。在使用全站仪对矿山进行测量时，巷道贯通测量经常使用的方法有三种，第一种是井下导线测量，第二种是矿井联系测量，第三种是地标平面导线测量。

关键词：全站仪；贯通误差预计；矿山测量；误差校准

引言

矿山测量是矿山正常开采的核心环节。只有保证测量结果的真实性和准确性，才能更好地开展矿山测量工作。全站仪是测量自动化衍生的产物，是集光、机、电为一体，集经纬仪测角、钢卷尺测距、高差测量等测绘基础功能于一身的高技术测量仪器，测量方法便捷、测量精度较高，能够实现远距离、多种环境下、多方面的测量任务，为矿山建设提供可靠的测量信息数据，成为现代矿山测量最主要的测量设备。本文就全站仪及贯通误差预计在矿山测量中的应用展开探讨。

1全站仪在矿山测绘中的操作方法

目前矿山中使用全站仪进行测量作业，主要是进行水平角、距离和导线测量等方面的作业。其中全站仪在进行水平角测量时主要是通过其角度测量功能分别对第一和第二目标点进行读数盘清零后的测量，测量水平角相对简单。全站仪测量距离时，由于受外在影响较大，因此需要先对外在环境进行评估，包括气象情况，是否大风、气温如何，气压值多少等方面。随后根据评估的数据情况调整全站仪测量设置，在进行测量时，常使用精准模式，在全站仪测量距离时，精准度最高的模式是脉冲相位比较式，该方式既能满足远程测距又能有较高的精度。由于南方矿山区域地质灾害较多，在进行矿山开采后，极易发生开采沉降和山体滑坡等情况，因此在实际测量作业时，需提前对矿区基本情况进行评估，在进行矿山测量作业时，根据矿山的沉降程度和地质破坏程度确定测量的范围和相关参数，有利于减少矿区恶劣环境对测量精度的影响。

2全站仪及贯通误差预计在矿山测量中的应用

2.1全站仪在矿山测量中的具体应用

(1)地下平面测量。为保障矿山测量数据的精准度，防止工作人员出现误读误记，因此采用了以棱镜为观测目标的全站仪，对所测角度以及距离进行校准。依照相关规程，可存在水平与垂直方向上±20cm至±30cm的误差，在地下平面测量时，工作人员应先制定详细的测量方案，明确测量方向与坡度，导线作为测量中的基本控制导线，然后采用全站仪对水平角以及三角高程进行精准测量。如测量井巷的角度＜30°并且测回相同，半测回差值为20"，两测回差值为13"，那么两次测回差值应＜30"。如井巷倾角＞30°时，应用全站仪出现测回相同的情况下，半测回差值为30"，两测回差值为19"，那么两次测回差值应＜44"。如需使用全站仪测量导线的边长，则首先要使测角与测距一体化，随后进行超过3次的往返测回，如测得数据差值＜10mm，则表明数据准确，可记录存储。在出现导线边长相同的情况下，进行多次往返测量，在平局差值为1/6000边长时表明读数准确。值得一提的是，使用全站仪期间，工作人员还需对测量时地区的气压以及气温进行统计，在随后修订中对边长进行校正。(2)地下高程测量。对地下高程进行测量前，工作人员首先使用全站仪依照电磁波测距三角高程标准对巷道进行腰线精准标定。在巷道掘进至300-800m时，进行永久导线点以及水准点高程的精确测量，重复此过程直至巷道进程处于头外12m-18m之间。

2.2贯误差预计在矿山测量中的应用

2.2.1提高测量定向质量

在以前的矿井测量工作时，现场工作人员对支导线的布置十分重视，从而忽略了导线点的精度。就导致导线点数据误差的偏大。对以后的导向点都有影响，会不断的累计误差，形成最后测量的数值与预期数值相差较大。所以在现场实际施工时，全程都要对导线的精度进行检测，其使用的仪器是陀螺仪和经纬仪等。除了检测精度外还要检测的有定向边长、测角等参数数值。根据巷道测量的要求，不断进行修正，以此来保证最后竣工时的质量。

2.2.2地下高程误差预计

根据以往的报道显示，地下高程的误差多是由工作人员未进行全站仪望远斜瞄准校准，或因粗心未检查全站仪是否处于水平面上。且可能存在水准管居中气泡干扰或巷道空气灰尘较多，透明度受到影响等自然因素。为减少人为误差，工作人员首先应使各导线点的标识更为清晰，随后掘进至贯通点20m处后减小掘进面积，改用小断面掘进方式以保障贯通巷道的质量。由于贯通途中，巷道垂直角基本处于较小状态，为保障仪器测镜的精准度，测距误差则应＜1mm，且地下高程的测量方法一般应用电磁波测距三角高程，因此在垂直角较小的情况下，发生垂直角误差与大气垂直折光误差的几率便会增大，控制该地段的误差是整个测量环节的重中之重。根据相关规程，巷道垂直角误差应＜2°，大气垂直折光误差不能超过0.05。在实际测量过程中，为减少可能出现的三角高程误差，工作人员在展开测量前，应先按照国家相关规程做好前期准备工作，选择适合的全站仪并在每次测量前对精度进行校准，如需使用望远镜瞄准，首先应重点关注水准管气泡的位置，使其在测量时处于居中状态。巷道棱镜应处铅垂面并调整至合适高度，以确保在测量上山、下山巷道时有足够的照明供应。

3提升全站仪测量精度策略

3.1减少环境因素对测量精度的影响

井下测量环境会对测量精度产生不同程度的影响，需要根据不同的环境情景调整全站仪的使用，对于井下风大的情况，需要在进行测量时，配备挡风仪，减少风力对测量的影响；而井下能见度较低时，需适时调整测量范围，通常而言，测量距离越近，测量的准确度越高。尤其在能见度较低的情况下，更需要缩短测量距离。在进行测量作业之前需要使用专业工具对井内环境进行评估，包括风力大小和方向；井内的压力状态；干湿程度和粉尘情况，并根据井内环境的情况作出针对性的预判，根据基本环境情况确定仪器放置位置和测量范围。尤其需要注意放置仪器时要使其偏心距偏小，构成角偏小，尽可能降低环境对测量精度的影响。。

3.2平面测量注意事项及建议

《工程测量规范》要求视线离地不小于1.5m。以免出现视距误差达0.09-0.05m的误差。另外人员走动、吹风等因素都会造成竖角3s左右的抖动。即使没有这些外界因素，工作人员的心跳也会造成仪器读数2秒的跳动。使用中一旦发现仪器竖角有2s跳动，表明仪器三角架未稳定架固。同时要求读数时，其余人员远离仪器，不得随意走动。

结语

在矿山测绘中使用全站仪容易受到多种因素的影响，使实际精度受到影响。对矿山特别是处于地下的矿山使用全站仪进行测量，能使得测量数据的精度与准确性得到有效提高，对提高工作效率有积极意义。还能在不断实践中提高工作人员的思想素质以及实际操作能力。测量属于精密学科，因此在实际操作过程中更应该提高注意力，在科学的规章制度下以最佳状态做好测量工作，并在诸多实践过程中提高自身的理论知识水平和全站仪的测量技术水平。科学技术的进步必然会使全站仪的测量技术得到更新发展，在装好质量管理以及仪器维护的同时，还需紧随科学发展的步伐，布设更为合理的测量方案，积极学习预计误差的计算方式，使得所参项目得到质量保障。

参考文献

[1]崔岩建.金矿矿井井下贯通测量精度的控制与优化分析[J].当代化工研究,2021(11):33-35.

[2]周慧.综合陀螺定向与三角高程技术在倾斜巷道贯通测量应用研究[J].山西冶金,2021,44(02):11-13.

[3]冀鑫鑫.金矿矿井贯通测量的误差分析及方案标准选择[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(09):30-32.