提高礦山井下全站儀導線測量精度的方法探討

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，在實際開發的過程中需要以測量技術為導向進行針對性的研究和開發，進一步確保精度能夠進一步提升。

關鍵詞：礦山開采;導線測量;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，現在已經有很多相關的先進技術得到深入的應用，全站儀是其中較為重要的技術應用所需的儀器，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、高差和坐標等，還能進行施工放樣，自動記錄數據，使用極為方便，它幾乎可以完成各種常規測量儀器所做的工作。全站儀的工作原理與傳統的經緯儀類似，但它又具備以下特點：（1）只需一次照準反射棱鏡，就能測得水平角、角豎直角和斜距，算出測點的平面坐標和高程，并記錄下測量和計算的數據。（2）通過全站儀的主機或電子手薄的通訊接口，可實現全站儀與計算機或其他外圍設備間的數據通訊，從而使測量數據的獲取、管理和計算機繪圖形成一個完整的自動化測量系統。（3）利用全站儀能夠處理計算數據功能的特點，配合相應的應用計算軟件可實現導線測量、碎部測量和施工放樣等計算任務。（4）全站儀內部有雙軸補償系統，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系不正確和檢校不完善所引起的。這主要包括：（1）視準軸誤差。這是由于視準軸不垂直于儀器橫軸時產生的誤差。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。

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生的儀器對中誤差。其對觀測方向值的影響規律是：（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律是：（1）與瞄準高度、目標傾斜角成正比;（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定，不像地面那樣受季節、天氣的變化影響，在短暫的測角時間內可以認為是基本穩定的，故不考慮。

4 提高礦山井下全站儀導線測量精度的方法

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。觀測過程中應嚴格保持照準部水準器氣泡居中，可消除和削弱豎軸誤差，同時亦可消除豎盤指標差的影響，從而提高井下全站儀導線的精度。

4.2井下采用三架法進行導線測量

在井下平面控制測量中，一般都要進行7義級導線測量。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線測量，可減小井下對中誤差。從而提高了井下全站儀導線測量的精度。而且可節省前視點進行對中整平的時間，加快測量速度。

4.3適當加大垂球重量

目標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誤差嚴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加大垂球重量，減小晃動，瞄準時盡量瞄垂球線的根部，來提高井下全站儀導線測量的精度。

4.4邊長測量

全站儀應注意設置為棱鏡激光模式，在氣象數據中輸入井下氣壓和溫度值，要經常檢查常數改正是否與使用的反光鏡匹配。還應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線測量的精度。

4.5限制測角誤差的傳遞

當井下全站儀導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，提高井下全站儀導線測量精度。

4.6井下導線測量先布設低級導線指示坑道掘進

后布設高級導線對低等級導線進行檢查校正。盡量沿坑道中線布設，邊長盡量接近相等，導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線測量的精度。

4.7進行礦山井下全站儀高精度導線測量

導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生的長度變形，從而提高了井下全站儀導線測量的精度。綜上所述，由于礦山井下工作環境較為復雜，如果測量人員缺乏實際測量工作經驗，很容易在測量工作中由于疏忽或對測量規程把握不好導致測量精度達不到標準要求。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境進行考察，做到心中有數，并提前設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。利用全站儀開展礦山井下測量，已經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的提高及設備制造水平的提升，礦山井下測量精度將會進一步獲得提高，為我國礦產開采領域的發展打下堅實的基礎。

5 結束語

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雜性，必須要充分把握有關測量規程，強調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。

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