提高礦山巷道導線測量精度的方法研究

孔玉柱

（山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺 264000）

在礦山測量中，礦山井下的導線測量工作是巷道掘進和貫通的必要前提。而良好的導線測量精度，可以為礦山的掘進以及貫通提供保障。目前的礦山巷道導線測量精度多采取全站儀進行測量，對于礦山巷道導線測量的精度對比以往已經(jīng)有所提高，但是仍然存在可以改善和提高的空間[1]。全站儀在進行導線測量時通過照射棱鏡，然后主要通過內(nèi)置處理器控制，自動實現(xiàn)測角、測距、自動歸算水平距離、高差和坐標等，并進行記錄。

在測量中的棱鏡，要經(jīng)過質(zhì)檢單位的檢驗，要想對于礦山巷道導線測量提高測量精度首先就是要保證設備的精度。但目前來看全站儀的測量結(jié)果因為水準路徑等因素影響在平面控制測量中容易產(chǎn)生橫向貫通誤差，在高程控制測量中又可能出現(xiàn)豎向貫通誤差[2]。

1 提高礦山巷道測量精度方法

1.1 規(guī)劃全站儀測量路徑

目前礦山巷道的平面測量多采用全站儀進行測量，但由于全站儀的導點展繪直觀的跟進巷道掘進，所以支導線的終點就是支導線的最弱點，容易造成橫向貫通中誤差，而橫向貫通中誤差是由于邊導線的邊長誤差引起的[3]。下面主要分析并且通過計算，來減少橫向貫通中誤差。根據(jù)誤差傳播定律，導線測角、測邊是相互獨立又關聯(lián)的兩個量，則可得導線測角中誤差所引起的橫向貫通中誤差m為：

在（1）式中，mβ代表測角中誤差，ml表示側(cè)邊相對中誤差，mα表示方位角中誤差。

而對于導線測量的誤差總值為：

（3）算式作為巷道工程橫向貫通中誤差中常用的估算公式，規(guī)避橫向貫通誤差需要在繪制好的圖上選取導線點以及貫通面的距離，以及各邊的投影長度，結(jié)合工程使投入儀器設備精度確定測角中誤差mβ以及測量邊長的精度ms/s。當數(shù)值小于誤差允許范圍時才可進行，否則應該對于儀器以及測量路線進行調(diào)整并重新計算，以便滿足精度要求。并且要對礦山測量中的靜態(tài)GPS測量中，按照GPS礦山測量的規(guī)程進行，在近井點進入高程時，必須進行閉合測量。

1.2 提高陀螺邊方位精度

在巷道中的高程控制測量工作進行中，受到影響的往往是豎向貫通中誤差[4]。根據(jù)水準測量或者三角高程測量誤差引起的豎向貫通中誤差確定高程控制測量的等級。

在（4）公式中，V代表測段往返高差不符值，R代表測段的長度，n代表測段數(shù)。當高程控制測量的工作進行，并且確認水準路線方案后查取大于或等于（4）中計算的V的數(shù)值，并且選取相應的高程控制測量等級。在確認高程測量的等級后，保證其測量精度在規(guī)定范圍內(nèi)，對于高程控制測量，可根據(jù)實際情況來選擇水準測量、三角高程測量等測量方法[5]。井下布設導線，對于測量時要做好定向，兩根定導鋼絲的方向要合理標定。

同時鋼絲要沿歷經(jīng)豎直而下，減少擺動，以防止定導出現(xiàn)偏差，同時沿著定導鋼絲放下鐵絲環(huán)，保證鋼絲在井中不會彎曲。定向的儀器有陀螺經(jīng)緯儀以及陀螺全站儀，在定向后，要進行多次數(shù)觀測，選取平均值，以提高陀螺邊的方位精度。

1.3 使用偏心測量儀降低偏心差

在測量中采用偏心測量儀與全站儀一起使用，并且將其安裝在全站儀的手柄上。偏心測量儀由圓形刻度盤以及角度指標尺組成。可以檢測被測對象的偏心差。在進行地下導線測量無需對全站儀進行精準對中即可測量，不僅減少了儀器對中時間，提高了導線測量效率，而且避免了傳統(tǒng)儀器對中誤差對測量精度的影響[6]。

2 實驗論證分析

為了驗證改善的有效性，使用全站儀對于南四斜井到副立井，進行巷道導線測量，實驗采用對比實驗，一種是傳統(tǒng)的全站儀測量方法，另一種是本文改善后的全站儀測量方法，并且對于測量結(jié)果的誤差進行對比。實驗結(jié)果如表1所示。

表1 南四斜井到副立井導線測量對比結(jié)果

如表1所示，經(jīng)過改善后的全站儀測量對比傳統(tǒng)的全站儀測量更加精準，也證明本文所改善的全站儀礦山巷道導線測量方法具有可行性，但本實驗并為對于兩種方法的測量速度進行對比，結(jié)果只能反映測量方法的精度。

3 結(jié)語

本文對提高礦山巷道導線測量精度的方法進行了研究，首先針對與平面控制測量中容易出現(xiàn)的橫向貫通中誤差提供了解決方法，并且對于在高程控制測量中出現(xiàn)豎向貫通中誤差進行計算，并且根據(jù)結(jié)果改變測量方法，為了提高精度，降低測量時偏心差的影響，采用偏心測量儀與全站儀儀器使用。

通過實驗論證分析，改善后的方法有效并且具有可行性，但實驗缺乏對于兩種測量方法在測量時間上的對比，僅能作為參考。