礦山測量工作誤差分析及控制措施研究

柴萌凡

（晉能控股煤業集團掌石溝煤礦，山西晉城048000）

礦山測量工作高效開展是保障煤礦安全穩定生產的前提，特別是在大型巷道貫通、大斷面巷道施工以及仰俯斜巷道穿層施工都離不開礦山測量工作，礦山測量工作在煤礦開采規劃、設計以及生產中起著重要作用；但是在實際煤礦生產過程中，由于受作業條件、作業環境、施工工藝以及測量技術水平等限制，礦山測量工作還存在很多問題，如測量難度大、測量精度低、測量方法落后等[1]，不僅降低了礦山測量工作效率，而且很容易引發重大煤礦安全事故；所以在空山測量工作中合理優化測量方法，分析測量誤差源以及產生誤差原因，并采取有效的控制措施，對煤礦安全穩定生產具有重要意義。

1 礦山測量誤差源分類

（1）測量讀數誤差：在實際測量工作中由于測量觀測方法不正確、儀器損壞以及觀測數據不認真，很容易產生測量讀數誤差，如測量邊長誤差、測角誤差等，導致后期內業整理計算產生誤差，測量后數據與實際誤差較大，達不到預期測量結果。

（2）起始數據誤差：在礦井高程測量經常出現起始數據誤差，如巷道底板高程誤當成頂板高程，斜距當成平距、起始數據計算錯誤、起始坐標錯誤等；在測量工作中也會出現類似錯誤，如起始點照準錯誤、起始點誤用等[2]。

（3）測量標定誤差：在進行礦山測量工作中由于施工人員未按照要求準確選在標定數據、標定距離、測量數據等，導致礦山測量起始數據存在誤差，從而造成測量結果誤差。

（4）填圖誤差：礦山測量內業整理后由于測量人員對審圖環節重視不足，審圖工作缺乏嚴謹性，在填圖時存在隨意性，測量數據不能及時進行整理并繪圖，導致數據丟失嚴重，且數據誤差性大，測量圖紙無法真實反映井下工程施工情況。

（5）制度不完善：我國多數煤礦企業未建立完善的礦山測量單位，且對礦山測量工作未制定完善的監管制度及操作規程，測量人員在測量過程中不能嚴格按照規章制度進行測量施工，測量工作隨意性大。

2 礦山測量常見失誤原因分析

2.1 測量儀器誤差

在礦山測量工序中測量儀器是重要組成部門，在實際煤礦測量過程中由于測量儀器檢修維護不到位，致使測量儀器損壞嚴重，降低了測量儀器精密度，導致在實際測量中出現測量誤差，常見的儀器誤差主要包括視準軸誤差、對準誤差、瞄準誤差等[3]。

2.2 測量環境影響

由于煤礦井下施工環境惡劣，礦井內存在大量粉塵能見度低，且通風條件差，在井下測量作業時受采掘作業工藝、設備、氣候環境影響，測量工作效率低，而且誤差大，如在進行導線測量時受巷道風流影響，鉛錘擺動幅度大，影響儀器找準。

2.3 測點偏移誤差

測點是井下導線、高程測量的重要基準，一般井下測點利用快速水泥固定在巷道頂板上，但是煤礦井下在采掘施工過程中受構造應力、采掘應力等影響，好頂板出現不同程度的破碎、下沉、變形等現象，導致測點在空間上發生小幅度位移，造成起始測點實際坐標與記錄坐標存在偏差，從而導致后期外業測量結構存在誤差。

2.4 測量范圍擴大誤差

由于煤礦生產能力提高，礦井不斷開拓延伸，井田采掘范圍擴大，伴隨著礦山測量范圍及距離增大，而井下測量各個工序全部采用人工實施如設備搬運、測點布置等，使得測量工作人員在測量過程中體力消耗過大，在進行測量工作時很難保證測量精度；同時隨著測量路線延長，測點數量增多，測點測量數據出現小的誤差后，經過多個測點累計疊加誤差會不斷被放大，大大降低了最終測量精度。

2.5 測量人員專業業務能力低

由于煤礦企業對礦山測量工作重視不足，煤礦上未配備專業的礦山測量隊伍，以及配備的測量技術人員文化水平相對較低，測量人員在測量工作時責任心不強，對設備維護不到位，以及在復雜條件下如大型巷道貫通測量、長距離導線測量等不能采取合理有效的測量方法，從而導致測量效率差、精度低，無法滿足礦山高精度、高效率測量要求。

2.6 圖紙管理環節誤差

在進行礦山測量圖紙繪制時，由于人為因素導致測量結果出現誤差，繪制出的測量圖紙無法直觀地反映井上下平面對照情況，在實際煤礦上產過程中圖紙回值誤差主要存在以下幾方面原因：

（1）數據誤差：礦山測量圖紙主要由一連串的測量數據構建而成，測量數據的準確性是測量圖紙繪制零誤差的重要保障，但是在實際圖紙繪制中經常出現數據繪制錯誤，從而直接導致繪制出的圖紙與實際位置存在誤差。

（2）位置參數誤差：多數礦井采掘區域內采掘煤層厚度出現不均現象，且井田內存在很多地質構造，導致在繪制圖紙時煤層厚度、巷道寬度以及地質構造數量、位置等參數繪制不正確，從而影響圖紙繪制精度。

3 礦山測量誤差預防措施

3.1 做好測量前準備工作

（1）加強儀器檢測：為了保證井下能夠工作順利開展，測量工作前應對測量儀器進行認真檢查，保證測量儀器完好無損，對于精密測量儀器在測量前應認真進行校準，保證其精密度；對于全站儀、RTK等光電測量儀器應對其電池電量進行檢測[4]。

（2）測量工作前應對采區設計圖紙、核算圖紙等相關數據進行整體復算，并詳細記錄井下測量工作可能用的測點數據、坐標、高程等相關信息；同時測量人員應對上一次測量數據進行驗算，保證起始數據準確性。

（3）在進行井下導線、高程測量前，測量人員應提前深入測量施工現場，對起始測點位置進行確定，并對起始測點坐標信息進行核算，若測點發生偏移時必須對起始測量數據進行誤差糾正。

3.2 完善測量制度

（1）組建專業測量隊伍：煤礦企業應建立完善的專業測量隊伍，提高測量人員待遇從而對外引進高業務能力、高文化水平的專業測量人員，提高測量人員整體文化水平。

（2）加強測量人員專業知識提升：煤礦企業應定期對測量人員進行專業能力培訓學習，不斷提升測量人員業務能力，加強培訓考核力度，培訓合格后持證上崗。

（3）成立井下測量管理小組：煤礦井下成立專職的管理小組，定期對各采掘工作面內測點進行觀察，觀測內容主要包括：測點位置、數量、測點丟失情況、測點位移情況等并及時記錄；同時在井下采區設立一個測量儀器臨時維修站，對測量過程中儀器出現故障時及時進行維修，提高測量工作效率[5]。

（4）規范測量工作：煤礦企業應建立完善的測量規章制度規范測量工作，明確測量工作要求及相關責任，對測量工作每個環節進行嚴格控制，避免因測量工作導致煤礦安全事故發生。

3.3 優化改進測量方法

（1）三腳架法長距離導線測量：對于井下長距離導線測量時，為了解決傳統測量方法導致測站數量多、作業強度大、誤差累計現象嚴重時，可采用三腳架法進行導線測量，可減少儀器對中次數，有效降低儀器對中誤差。

（2）全站儀免棱鏡法巷道腰線測量：針對傳統采用水準儀進行腰線測量時，測量周期長、效率低、誤差大等技術難題，可采用全站儀免棱鏡法進行巷道腰線測量，該方法主要采用全站儀對已知、未知的腰線點平距、傾角、轉角等參數進行測量，然后采用高程測量基本原理對腰線點進行放樣，從而得出未知腰線點，該方法具有測量精度高、適用性強、測量工序簡單等優點。

4 結束語

礦山測量工作高效穩定開展是保證煤礦安全生產的重要保障，只有保證測量成果精度才能提高煤礦生產效率，降低煤礦上產事故率；所以在日常煤礦生產過程中必須對測量誤差類型、原因進行分析，并結合實際情況采取合理有效的預防措施，只有這樣才能進一步提高測量工作效率及測量精度，避免測量誤差導致煤礦安全生產事故發生。