全站儀及貫通誤差預計在礦山測量中的應用

崔敏敏

（蘭花科創玉溪煤礦有限責任公司，山西 晉城 048000）

隨著社會的飛速發展，科技的不斷進步，測繪技術的更新迭代，礦山測量也經過了技術的升級，設備的更新。從傳統井下測量使用的光學經緯儀器測角,鋼尺量邊,到現在集水平角、垂直角、距離、高差測量功能于一體的全站儀及可以施行絕對定向的陀螺全站儀。使用先進的測繪儀器不僅可以減少工作強度、提高工作效率，還可以降低測量誤差及杜絕誤差。本次以玉溪煤礦1302 工作面貫通實踐為例，使用全站儀為測量儀器，簡述貫通測量預計在礦山測量貫通的應用。

1 貫通工程簡介

玉溪煤礦位于山西省晉城市地區，行政隸屬沁水縣胡底鄉管轄，井田東西長5.0～6.1 km，南北寬約5.1 km。本次貫通測量為玉溪煤礦1302 工作面，貫通點為回風一順槽里程1 859.6 m 處，貫通巷道為矩形，凈寬5.0 m，高3.8 m。1302 工作面共5 條順槽，兩條進風巷（膠帶順槽、輔運順槽），三條回風巷（回風一、二、三順槽），順槽長2 027 m。貫通路線為：西瓦斯抽放巷→回風三順槽→1302 北14 號橫川→回風一順槽正掘；西瓦斯抽放巷→輔運順槽→工作面聯絡巷箭頭回風一順槽反掘。全長4 630 m，屬大型貫通。

2 測量方案

井下平面測量方案：使用全站儀施工測量,按照設計要求,依據已有采區控制點，進行測量。根據《煤礦測量規程》確定容許貫通誤差為±0.50 m，采區控制導線的主要技術指標見表1。

表1 采區控制導線的主要技術指標

水平角觀測限差規定見表2。

表2 水平角觀測限差規定

井下高程測量方案：使用全站儀按四等電磁波測距三角高程精度進行。精確量取儀器高和目標高，測量數據限差均符合技術要求，因正反掘工作面均依煤層底板掘進，故高程測量同時可作為檢核作用，依據《三角高程測量規范》確定垂直方向貫通容許誤差為±0.2 m。

3 平面及高程貫通測量誤差預計及測量方案評價

3.1 高程貫通測量誤差預計

1）井下三角高程測量的誤差來源。

2）全站儀望遠鏡瞄準誤差。

3）水準管氣泡居中誤差。其他儀器誤差。

4）人差及外界環境的影響。

3.2 測量誤差參數確定及誤差預計

本次高程貫通測量采用三角高程測量方式，獨立兩次進行測量。

井下高程測量誤差引起的K 點高程誤差MhΔ可按下式計算：

式中：mhl為每千米三角高程測量路線的高程中誤差，參照《煤礦測量規程》規定取值為mm/km；L 為工作面貫通路線總長度，取值4.634 km。計算得MhΔ=±107 mm。

貫通在高程上的預計誤差Mh預=2×76=152 mm。

3.3 平面貫通測量誤差預計

本次貫通測量采用全站儀進行光電測距精密往返導線測量（按兩倍規定7″級導線施測）。

井下導線測角誤差引起K 點在X 方向上的誤差：

式中：β 為井下導線測角中誤差；ρ 為弧度對應秒值，常數；Ry為K 點與各導線點連線在y 軸上的投影長，由圖上求得∑R2y=39 663 899。

井下導線測邊誤差引起K 點在Y 方向上的誤差

式中：L 為導線各邊邊長；α 為導線各邊與X 軸間的夾角，由已知數據計算∑Lcosα 得709.111。

貫通在水平重要方向上的預計中誤差為：

3.4 測量方案評價

從以上誤差預計結果可以看出：在水平重要方向上預計誤差為0.304 m，在高程上的貫通預計誤差為0.152 m，均小于0.5 m 和0.2 m 的規定。故說明此測量方案可以滿足本次貫通精度的要求。

4 結論

1）為保證測量的精度，使用前儀器必須經過檢定；

2）井下條件復雜，為防止巷道通風對測量數據的影響，測量時采用要對錘球進行擋風以穩定線繩或點下對中器進行對中；

3）為避免人為誤差影響，兩次測量要更換觀測人員；

4）當貫通巷道剩余50 m 時，及時下發《貫通通知書》，一頭停掘，最后一次標定貫通方向，完成導線的復測復算確保高精度貫通。