提高全站仪导线测量精度技术措施研究.pdf

2020 年 5 月2020 年第 5 期 全站仪导线测量是矿山测量中的重要内容之一， 在实际井下导线测量中，受测量地点环境、测量技术 水平、仪器等影响[1]，导致井下导线测量精度低，严重 影响了井下重大工程安全施工，比如巷道贯通、切巷 对接施工和井筒施工等。对此，为了进一步提高全站 仪导线的测量精度，避免测量事故发生，五里堠煤矿 地测科对影响井下全站仪导线测量精度的因素进行分 析，并提出有效的应对措施。 1全站仪导线测量误差源分析 1.1仪器误差 1.1.1仪器外部损坏误差 由于全站仪在使用过程中管理不当，导致其外部 损坏严重，比如三脚架固定螺栓丢失、全站仪照准部 损坏、全站仪显示屏损坏等，使得全站仪测量时无法 观测数值或者读数不清，对测量结果产生一定影响。 1.1.2仪器内部结构误差 由于管理不到位，全站仪内部轴承部件出现变形、 损坏等，导致视准轴与横轴不垂直，横轴与全站仪竖 轴不垂直等，在导线测量时产生测量误差。在实际工 作中，该误差很难被发现，且对测量精度影响较大[2]。 1.2全站仪对中误差 测量人员在进行全站仪对中整平时，受测量地点 光线、环境和测量人员专业技术水平等限制，仪器对 中时经常出现对中位置与实际位置有偏差的情况，从 而形成对中偏心差，导致测量结果出现误差。如图 1 所 示，A 点为仪器对中无误时的位置，B 点为全站仪前视 观测点，C 点为全站仪后视观测点，∠BAC 为未出现对 中误差时准确测角，当测点对中出现偏差时，A1点为 实际对中位置，∠BA1C 为实际测角，如果对中出现误 差时，AA1为对中偏心距，所以，仪器出现对中误差 时，测角误差为△茁b c，偏心距越大，实际测角 ∠BAC 越大，测角误差越大，侧边 l1、l2越小。 l.偏心距；l1.后测距；l2.前测距；b.后距测角误差；c.前测测角误差； a.准确观测角度。 图 1全站仪偏心差对测角影响示意图 1.3全站仪测量误差 1.3.1全站仪瞄准误差 瞄准误差在井下导线测量中最为常见，它是指在测 量过程中，以棱镜标注目标为主与实测位置出现位置上 的误差，比如镜站目标过高或出现倾斜等，从而导致测 量观测值出现误差[3]。 1.3.2全站仪测距误差 受测量环境中风流、粉尘浓度、不稳定光速、仪器 测迟频率波动和仪器对中整平准确度、仪器损坏等影 响，导致导线测量时测距出现误差。 收稿日期2020-03-10 作者简介孙永平，1987年生，男，山西平陆人，2011年毕业于太 原理工大学阳泉学院测绘工程专业，助理工程师。 提高全站仪导线测量精度技术措施研究 孙永平 （ 山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司，山西 左权 032600 ） 摘要 为了提高煤矿井下巷道全站仪导线测量精度，降低巷道掘进误差，保证巷道安全快速掘进，山西潞安集团左 权五里堠煤业有限公司地测科通过技术研究，合理分析了全站仪导线测量误差的主要来源，并根据实际生产情况，提出 了若干项对策措施，从而有效控制了矿山工程测量误差，避免了重大煤矿安全事故发生。 关键词 煤矿；全站仪；导线测量；误差分析 中图分类号 TD172文献标识码 A文章编号 2095-0802-202005-0087-02 Study on Technical Measures to Improve Traverse Survey Accuracy of Total Station SUN Yongping Zuoquan Wulihou Coal Industry Co., Ltd., Shanxi Luan Group, Zuoquan 032600, Shanxi, China Abstract In order to improve the traverse survey accuracy of the total station in the underground roadway of the coal mine, reduce the tunneling error, and ensure the safe and rapid tunneling of the roadway, through technical research, the Geological Survey Department of Zuoquan Wulihou Coal Industry Co., Ltd. of Shanxi Luan Group reasonably analyzed the main sources of traverse survey error of total station, and put forward several countermeasures according to the actual production situation, so as to effectively control the survey error of mine engineering and avoid the occurrence of major coal mine safety accidents. Key words coal mine; total station; traverse survey; error analysis （总第 176 期） 技术研究 l l1 l2 b c a C B A A1 87 2020 年第 5 期2020 年 5 月 （上接 76 页） ［37］ ZHU M G， WANG H， LIU L L， et al.Preparation and chara- cterization of permeable bricks from gangue and tailings ［J］ . Construction and building materials， 2017， 148 484-491. ［38］ LI Y， REN Y， PEI D， et al.Mechanism of pore ation in novel porous permeable ceramics prepared from steel slag and bauxite tailings ［J］ .ISIJ international， 201984 782. ［39］ 李珠， 王能健， 赵林， 等.高碳粉煤灰透水砖的制备及性能研 究 ［J］ .混凝土， 20183 118-120. ［40］ 李德忠， 倪文， 刘杰， 等.铁尾矿制备高强高性能透水砖 ［J］ . 新型建筑材料， 2016， 4311 52-54. ［41］ 仇付国， 王娟丽， 付昆明， 等.水厂污泥制备可吸附污染物的 生态透水砖 ［J］ .科学技术与工程， 2018， 1832 248-254. ［42］ KAM S， ZERBO L， BATHIEBO J， et al.Permeability to water of sintered clay ceramics ［J］ .Applied clay science， 2009， 464 351-357. （ 责任编辑白洁 ） 1.4环境误差 环境误差主要是指全站仪导线测量时，现场风速、 气压、温度、湿度等环境因素对测量结果的影响。但 是，井下测量时一般测量范围有限、测量时间短，环 境因素对测量产生的误差可忽略不计。 2提高导线测量精度的技术措施 2.1降低全站仪偏心差 2.1.1安装偏心测量仪 目前煤矿常用的是 MKYT 型偏心仪器，它主要安 装在全站仪手柄上，偏心仪主要由刻度盘、刻度指针、 水准器和金属外壳等组成，刻度盘上均匀布置 120 个 刻度线，每个刻度线度数为 3毅，且刻有“0毅、60毅、 120毅、180毅、240毅、300毅、360毅”六等分刻度。当全站 仪出现对中误差时，通过偏心仪可直接记录偏心误差 角度，在内页计算时通过偏心角度即可纠正偏心差导 致的测量误差，从而提高测量精度。 2.1.2优化测量工艺 为了降低对中偏心差对测量结果的影响，在多测 点、长距离导线测量中，可利用三脚架法进行测量施 工，即在起始站点中分别对前视点、后视点和观测点 进行整平对中，第一个站点观测完成后，只需将原后 视点棱镜前移至下个站点前视点位置，原观测点仪器 前移至下一个站点观测点位置，原前视点位置不变作 为下一个站点后视点，依次类推直至整个导线测量中 所有站点观测完成。该方法只需对仪器和棱镜进行一 次整平对中即可，减少了测点整平对中的次数，如图 2 所示，大大降低了对中偏心差对测量结果精度的影响。 A、B、C、D.测点。 图 2全站仪三架法导线测量示意图 2.2减小仪器误差 2.2.1平均值法 采用全站仪导线测量时，如果全站仪出现视准轴 或横轴误差，主要表现为盘左和盘右数值相同，但是 数值符号相反。所以，为了消除仪器误差[4]，可采用盘 左、盘右数值的平均值作为测量数值。 2.2.2提高仪器对中技术水平 在井下全站仪导线测量时，要提高测量人员技术 水平及责任心，必须严格要求测量人员认真对仪器进 行对中整平，在对中过程中一人操作一人观察，发现 对中误差及时纠正。 2.3规范测量方法 全站仪导线测量时，应先布设高级导线，后布设 低级导线，且利用高级导线对低级导线进行检查纠正； 同时，导线网尽量沿巷道中线布设，且采用双网交叉 的布置方式，从而降低测点横向测量误差。 对于井下复杂地段 （ 比如回风大巷、回风绕道、进 风大巷等 ） ，如果风量和风速大对镜站产生影响时，可 对镜站处棱镜安装大质量垂球进行棱镜整平对中，并 对垂球根部垂线进行照准。这样做，不仅可以降低照 准误差，还可以有效解决测量地点风流使垂球摆动[5]导 致的观测值误差。 在进行全站仪导线边长测量期间，应确保镜站处 棱镜面保持干净，棱镜采用激光模式，在测量中应及 时将测量地点温度、湿度、气压作为气象变量输入全 站仪内进行调校纠正，减小边长测量误差。 3结语 导线测量精度的提高，不仅可以保证掘进工程快 速高质量开展，还可以避免煤矿重大安全事故发生。 所以，在煤矿实际生产中，必须严格执行井下导线测 量施工规范准则，合理分析导线测量中可能存在的误 差源，采取有效的技术手段消除误差源，提高导线测 量精度，保证测量结果的准确性和可靠性，保障煤矿 高效稳定可持续发展。 参考文献 ［1］ 张晓东.全站仪导线测量误差分析及预防措施 ［J］ .能源技术 与管理， 20194 181-182. ［2］ 赵建建.煤矿全站仪导线测量误差问题分析 ［J］ .企业技术开 发， 20192 29-31. ［3］ 解燕楼.全站仪导线测量误差分析在煤矿的应用 ［J］ .石化技 术， 20193 169. ［4］ 薛一生.矿山井下全站仪导线测量提高精度的方法探讨 ［J］ . 能源与节能， 20179 38-39. ［5］ 解凤光.提高矿山井下全站仪导线测量精度的方法探讨 ［J］ . 科技创新与应用， 201328 97. 责任编辑白洁 A B C D 88