王弘毅

[摘要]由于近年來測繪技術得到了迅速的發(fā)展，極大的推動了我國的礦山井下測量工作的開展，礦山井下測量工作的質(zhì)量有了顯著的提高。然而，礦山井下全站儀導線的測量精度會受到井下作業(yè)環(huán)境的影響以及其他條件的限制。本文對全站儀的特點進行了簡要的分析，并分析了導致全站儀井下測量誤差的因素，提出了提高井下全站儀導線測量精度的方法，希望能夠進一步提高我國礦山井下全站儀導線的測量精度，提高礦山井下測量工作的質(zhì)量。

[關鍵詞]礦山井下測量 測量精度 全站儀

[中圖分類號] TD175 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-209-1

一般來說，全站儀導線測量與其他一般測量相比具有較高的精確度。但是在進行礦山井下測量時，井下環(huán)境對全站儀導線的測量精度產(chǎn)生直接的影響。井下施工具有較差的施工條件，由于獨頭掘進的坑道，難以保障必要的通視條件。井下巷道測量具有較高的精度要求，測量數(shù)據(jù)不僅影響到采空區(qū)和新老巷道之間的關系、影響巷道的貫通，還會對搶險救災和礦山安全生產(chǎn)產(chǎn)生直接的影響。

1全站儀特點分析

全站儀與傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀具有相似的工作原理。全站儀既可以測角又可以量邊，由于其安裝了微處理器，能夠自動地進行測角和測距，并且對坐標、高差和水平距離進行自動歸算。全站儀還能夠自動的對數(shù)據(jù)進行記錄，并且進行施工放樣?？梢哉f全站儀涵蓋了常規(guī)測量儀器的所有功能，而且具有以下幾個特點。

①由于內(nèi)部具有雙重補償系統(tǒng)，全站儀可以對水平軸和儀器豎軸的傾斜誤差進行自動測量，自動改正角度的觀測值。②全站儀能夠?qū)τ嬎銛?shù)據(jù)進行處理，如果在全站儀中加裝計算軟件，則可以進行施工放樣、碎部測量、導線測量等計算。③全站儀能夠與其他的外圍設備和計算機通過電子手簿的通訊接口全站儀的主機相連接，從而對測量數(shù)據(jù)進行計算機繪圖、管理和獲取，通過完整的自動化測量系統(tǒng)來對全站儀的測量數(shù)據(jù)進行管理[1]。④全站儀只需要進行一次照準反射棱鏡，就可以對斜距、角豎直角、水平角進行測量，并對測點的高程和平面坐標系計算，對計算和測量的數(shù)據(jù)進行記錄。

2全站儀井下測量誤差分析

造成全站儀井下測量誤差的原因既有全站儀的儀器誤差，也有全站儀在井下的對中誤差，還包括對鏡站的瞄準誤差和測距誤差。

2.1全站儀的儀器誤差

檢校不完善和幾何關系不正確是造成全站儀器誤差的主要原因。第一，豎軸誤差。也就是儀器豎軸不鉛垂造成的。隨著豎角的加大，全站儀的數(shù)據(jù)誤差也越來越大。垂直軸的傾斜方向和觀測方向所夾的角度也會造成豎軸誤差。第二，橫軸誤差，主要是由儀器豎軸和橫軸不垂直造成的，橫軸誤差會造成盤左和盤右兩個位置出現(xiàn)符號相反、大小相等的情況。第三，視準軸誤差。這是儀器橫軸和儀器橫軸造成的，會導致盤左和盤右兩個位置出現(xiàn)符號相反、大小相等的情況。

2.2全站儀在井下產(chǎn)生對中誤差

井下對中誤差也就是全站儀測站的中心，和井下點位沒有處在同一條鉛垂線上，會對觀測的方向值產(chǎn)生直接的影響，而且觀測方向值與距離成反比。

2.3全站儀對鏡站的瞄準誤差

在進行井下測量時，如果全站儀的瞄準鏡站沒有對準實際位置，就會產(chǎn)生瞄準誤差。瞄準誤差的觀測值與邊長成反比，與目標傾斜角和瞄準高度成正比[2]。

2.4測距誤差

測距誤差是由反射鏡反射點和全站儀中心之間的數(shù)據(jù)造成的誤差。周期誤差、比例誤差、固定誤差都屬于測距誤差，其中比例誤差又包括大氣折射誤差、光速誤差、測試概率誤差，固定誤差又包括側向誤差、儀器常數(shù)和對中誤差。

2.5井下環(huán)境造成的誤差

全站儀等測角量距會受到井下的照明度、礦塵量、溫度和濕度的影響。與地面上相比，礦山井下環(huán)境不會受到天氣和季節(jié)變化的影響，具有比較穩(wěn)定的井下條件，測角的時間一般比較短暫，一般認定井下環(huán)境基本是穩(wěn)定的。

3提高礦山井下全站儀導線測量精度的方法

3.1使用盤左盤右的方法進行一測回

根據(jù)上述分析發(fā)現(xiàn)，盤左盤右兩個位置的符號相反、大小相等主要是由橫軸誤差和視準軸誤差造成的。因此，要抵消或減弱這兩項誤差，就要用盤左盤右來對同一目標進行觀測，并取兩次觀測的平均值。在進行觀測時，為了減少和消除豎軸誤差，必須保持照準部的水準器中具有居中的氣泡。這樣也可以使豎盤指標差的影響被有效的消除，使井下全站儀導線測量精度得到有效的提高[3]。

3.2導線測量時采用全站儀三架法

導線測量是比較常用的井下平面控制測量方法。觀測方向值和限量對中誤差都會受到井下對中誤差的影響。因此，在進行測量導線測量的過程中可以使用全站儀三架法，這樣可以有效的提高，全站儀導線測量的精度，提高測量的速度，縮短了前視點的對中整平時間，使井下對中誤差得到減少。

3.3垂球重量的加大

井下測井的精度經(jīng)常受到照準誤差的影響，這是因為垂球具有較大的擺動幅度，鏡站在點下產(chǎn)生對中，測量過程中有較大的氣流。這就可以通過極大垂球重量的方式使垂球的晃動減小，并對垂球線的根部進行瞄準。

3.4使用棱鏡激光模式

先要將全站儀進行棱鏡激光模式設置，再將溫度值和井下氣壓輸入，保障反光鏡與常數(shù)改正的匹配。不要讓灰塵和水珠沾到鏡面。可以使用防爆型全站儀來應對具有瓦斯的井下坑道。使用往返測量來測量斜巷三角高程和平巷邊長。

3.5限制誤差的傳遞

可以使用一定的方法來對測角的誤差傳遞進行限制。如果井下全站儀導線進行短邊巷道測量或前進一段距離后，可以對短邊陀螺方位角用陀螺全站儀進行加測。

3.6提高點位橫向精度

在進行井下導線測量時，可以先設置低級導線，再對低級導線進行檢查，布設高級導線。在布設導線時，其邊長要盡量相等，并沿著坑道的中線進行布設，設置閉合形式或雙交叉形式的導線。

4結語

礦山測量工作的質(zhì)量，與礦山井下全站儀導線測量的精確度有著直接的關系，有一些因素會導致礦山井下全站儀導線測量的誤差，為了保障礦山井下測量的工作質(zhì)量，必須，采取有效的方法切實有效地提高礦山井下全站儀導線測量的精度。只有確保了礦山井下全站儀導線的測量精度，，才能夠，保障礦山測量成果具有較高的準確性和精確性，確保礦山的可持續(xù)發(fā)展和安全生產(chǎn)，避免因為礦山井下全站儀導線測量不準確而造成的損失。