全站仪及贯通误差预计在矿山测量中的应用

-.z全站仪及贯穿误差预计在矿山测量中的应用何爱保朱远坤〔**省煤业集团资兴矿区平安生产管理局〕摘要：文中以DTM-532型尼康全站仪在**省煤业集团兴源矿业公司伍家冲煤矿矿山巷道贯穿测量为例，介绍了贯穿误差预计理论在矿山测量中的应用。关键词：全站仪贯穿测量误差预计一、前言随着科学技术的开展，矿山测量传统的光学经纬仪测角、量边的测量方法作业强度大且效率低，远不能满足现代社会对矿山测量的要求，因此大力推广全站仪测量技术以及贯穿误差预计理论很有必要。**省煤业集团兴源矿业公司伍家冲矿为立井多水平开拓，-100m总回风上山与-70m南翼总回风巷贯穿工程是伍家冲矿构成第二水平通风系统的重要工程。该贯穿工程是由15采区轨道上山、15采区-100车场、-100m总回风上山及-70m水平南翼总回风巷组成。其中15采区轨道上山斜长310m、坡度20°，15采区-100车场斜长102m、坡度5‰，-100m总回风上山斜长80m、坡度35°，-70m水平南翼总回风巷斜长402m，坡度5‰。分两条线对掘施工，设计贯穿点在-100m总回风上山与-70m水平南翼总回风巷对接处。该工程巷道为半园拱型，锚喷支护，净宽2.6m，巷道贯穿导线总长度为3501.32m。二、平面及高程控制测量方案测量仪器采用DTM-532型尼康全站仪。全站仪具有自动记录存储测量结果的功能，观测目标为棱镜，不受井下风流影响，所测角度及距离精度相对高，减少了人为读错记错，自动与计算机进展数据传输。根据贯穿的目的和巷道的实际用途，依据?煤矿测量规程?确定贯穿容许误差为：垂直方向±0.2m，水平方向±0.3m。1、井下平面测量方案：施工测量时按照设计的方向和坡度,依据已有的控制点，用全站仪测方向及三角高程。作业限差：根本控制导线采用15″导线。(1)水平角观测采用的仪器及作业要求如下表：导线类别仪器观测方法按导线边长分〔水平边长〕15m以下15m～30m30m以上对中次数测回数对中次数测回数对中次数测回数15″尼康全站仪测回法221212注：①测回间变换度盘读数(n为测回数)。②屡次对中时，每次对中测一个测回。(2)倾角小于30°的井巷中水平角观测限差如下：仪器级别同一测回中半测回互差两测回间互差两次对中测回间互差DJ220″12″30″在倾角大于30°的井巷中，各项限差可为表中的1.5倍。在倾角大于15°或视线一边水平而另一边的倾角大于15°的主要井巷观测过程中水准气泡偏离不得超过一格，否则应整平后重测。(3)导线边长测量仪器内置红外线与测角一体化，每条边的测回数不少于两个，采用往返观测，每测回三次读数，读数间互差不大于10mm；往返观测同一边长时，平距互差不得大于边长的1/6000。同时记录气温和气压，进展边长改正。2、井下高程测量方案：井下高程测量采用三角高程测量，测角精度要求：两个测回，垂直角互差15〞，指标差互差15〞。三、平面及高程贯穿测量误差预计及测量方法评价1、高程测量的误差预计〔1〕井下高程测量的误差来源井下高程测量的误差来源有：①全站仪望远斜瞄准误差；②水准管居中气泡的误差；③人为误差及外界条件的影响，如巷道空气中透明度、仪器下沉的影响所产生的误差；④其它误差。〔2〕测量误差参数确实定及误差预计本次高程测量采用电磁波测距三角高程测量来完成。每千米长度三角高程中误差：取MHL=15mm贯穿相遇点K在高程上的误差预计：MH经=±MHLMH经=±15=±0.028(m)因上述测量工作独立进展两次，故MH经=±0.028/=±0.020mMH预=±2MH经=±0.04(m)〔取中误差的2倍〕〔3〕高程测量方案评价三角高程测量误差改良的方法主要是靠细心。比方用望远镜瞄准时要瞄准中心，水准管的气泡要居中，仪高、棱镜高量取时要仔细，在巷道中测量时，棱镜面的照明要好，在上、下山巷道中测量时，棱镜面要保持在铅垂面上。本设计的高程预计误差为±0.04m，小于要求的±0.2m，满足测量要求。2、平面贯穿测量误差预计〔1〕井下导线测量误差引起K点在*′方向上误差；①井下导线测角误差引起K点在*′轴上的误差M*′β：计算公式：M*′β＝±∑Ryi2：贯穿相遇点K与各导线点连线在Y′轴上的投影长度的平方和，Ryi值在电子图上直接量取〔见下表〕点号RyiR2yi点号RyiR2yi*D3738.481480.71南1974.055483.40*D36149.1422242.74南2087.357630.02*D35223.3749894.16南21145.6721219.75*D28214.6646078.92南22171.1229282.05*D26238.2056739.24南23183.6233716.3*D19461.50212982.25南24195.7538318.06*D18483.16233443.58南26410.72168690.92*D17482.74233037.91南27417.73174498.35*D15364.15132605.22南28401.60161282.56*D12442.03195390.52南30351.85123798.42*D11263.0569195.30S回7345.66119480.84南1248.8961946.23S回8332.86110795.78南234.321177.86南344.691997.20∑R2yi=2312401.97计算：M*′β＝±=±0.11(m)②井下导线测边误差引起K点在*′轴上的误差M*′l：计算公式：M*′l＝±MlΣlcos2*′：各导线边与*′轴间的夹角的余弦值的平方和〔见下表〕边

号lcos2α′

边

号lCos2α′*D11-南10.91S回7-S回80.53南1-南256.85S回8-*D38105.67南2-南35.5*D11-*D1276.29南3-南193.73*D12-*D1525.71南19-南201.3*D15-*D1748.36南20-南210.96*D17-*D180.11南21-南2215.7*D18-*D199.92南22-南232.58*D19-*D26103.86南23-南245.21*D26-*D2811.11南24-南2679.21*D28-*D355.24南26-南272.69*D35-*D3611.42南27-南284.06*D36-*D380南28-南301.48南30-S回71.36579.76计算：M*′l＝±15=±0.011(m)③井下各项误差引起K点在水平重要方向*′轴上的中误差M*′k：计算公式：M*′k＝±计算：M*′k＝±0.111m因上述测量工作独立进展两次，故M*′k=±0.111/=±0.078m。〔2〕平面测量方案评价对于贯穿测量成果的评定一般可以从两个方面进展：①利用大量的实测资料，进展统计分析，求取影响贯穿测量的有关参数，以验证设计方案；②对巷道贯穿后连接出的闭合贯穿测量导线进展精度评定。采用第一种方法进展评价：贯穿点在水平重要方向上的误差预计为〔取中误差的2倍〕：故M*k预=±2M*′k=±0.156(m)满足工程要求的在重要方向的预计误差小于0.3m。该工程现已贯穿，采用第二种方法进展评价：贯穿后及时进展了闭合连接测量，测量结果如下：坐标闭合差：坐标闭合差：△ｘ＝＋0.185ｍ△ｙ＝＋0.138ｍ导线闭合差：ｆ＝＝±0.231导线全长相对闭合差：±0.231／3500＝1／16000该设计数据满足?煤矿测量规程?、?三角高程测量规程?等相关规程的规定要求。四结论和建议DTM-532型尼康全站仪测量技术以及贯穿误差预计理论能更好地满足大型贯穿测量的精度要求，能更快更准确地为平安生产效劳。贯穿质量的好坏，不仅取决于合理的贯穿方案和先进的测量方法，还要求在测量前做好充分的人员及仪器的准备，抓好质量保证体系的贯彻落实。同时在实际工作中要注意采取以下措施：1、在斜巷或短边中测角时，要特别注意对中精度和仪器整平精度，各测回重新对中整平。2、导线点实行挂牌管理，做好标志。3、当贯穿距离剩余20米时可采取小断面掘进，以提高贯穿段巷道质量。参考文献：[1]、*国良