礦山測量中采用多手段誤差分析及技術(shù)應(yīng)用

趙松彪

摘 要：礦山在生產(chǎn)過程中會(huì)受到多方面因素的影響，在測量中容易出現(xiàn)誤差，因此采用多手段分析誤差很有必要。本文以華家灣坑口為例，分析在礦山測量中容易出現(xiàn)的誤差，分析討論多手段采用多手段測量引起誤差的原因，并提出采取的誤差控制措施。

關(guān)鍵詞：礦山測量；多手段；誤差

前言：在礦山開采中對(duì)礦山的測量是基礎(chǔ)，在礦山生產(chǎn)的多個(gè)環(huán)節(jié)都需要對(duì)礦山測量，而受到開采難度增加的限制，對(duì)礦山的測量也變得越困難，所以，在礦山測量中需要全面考慮到測量的誤差。本次華家灣坑口3號(hào)脈4、5號(hào)斜井-100中段東西平巷貫通工程分兩段完成，采用全斷面東西兩端相向掘進(jìn)貫通，以達(dá)到縮短工期之效果。為了使整個(gè)工程高質(zhì)量的進(jìn)行，要做到高度重視測量的誤差，采用多手段分析誤差很有必要。

1.常見的礦山測量中出現(xiàn)的誤差

1.1設(shè)計(jì)圖紙管理過程

礦山測量作為一項(xiàng)大工程，不僅與自身發(fā)展有關(guān)聯(lián)，還關(guān)乎到社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展，同時(shí)應(yīng)保證員工的安全和利益。而圖紙的設(shè)計(jì)可以反映礦山的測量情況，高標(biāo)準(zhǔn)的圖紙甚至可能會(huì)反映出零誤差的測量。結(jié)合實(shí)際情況，繪制圖紙中會(huì)出現(xiàn)各種不同的誤差，有些可以避免，有些無法避免，造成礦山的測量出現(xiàn)誤差。這些誤差可能造成工作人員的理解情況與實(shí)際情況不符，影響礦山生產(chǎn)的準(zhǔn)確性。常見的繪制圖紙出現(xiàn)的誤差有三種，其一為在礦山測量圖紙?zhí)罾L時(shí)，對(duì)體積小的地面物體考慮不到，造成在現(xiàn)場施工時(shí)不能按照設(shè)計(jì)圖紙正常開采，其二為填繪圖紙中參數(shù)的位置和數(shù)值出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致圖紙的精度降低，影響礦山測量出現(xiàn)質(zhì)量誤差。其三為圖紙的參數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，礦山測量的圖紙上有許多數(shù)據(jù)點(diǎn)串聯(lián)組成，若出現(xiàn)填制的位置與實(shí)際位置出現(xiàn)偏差就會(huì)影響礦山的生產(chǎn)質(zhì)量。

1.2井下測量過程

礦山測量在井下操作中易引起誤差的因素主要有現(xiàn)場測量記錄偏差、測量儀器的使用方法和維護(hù)不正確、測量工具不齊全。在現(xiàn)場測量中容易受到外界因素的干擾，造成數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，需重新測量。礦山測量工作中需要用到多種測量儀器，工作人員往往更重視儀器的測量作用，忽視對(duì)儀器的維護(hù)和矯正工作。井下環(huán)境跟地面相比潮濕且光線較暗，容易出現(xiàn)測量誤差，測量儀器的合理保護(hù)會(huì)直接影響到儀器的壽命，影響其精準(zhǔn)度。若測量的工作人員沒有充分考慮到現(xiàn)場測量情況，只準(zhǔn)備常用的測量設(shè)備，當(dāng)現(xiàn)場需要特殊設(shè)備時(shí)，導(dǎo)致測量工作不能順利進(jìn)行。

2.礦山測量誤差的理論分析與討論

2.1水平角觀測值誤差分析及來源

礦山測量中水平角觀測誤差表現(xiàn)在望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差、儀器誤差、外界影響和測站偏心影響，其中望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)精度和放大倍率之間的誤差可參考公式計(jì)算。其中垂直軸誤差一般不能通過觀測方法消除，管 水準(zhǔn)器分劃值小，儀器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)角誤差估算符合一定范圍。外界條件會(huì)影響視準(zhǔn)軸的變化。

2.2全站儀在貫通測量中誤差分析

全站儀將激光、機(jī)械、計(jì)算機(jī)等技術(shù)集合一起，可以測距、測水平角、測高差等，儀器只需一次安裝便可以完成所有操作，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)降低誤差。施工在貫通之前需要估算測量中的貫通誤差，其包括高程誤差和水平誤差，通常將由地面和地下高程測量引起的誤差稱為高程誤差，將地面控制、地下導(dǎo)線測量引起的誤差稱為水平誤差。通常在貫通測量中受多方面影響產(chǎn)生誤差，包括全站儀系統(tǒng)瞄準(zhǔn)引起的誤差、外界環(huán)境干擾影響儀器測試和井下水準(zhǔn)管的位置等原因，若要降低高程測量中的誤差，測量人員需本著認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，注重細(xì)節(jié)，保持水準(zhǔn)管的氣泡處于居中位置，巷道中的照明條件符合一定要求。

2.3礦山測量對(duì)中誤差的分析

在井下導(dǎo)線施工對(duì)中測量中受到光線、風(fēng)流、通視條件等影響，導(dǎo)致鏡上中心點(diǎn)和測站點(diǎn)標(biāo)志中心不在一條鉛垂線上，對(duì)中誤差對(duì)水平角的觀測有很大影響，在短邊測量影響較大。當(dāng)只增加其中一條邊的長度時(shí)，對(duì)中誤差沒有顯著增加對(duì)水平角的影響，在對(duì)水平角觀測時(shí)，為降低對(duì)中誤差采取一定的措施。通過對(duì)中誤差較小，對(duì)測距精度的影響很小，所以在井下導(dǎo)線測量可以不考慮。為避免對(duì)中誤差的影響，需要定期維護(hù)和檢查測量儀器，在觀測有短邊的水平角時(shí)，做到儀器和覘標(biāo)中心跟導(dǎo)線點(diǎn)重合在一條鉛垂線上。采用掛錘球?qū)χ袝r(shí)，考慮到受風(fēng)流的影響，可以選用擋風(fēng)布、對(duì)中桿、光學(xué)校對(duì)，同時(shí)，在測量時(shí)可以增加對(duì)中次數(shù)來提高精度，減小誤差。

3.對(duì)礦山測量中誤差控制措施

3.1多手段誤差分析及應(yīng)用

為了保證貫通精度在誤差預(yù)計(jì)范圍之內(nèi)，采用多手段對(duì)誤差進(jìn)行分析。首先，在觀測時(shí)調(diào)節(jié)物鏡與目鏡之間的距離，使儀器照準(zhǔn)十字絲和前視成像達(dá)到最清晰。在井下光線不好，則前視用手電照射細(xì)線和棱鏡，儀器物鏡用鏡布檫干凈。其次，每觀測一測回，把儀器從三腳架上取下再對(duì)中整平，消除對(duì)中整平造成的點(diǎn)位誤差，每2次觀測與對(duì)中整平換不同的觀測者。地表測量前視、后視都要用架設(shè)三腳架和棱鏡，讀取前后視，儀器高、前后視高量取斜長，再通過勾股定理計(jì)算豎直長度。然后，為了減小人為誤差，對(duì)于儀器測量的半測回歸零差不得大于5秒，一測回的2C較差不得大于5秒，同方向各測回誤差不得大于8秒，每條邊測距中誤差不得大于6mm。如有超限的數(shù)據(jù)，則及時(shí)換人復(fù)測，確保達(dá)到點(diǎn)位精度要求。接著，每次測量觀測2測回，每2測回采取制0和制90度觀測，消除度盤、橫軸、豎軸等引起的系統(tǒng)誤差。最后，每次測量修改次儀器所在位置的溫度和高程。對(duì)于濕度和光線的影響則選擇不同的觀測時(shí)段進(jìn)行觀測。

3.2規(guī)范填涂圖紙和完善測量程序

礦山的開采主要根據(jù)設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行，因此通過可以提高圖紙的精密性來降低誤差。圖紙的填涂操作和審核工作需要由專業(yè)的測繪人員進(jìn)行，以確保圖紙的準(zhǔn)確性。同時(shí)建立周期性圖紙審核規(guī)定，依據(jù)測量的數(shù)據(jù)與實(shí)際地質(zhì)、水質(zhì)等環(huán)境對(duì)比，確保圖紙符合要求，切勿追求速度而降低圖紙的質(zhì)量。礦山的測量程序包括前期的準(zhǔn)備階段、實(shí)際測量階段與后期保障階段，測量程序的準(zhǔn)確性對(duì)工作誤差的大小起著關(guān)鍵性作用。在前期準(zhǔn)備階段，需要做好測量設(shè)備和設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)備工作。在測量中，嚴(yán)格記錄好現(xiàn)場的測量數(shù)據(jù)，分類整理并現(xiàn)場標(biāo)定。在后期保障中，需要對(duì)工程進(jìn)行維護(hù)和改進(jìn)工作，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，提高測量工作的準(zhǔn)確度和效率，認(rèn)真對(duì)待測量工作，結(jié)合實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整方案，保證礦山測量工作的順利進(jìn)行。

3.3現(xiàn)場作業(yè)的規(guī)范化

測量方案的實(shí)施需要結(jié)合科學(xué)的測量方法，針對(duì)不同的精度要求選擇不同的測量方法和儀器，通常情況下制定測量方法需要考慮礦上的測量設(shè)備，測量的方法也應(yīng)是工程的工作人員熟練掌握的技術(shù)，以此來確保工作的準(zhǔn)確度。當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)不能確保貫通精度時(shí)，可以通過選用更加先進(jìn)的設(shè)備或是選派測量工作人員獨(dú)立進(jìn)行復(fù)測這兩種方法，進(jìn)一步降低測量工作的誤差，保證工作的順利進(jìn)行?，F(xiàn)場工作中要嚴(yán)格按照規(guī)定的測量程序進(jìn)行，工作人員檢查好測量裝備，可以將自己需要帶的普通設(shè)備和特殊設(shè)備列在一張清單中，避免施工中出現(xiàn)差錯(cuò)。其次，在礦山測量中嚴(yán)格按照制度重復(fù)測量，將多次的測量結(jié)果對(duì)比，確保所測值在誤差允許范圍內(nèi)才算合格，若不符合，需要對(duì)問題分析找出解決措施，用科學(xué)的方法對(duì)方案進(jìn)行修改。工作人員的專業(yè)綜合素質(zhì)對(duì)礦山的測量工作占有重要的地位，定期組織進(jìn)行培訓(xùn)，學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)和科學(xué)的方法，定期考察測量人員的專業(yè)知識(shí)，提高工作人員的學(xué)習(xí)意識(shí)，制定完善的管理體制，有助于工作的條理性。

4.小結(jié)

礦山生產(chǎn)中需要多次測量，為了保證整個(gè)項(xiàng)目安全貫通，解決3號(hào)脈-100中段以下深部探礦，深部的通風(fēng)、提升運(yùn)輸問題，采用多手段誤差分析，避免出現(xiàn)安全隱患，保證礦山在生產(chǎn)中的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉健.數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（2）：95-96endprint