矿山测量中采用多手段误差分析及技术应用

赵松彪

摘 要：矿山在生产过程中会受到多方面因素的影响，在测量中容易出现误差，因此采用多手段分析误差很有必要。本文以华家湾坑口为例，分析在矿山测量中容易出现的误差，分析讨论多手段采用多手段测量引起误差的原因，并提出采取的误差控制措施。

关键词：矿山测量；多手段；误差

前言：在矿山开采中对矿山的测量是基础，在矿山生产的多个环节都需要对矿山测量，而受到开采难度增加的限制，对矿山的测量也变得越困难，所以，在矿山测量中需要全面考虑到测量的误差。本次华家湾坑口3号脉4、5号斜井-100中段东西平巷贯通工程分两段完成，采用全断面东西两端相向掘进贯通，以达到缩短工期之效果。为了使整个工程高质量的进行，要做到高度重视测量的误差，采用多手段分析误差很有必要。

1.常见的矿山测量中出现的误差

1.1设计图纸管理过程

矿山测量作为一项大工程，不仅与自身发展有关联，还关乎到社会的稳定发展，同时应保证员工的安全和利益。而图纸的设计可以反映矿山的测量情况，高标准的图纸甚至可能会反映出零误差的测量。结合实际情况，绘制图纸中会出现各种不同的误差，有些可以避免，有些无法避免，造成矿山的测量出现误差。这些误差可能造成工作人员的理解情况与实际情况不符，影响矿山生产的准确性。常见的绘制图纸出现的误差有三种，其一为在矿山测量图纸填绘时，对体积小的地面物体考虑不到，造成在现场施工时不能按照设计图纸正常开采，其二为填绘图纸中参数的位置和数值出现错误，导致图纸的精度降低，影响矿山测量出现质量误差。其三为图纸的参数出现错误，矿山测量的图纸上有许多数据点串联组成，若出现填制的位置与实际位置出现偏差就会影响矿山的生产质量。

1.2井下测量过程

矿山测量在井下操作中易引起误差的因素主要有现场测量记录偏差、测量仪器的使用方法和维护不正确、测量工具不齐全。在现场测量中容易受到外界因素的干扰，造成数据出现误差，需重新测量。矿山测量工作中需要用到多种测量仪器，工作人员往往更重视仪器的测量作用，忽视对仪器的维护和矫正工作。井下环境跟地面相比潮湿且光线较暗，容易出现测量误差，测量仪器的合理保护会直接影响到仪器的寿命，影响其精准度。若测量的工作人员没有充分考虑到现场测量情况，只准备常用的测量设备，当现场需要特殊设备时，导致测量工作不能顺利进行。

2.矿山测量误差的理论分析与讨论

2.1水平角观测值误差分析及来源

矿山测量中水平角观测误差表现在望远镜照准误差、读数误差、仪器误差、外界影响和测站偏心影响，其中望远镜照准精度和放大倍率之間的误差可参考公式计算。其中垂直轴误差一般不能通过观测方法消除，管 水准器分划值小，仪器结构产生侧角误差估算符合一定范围。外界条件会影响视准轴的变化。

2.2全站仪在贯通测量中误差分析

全站仪将激光、机械、计算机等技术集合一起，可以测距、测水平角、测高差等，仪器只需一次安装便可以完成所有操作，应用自动化技术自动记录数据降低误差。施工在贯通之前需要估算测量中的贯通误差，其包括高程误差和水平误差，通常将由地面和地下高程测量引起的误差称为高程误差，将地面控制、地下导线测量引起的误差称为水平误差。通常在贯通测量中受多方面影响产生误差，包括全站仪系统瞄准引起的误差、外界环境干扰影响仪器测试和井下水准管的位置等原因，若要降低高程测量中的误差，测量人员需本着认真严谨的态度，注重细节，保持水准管的气泡处于居中位置，巷道中的照明条件符合一定要求。

2.3矿山测量对中误差的分析

在井下导线施工对中测量中受到光线、风流、通视条件等影响，导致镜上中心点和测站点标志中心不在一条铅垂线上，对中误差对水平角的观测有很大影响，在短边测量影响较大。当只增加其中一条边的长度时，对中误差没有显著增加对水平角的影响，在对水平角观测时，为降低对中误差采取一定的措施。通过对中误差较小，对测距精度的影响很小，所以在井下导线测量可以不考虑。为避免对中误差的影响，需要定期维护和检查测量仪器，在观测有短边的水平角时，做到仪器和觇标中心跟导线点重合在一条铅垂线上。采用挂锤球对中时，考虑到受风流的影响，可以选用挡风布、对中杆、光学校对，同时，在测量时可以增加对中次数来提高精度，减小误差。

3.对矿山测量中误差控制措施

3.1多手段误差分析及应用

为了保证贯通精度在误差预计范围之内，采用多手段对误差进行分析。首先，在观测时调节物镜与目镜之间的距离，使仪器照准十字丝和前视成像达到最清晰。在井下光线不好，则前视用手电照射细线和棱镜，仪器物镜用镜布檫干净。其次，每观测一测回，把仪器从三脚架上取下再对中整平，消除对中整平造成的点位误差，每2次观测与对中整平换不同的观测者。地表测量前视、后视都要用架设三脚架和棱镜，读取前后视，仪器高、前后视高量取斜长，再通过勾股定理计算竖直长度。然后，为了减小人为误差，对于仪器测量的半测回归零差不得大于5秒，一测回的2C较差不得大于5秒，同方向各测回误差不得大于8秒，每条边测距中误差不得大于6mm。如有超限的数据，则及时换人复测，确保达到点位精度要求。接着，每次测量观测2测回，每2测回采取制0和制90度观测，消除度盘、横轴、竖轴等引起的系统误差。最后，每次测量修改次仪器所在位置的温度和高程。对于湿度和光线的影响则选择不同的观测时段进行观测。

3.2规范填涂图纸和完善测量程序

矿山的开采主要根据设计的图纸进行，因此通过可以提高图纸的精密性来降低误差。图纸的填涂操作和审核工作需要由专业的测绘人员进行，以确保图纸的准确性。同时建立周期性图纸审核规定，依据测量的数据与实际地质、水质等环境对比，确保图纸符合要求，切勿追求速度而降低图纸的质量。矿山的测量程序包括前期的准备阶段、实际测量阶段与后期保障阶段，测量程序的准确性对工作误差的大小起着关键性作用。在前期准备阶段，需要做好测量设备和设计图纸的准备工作。在测量中，严格记录好现场的测量数据，分类整理并现场标定。在后期保障中，需要对工程进行维护和改进工作，严谨认真，提高测量工作的准确度和效率，认真对待测量工作，结合实际情况及时调整方案，保证矿山测量工作的顺利进行。

3.3现场作业的规范化

测量方案的实施需要结合科学的测量方法，针对不同的精度要求选择不同的测量方法和仪器，通常情况下制定测量方法需要考虑矿上的测量设备，测量的方法也应是工程的工作人员熟练掌握的技术，以此来确保工作的准确度。当现有技术不能确保贯通精度时，可以通过选用更加先进的设备或是选派测量工作人员独立进行复测这两种方法，进一步降低测量工作的误差，保证工作的顺利进行。现场工作中要严格按照规定的测量程序进行，工作人员检查好测量装备，可以将自己需要带的普通设备和特殊设备列在一张清单中，避免施工中出现差错。其次，在矿山测量中严格按照制度重复测量，将多次的测量结果对比，确保所测值在误差允许范围内才算合格，若不符合，需要对问题分析找出解决措施，用科学的方法对方案进行修改。工作人员的专业综合素质对矿山的测量工作占有重要的地位，定期组织进行培训，学习先进的技术和科学的方法，定期考察测量人员的专业知识，提高工作人员的学习意识，制定完善的管理体制，有助于工作的条理性。

4.小结

矿山生产中需要多次测量，为了保证整个项目安全贯通，解决3号脉-100中段以下深部探矿，深部的通风、提升运输问题，采用多手段误差分析，避免出现安全隐患，保证矿山在生产中的质量。

参考文献：

[1]刘健.数字化测量技术在矿山测量中的应用[J].中国高新技术企业，2014（2）：95-96endprint