全站仪在煤矿贯通测量中的应用及精度分析

[摘要]贯通测量是煤矿测量的重中之重。介绍了全站仪在煤矿贯通测量中的应用，并对全站仪贯通测量的精度进行了预计分析，结合误差预计，制定科学的观测方案，提出了误差控制方法。工程实践表明，该贯通方案完全可行。

[关键词]全站仪 贯通测量 误差预计 精度分析

[中图分类号] P24 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-223-1

1引言

贯通测量，尤其是大型巷道贯通测量是矿山测量中的一项重要工作。贯通工程质量的好坏，直接关系到整个矿井的建设、生产和经济效益。传统的光学经纬仪测角、钢尺量边的测量方法作业强度大且效率低，且精度很难满足长距离巷道贯通测量要求，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通误差预计理论很有必要。山西煤炭运销集团阳城大西煤业有限公司原沟沟联办二坑口轨道大巷与原沟沟联办煤矿轨道大巷贯通测量累计导线全长约6010m，属于大型贯通工程。根据《煤矿测量规程》和贯通工程巷道的用途，确定该贯通点在重要方向上的水平误差不超过0.3m，精度要求较高，如何测量值的探讨。

2贯通测量误差预计及控制

2.1贯通测量方案介绍

该巷道贯通工程属一井贯通，巷道沿煤层底板掘进，井下控制测量按15″级导线的精度要求施测，以本矿7″级控制网为起算数据，布设15″级导线点，测量仪器选用尼康452防爆全站仪。为提高施测精度，采用三联架法配合省点法施测，按照15″级导线的精度要求，由不同观测者独立进行两次观测，取两次观测结果的平均值作为最终成果，并进行平差计算。对于一些短边，则进行多次反复测量取平均值。其中角度测回差不大于12″，边长一测回内读数较差不大于10mm，单程测回间较差不大于15mm，往测和返测边长水平距离的互差不大于边长的1/6000。

2.2全站仪贯通测量误差预计

井下导线测角中误差为±15″，全站仪测距标称精度为±（2mm+2ppm）mm，全站仪测角中误差为±2″。本贯通误差预计重点考虑贯通点K在水平重要方向X′轴上的误差预计。根据误差传播定律，水平方向上的误差主要由导线的测角误差和测距误差引起的。由误差预计结果得出：贯通点K在水平重要方向上的预计误差为0.158m，小于规定的允许偏差0.3m；由此可见，根据±15″精度井下导线网，使用测角精度2″、测距精度±（2mm+2ppm）mm的全站仪可以满足贯通测量要求。

2.3贯通测量及误差控制

2.3.1人员及仪器配置

地测部成立专门的贯通测量小组，具体负责该贯通工程的控制测量工作，监督检查施工单位严格按照本方案确定的限差要求进行平时的施工放线工作，定期对观测数据进行检查计算和误差分析，评定分析观测成果的准确度和可靠性。另外，配备尼康用以贯通测量工作，并定期对仪器进行检校。

2.3.2贯通测量误差控制

大型贯通工程测量时，误差控制方法主要有以下几点：

（1）需要注意原始资料的可靠性，井下起算控制点要进行认真的实测检核，确保起算数据真实可靠、准确无误。

（2）在观测过程中，井下温度发生明显变化时，施测前要待仪器温度稳定后再开展观测工作；采用防风措施、光学对中、加大垂球重量、增加对中次数等方法，提高仪器及觇标的对中精度；观测时严格整平仪器，提高观测精度。

（3）对于贯通测量，要进行可靠的独立检核，及时复测复算，对复测结果进行精度评定，并与原测量成果进行精度进行比较，各个测量步骤均不能低于精度要求。

（4）采取提高测量精度的相应措施，例如：巷道未贯通前测量路线均是支导线，测量时采用同一条起始边，可避免由于定向误差引起的贯通测量误差；利用复测结果计算标定要素，及时标定中线指导掘进。巷道贯通前掘进时，测量人员要经常深入现场，发现问题及时采取相应的措施。

（5）加测陀螺定向边是相向贯通工程中线高精度贯通的关键。在大型贯通工程中，由于导线过长，且存在很多短边，误差累积严重。加测陀螺定向边可以明显提高贯通测量精度。

（6）采用高精度的测量仪器进行复测，复测时用宾得全站仪进行测角和量边，两个测回测角，往返测距读数三次。增加测回数，减小测角中误差。安装好激光指向仪，根据导线点和巷道坡度，调整好指向方向和坡度。

本开拓工程成功实现了贯通，经实测纵坐标闭合差为0.105m，横坐标闭合差为0.176m，远小于规定要求。实践结果表明，贯通测量方案是合理的，观测过程中采取的提高观测精度的方法是有效的，满足了贯通工程的要求。巷道贯通后，在贯通点处测量贯通实际偏差值，将两端的导线、高程连测起来，计算各项闭合差。从而验证贯通测量误差预计的正确性，丰富贯通测量的理论和经验。

3结论

本项工程的顺利贯通，为类似条件矿井的贯通测量工作提供了许多值得借鉴的经验，主要包括以下几点：

（1）科学地进行贯通误差预计，选用技术上可行、精度上允许、经济上合理的测量方案，不必过分追求高精度。

（2）在井下使用全站仪测量，不仅能大大降低测量人员的劳动强度，减少作业计算量，而且能提高测量速度和精度。

（3）选择水平重要方向上偏差最小的贯通相遇点，即选择最佳的贯通位置非常重要。

参考文献

[1]彭东东.贯通测量中的误差预计及控制研究[J].矿山测量，2012，（4）：63-64.