矿井巷贯通测量的误差分析

矿井巷贯通测量的误差分析

史鸿磊

开滦（集团）蔚州矿业有限责任公司单侯矿地测防治水服务中心河北张家口市蔚县075700

摘要：随着经济时代的不断发展，对矿井巷贯通测量的准确性的要求也在不断提高，井下巷道测量一直是煤矿生产作业中的一项非常重要工作，直接影响着井下作业能否连续高效地进行。然而，由于受到外部环境的影响和远程建设的影响，其中存在误差是不可避免的。因此，在进行测量作业前，应进行有效的误差分析，并在此基础上制定合理的测量方案，才能够真正的保证隧道的贯通质量。结合多种测量方法，积极探索较大型隧道贯通测量的常用方法及相应的误差分析手段，为地下隧道的高效贯通，实现矿山经济效益的提高提供有力参考价值。

关键词：矿井贯通测量；误差分析；GPS测量技术；

主要通过对煤矿企业的矿井贯通工作案例进行分析，从而得出结论在矿井贯通工作中由于人为、机械以及环境等因素对贯通测量产生误差的原因，可以更加高的服务效缓解误差为矿井贯通。通过具体的分析和研究能更好的为相关专业工作者的误差提供有效的解决方式，帮助有关人员将矿贯通的测量中出现的误差降低到最小。

1矿井贯通的种类和允许偏差

1.1矿井贯通的种类

从三个方面对矿井贯通进行分析和渗透。第一类是根据矿井的类型划分的，包括类型分类，斜井式贯通、竖井式贯通、平巷式贯通，同时也要将三种贯通方式相互结合。第二类是根据矿井贯通的方式贯通方向可分为单向贯通、双向贯通、相向贯通，同向贯通等。第三类是根据贯通的测量条件划分，在同一矿井内坑道之间的贯通以及两个坑道之间的贯通

1.2矿井贯通工程的允许偏差

一定的偏差将不可避免地出现在矿井贯通中，在空间的三个方向都有可能发生误差位置。在纵向上偏差位置表现为：通过通道连接的巷道中心线的链接处的偏差，坑道中心线方向上的长度偏差是不会对长距离矿井的贯通工作产生影响的。因此差异也可以称之为纵向误差。有两种偏差会对矿井贯通产生影响。一种是在坑道平面位置的垂直坑道中心线的上方，这可称为横向误差，另一个是在高程方向的偏差，这可称为竖向误差。因为这两种误差会对矿井长距离运行有一定的影响，相关人员为称呼方便，简称为贯通的重要方向。因此，在贯通的重要方向上坑道偏差的允许限度是矿井长距离贯通工程所允许的偏差。针对竖直矿井的贯通工程来讲，井筒平面位置的角度偏差是影响工程质量以及造成偏差的主要原因。通过对不同类型贯通结合所允许的最大偏差是由设计部门对通过项目和相应的生产要求的性质为依据，而该矿区技术人员和测量工程技术人员相互协商决定

2矿井长距离贯通存在误差的原因

2.1控制点偏差

中国现有的煤炭开采已有很长一段时间了，由于在地面控制点和初始控制点受到外界环境的破坏，造成位置不一。除去已经消失的控制点，有些控制点与实际的地理位置存在的误差较大，控制点引起的误差需要由相关人员及时修复。

2.2仪器精度较低

矿井贯通需要对仪器进行更精确的测量。但不同仪器的测量精度不同，仪器本身的精度对贯通测量的精度有很大的影响。煤矿距离测量仪器通常精度不高。由于矿山环境恶劣，使用的仪器测量时精度不高。测量仪器的棱镜与底座不匹配，造成全站仪的误差，长距离导线测量结果不可预测。因此，远距离测量的精度无法保证。

2.3测量操作不当

由于受到测量人员能力的限制，测量仪器操作不当，测量结果往往不够准确。如果技术人员不按安装、校准和读数标准对仪器进行工作，它也会影响测量结果。因此，积极的态度和熟练的技术一样重要。测量数据的记录和粗略的计算往往是导致测量精度下降的关键因素。当测量人员的误差积累很大时，会引起测量误差。

2.4外界环境影响测量精度

外界环境因素，如温度、湿度、风强度、测量地点周围的建筑物等，都会对矿井贯通测量结果产生很大的影响。

3控制和降低误差的方法

3.1减小起始阶段测量距离的误差

GPS是一种改变传统手工的统计测量技术。它已应用于矿山的贯通测量中，被认为是最有潜力的万能测量技术。GPS不仅在精度上有很大的潜力，而且在应用时间上的优势也很明显。与传统技术相比，GPS技术没有严格的水平限制，也不需要考虑测量点之间的距离。不会因为导线长造成误差积累，不需要统一标准。同时可以进行三维定位。

3.2提高测量距离的仪器精度

该仪器的稳定性和准确性可以在一定程度上保证贯通的精度。仪器的精度可以有效地提高整根导线测量工作的精度。该测量仪稳定性好，测量精度能保证通过的精度要求。全站仪在整个导线测量中的应用，可减少因更换导线而引起的测量误差。

3.3减小人为因素导致的测量误差

从产生测量误差的人为因素中，缩小误差的自由度比其他方法更大，可操作性更强，相应的变量更准确。用测量方法测量水平角时，当测量长度为高于30厘米时，需要测量两个角回；当测量长度为少于30厘米时，每个站测量两个凭证单对，测量四个测回。在转弯处或者在风流较大的地方，为了保证风的精度，和中间的精度，应采用三架法来作为风挡条件，这样可以减少由于行程中行程速度过大而造成的测量误差。当工人进行角度测量时，它们之间的误差必须小于13。当观测再次进行时，测量值之间的差值应为＜20。在观测时要结合准部的水准气泡的变化，当测线导线的一边于水平状态时，侧面处于倾斜状态时，当水平气泡的变化大于过半时，需要再次进行观察。在操作过程中，要注意导体的特殊长度和特殊的短边。长边和短边的比例应该是三倍。该技术使用的人员测量导线长度时要采用TS06全站仪光电测距。往返测距误差±2（3+2D）mm。计量管理人员应根据煤矿测量规程的具体要求进行计量工作，以减少人为因素造成的误差

3.4控制外界客观环境对测量的影响

外部条件包括湿度、温度和其他环境条件。在长距离地面测量中，应注意空气湿度和环境的合理选择。专业人士还需要根据自己的情况评估环境的能见度。如果天气状况不允许人员进行测量，就必须等到气象条件较好时，再进行测量。为了减少因导线或水太近而引起的误差。在矿井下长距离测量中，导线应设置在距离电力线的距离上，以尽量减少外界环境对测量结果的影响。

结论

1）在测量大型和重要的矿山技术指标的过程时，以减少工作环境的突然变化，如工作难度增大，短边太多，温度的升高和风流的增加等使测量工作的精度受到影响。相关人员应当将标准指标低于测量指标。

2）在对矿井贯通中可能出现的损失做预算时，应该遵循的预算原则是硬性的。相关人员应考虑到测量的误差的影响，制定相应的对策以减少误差降至最低。

3）要注意采用长短接近的基本原则对井下导线点进行选取。在短边测量，应注意提高测角和测边回数，而在斜井中，测量角度时要注意仪器的准确度的平整度。

4）在大型矿山的测量时，应该尽量用更先进的测量仪器和更精确的测量技，。除了加强硬件设施的改善，有必要提高测量精度。针对矿山贯通工作的长距离性质，员工需要大胆谨慎地确保所有的工作都是安全的。当出现误差时，对工作经验要及时总结。当未来大规模的通贯通工作尚未完成时，将提前做好预期检查，使贯通的精度有所提高。

参考文献：

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[2]王晓华.矿井长距离贯通测量误差分析与控制[J].机械管理开发，2017，32（03）：174-176.

[3]潘超.大型矿井井下巷道贯通测量方法及误差分析[J].能源与节能，2017（03）：32-33.