矿山测量工作误差分析及控制措施研究

柴萌凡

（晋能控股煤业集团掌石沟煤矿，山西晋城048000）

矿山测量工作高效开展是保障煤矿安全稳定生产的前提，特别是在大型巷道贯通、大断面巷道施工以及仰俯斜巷道穿层施工都离不开矿山测量工作，矿山测量工作在煤矿开采规划、设计以及生产中起着重要作用；但是在实际煤矿生产过程中，由于受作业条件、作业环境、施工工艺以及测量技术水平等限制，矿山测量工作还存在很多问题，如测量难度大、测量精度低、测量方法落后等[1]，不仅降低了矿山测量工作效率，而且很容易引发重大煤矿安全事故；所以在空山测量工作中合理优化测量方法，分析测量误差源以及产生误差原因，并采取有效的控制措施，对煤矿安全稳定生产具有重要意义。

1 矿山测量误差源分类

（1）测量读数误差：在实际测量工作中由于测量观测方法不正确、仪器损坏以及观测数据不认真，很容易产生测量读数误差，如测量边长误差、测角误差等，导致后期内业整理计算产生误差，测量后数据与实际误差较大，达不到预期测量结果。

（2）起始数据误差：在矿井高程测量经常出现起始数据误差，如巷道底板高程误当成顶板高程，斜距当成平距、起始数据计算错误、起始坐标错误等；在测量工作中也会出现类似错误，如起始点照准错误、起始点误用等[2]。

（3）测量标定误差：在进行矿山测量工作中由于施工人员未按照要求准确选在标定数据、标定距离、测量数据等，导致矿山测量起始数据存在误差，从而造成测量结果误差。

（4）填图误差：矿山测量内业整理后由于测量人员对审图环节重视不足，审图工作缺乏严谨性，在填图时存在随意性，测量数据不能及时进行整理并绘图，导致数据丢失严重，且数据误差性大，测量图纸无法真实反映井下工程施工情况。

（5）制度不完善：我国多数煤矿企业未建立完善的矿山测量单位，且对矿山测量工作未制定完善的监管制度及操作规程，测量人员在测量过程中不能严格按照规章制度进行测量施工，测量工作随意性大。

2 矿山测量常见失误原因分析

2.1 测量仪器误差

在矿山测量工序中测量仪器是重要组成部门，在实际煤矿测量过程中由于测量仪器检修维护不到位，致使测量仪器损坏严重，降低了测量仪器精密度，导致在实际测量中出现测量误差，常见的仪器误差主要包括视准轴误差、对准误差、瞄准误差等[3]。

2.2 测量环境影响

由于煤矿井下施工环境恶劣，矿井内存在大量粉尘能见度低，且通风条件差，在井下测量作业时受采掘作业工艺、设备、气候环境影响，测量工作效率低，而且误差大，如在进行导线测量时受巷道风流影响，铅锤摆动幅度大，影响仪器找准。

2.3 测点偏移误差

测点是井下导线、高程测量的重要基准，一般井下测点利用快速水泥固定在巷道顶板上，但是煤矿井下在采掘施工过程中受构造应力、采掘应力等影响，好顶板出现不同程度的破碎、下沉、变形等现象，导致测点在空间上发生小幅度位移，造成起始测点实际坐标与记录坐标存在偏差，从而导致后期外业测量结构存在误差。

2.4 测量范围扩大误差

由于煤矿生产能力提高，矿井不断开拓延伸，井田采掘范围扩大，伴随着矿山测量范围及距离增大，而井下测量各个工序全部采用人工实施如设备搬运、测点布置等，使得测量工作人员在测量过程中体力消耗过大，在进行测量工作时很难保证测量精度；同时随着测量路线延长，测点数量增多，测点测量数据出现小的误差后，经过多个测点累计叠加误差会不断被放大，大大降低了最终测量精度。

2.5 测量人员专业业务能力低

由于煤矿企业对矿山测量工作重视不足，煤矿上未配备专业的矿山测量队伍，以及配备的测量技术人员文化水平相对较低，测量人员在测量工作时责任心不强，对设备维护不到位，以及在复杂条件下如大型巷道贯通测量、长距离导线测量等不能采取合理有效的测量方法，从而导致测量效率差、精度低，无法满足矿山高精度、高效率测量要求。

2.6 图纸管理环节误差

在进行矿山测量图纸绘制时，由于人为因素导致测量结果出现误差，绘制出的测量图纸无法直观地反映井上下平面对照情况，在实际煤矿上产过程中图纸回值误差主要存在以下几方面原因：

（1）数据误差：矿山测量图纸主要由一连串的测量数据构建而成，测量数据的准确性是测量图纸绘制零误差的重要保障，但是在实际图纸绘制中经常出现数据绘制错误，从而直接导致绘制出的图纸与实际位置存在误差。

（2）位置参数误差：多数矿井采掘区域内采掘煤层厚度出现不均现象，且井田内存在很多地质构造，导致在绘制图纸时煤层厚度、巷道宽度以及地质构造数量、位置等参数绘制不正确，从而影响图纸绘制精度。

3 矿山测量误差预防措施

3.1 做好测量前准备工作

（1）加强仪器检测：为了保证井下能够工作顺利开展，测量工作前应对测量仪器进行认真检查，保证测量仪器完好无损，对于精密测量仪器在测量前应认真进行校准，保证其精密度；对于全站仪、RTK等光电测量仪器应对其电池电量进行检测[4]。

（2）测量工作前应对采区设计图纸、核算图纸等相关数据进行整体复算，并详细记录井下测量工作可能用的测点数据、坐标、高程等相关信息；同时测量人员应对上一次测量数据进行验算，保证起始数据准确性。

（3）在进行井下导线、高程测量前，测量人员应提前深入测量施工现场，对起始测点位置进行确定，并对起始测点坐标信息进行核算，若测点发生偏移时必须对起始测量数据进行误差纠正。

3.2 完善测量制度

（1）组建专业测量队伍：煤矿企业应建立完善的专业测量队伍，提高测量人员待遇从而对外引进高业务能力、高文化水平的专业测量人员，提高测量人员整体文化水平。

（2）加强测量人员专业知识提升：煤矿企业应定期对测量人员进行专业能力培训学习，不断提升测量人员业务能力，加强培训考核力度，培训合格后持证上岗。

（3）成立井下测量管理小组：煤矿井下成立专职的管理小组，定期对各采掘工作面内测点进行观察，观测内容主要包括：测点位置、数量、测点丢失情况、测点位移情况等并及时记录；同时在井下采区设立一个测量仪器临时维修站，对测量过程中仪器出现故障时及时进行维修，提高测量工作效率[5]。

（4）规范测量工作：煤矿企业应建立完善的测量规章制度规范测量工作，明确测量工作要求及相关责任，对测量工作每个环节进行严格控制，避免因测量工作导致煤矿安全事故发生。

3.3 优化改进测量方法

（1）三脚架法长距离导线测量：对于井下长距离导线测量时，为了解决传统测量方法导致测站数量多、作业强度大、误差累计现象严重时，可采用三脚架法进行导线测量，可减少仪器对中次数，有效降低仪器对中误差。

（2）全站仪免棱镜法巷道腰线测量：针对传统采用水准仪进行腰线测量时，测量周期长、效率低、误差大等技术难题，可采用全站仪免棱镜法进行巷道腰线测量，该方法主要采用全站仪对已知、未知的腰线点平距、倾角、转角等参数进行测量，然后采用高程测量基本原理对腰线点进行放样，从而得出未知腰线点，该方法具有测量精度高、适用性强、测量工序简单等优点。

4 结束语

矿山测量工作高效稳定开展是保证煤矿安全生产的重要保障，只有保证测量成果精度才能提高煤矿生产效率，降低煤矿上产事故率；所以在日常煤矿生产过程中必须对测量误差类型、原因进行分析，并结合实际情况采取合理有效的预防措施，只有这样才能进一步提高测量工作效率及测量精度，避免测量误差导致煤矿安全生产事故发生。