全站仪及贯通误差预计在矿山测量中的应用

崔敏敏

（兰花科创玉溪煤矿有限责任公司，山西 晋城 048000）

随着社会的飞速发展，科技的不断进步，测绘技术的更新迭代，矿山测量也经过了技术的升级，设备的更新。从传统井下测量使用的光学经纬仪器测角,钢尺量边,到现在集水平角、垂直角、距离、高差测量功能于一体的全站仪及可以施行绝对定向的陀螺全站仪。使用先进的测绘仪器不仅可以减少工作强度、提高工作效率，还可以降低测量误差及杜绝误差。本次以玉溪煤矿1302 工作面贯通实践为例，使用全站仪为测量仪器，简述贯通测量预计在矿山测量贯通的应用。

1 贯通工程简介

玉溪煤矿位于山西省晋城市地区，行政隶属沁水县胡底乡管辖，井田东西长5.0～6.1 km，南北宽约5.1 km。本次贯通测量为玉溪煤矿1302 工作面，贯通点为回风一顺槽里程1 859.6 m 处，贯通巷道为矩形，净宽5.0 m，高3.8 m。1302 工作面共5 条顺槽，两条进风巷（胶带顺槽、辅运顺槽），三条回风巷（回风一、二、三顺槽），顺槽长2 027 m。贯通路线为：西瓦斯抽放巷→回风三顺槽→1302 北14 号横川→回风一顺槽正掘；西瓦斯抽放巷→辅运顺槽→工作面联络巷箭头回风一顺槽反掘。全长4 630 m，属大型贯通。

2 测量方案

井下平面测量方案：使用全站仪施工测量,按照设计要求,依据已有采区控制点，进行测量。根据《煤矿测量规程》确定容许贯通误差为±0.50 m，采区控制导线的主要技术指标见表1。

表1 采区控制导线的主要技术指标

水平角观测限差规定见表2。

表2 水平角观测限差规定

井下高程测量方案：使用全站仪按四等电磁波测距三角高程精度进行。精确量取仪器高和目标高，测量数据限差均符合技术要求，因正反掘工作面均依煤层底板掘进，故高程测量同时可作为检核作用，依据《三角高程测量规范》确定垂直方向贯通容许误差为±0.2 m。

3 平面及高程贯通测量误差预计及测量方案评价

3.1 高程贯通测量误差预计

1）井下三角高程测量的误差来源。

2）全站仪望远镜瞄准误差。

3）水准管气泡居中误差。其他仪器误差。

4）人差及外界环境的影响。

3.2 测量误差参数确定及误差预计

本次高程贯通测量采用三角高程测量方式，独立两次进行测量。

井下高程测量误差引起的K 点高程误差MhΔ可按下式计算：

式中：mhl为每千米三角高程测量路线的高程中误差，参照《煤矿测量规程》规定取值为mm/km；L 为工作面贯通路线总长度，取值4.634 km。计算得MhΔ=±107 mm。

贯通在高程上的预计误差Mh预=2×76=152 mm。

3.3 平面贯通测量误差预计

本次贯通测量采用全站仪进行光电测距精密往返导线测量（按两倍规定7″级导线施测）。

井下导线测角误差引起K 点在X 方向上的误差：

式中：β 为井下导线测角中误差；ρ 为弧度对应秒值，常数；Ry为K 点与各导线点连线在y 轴上的投影长，由图上求得∑R2y=39 663 899。

井下导线测边误差引起K 点在Y 方向上的误差

式中：L 为导线各边边长；α 为导线各边与X 轴间的夹角，由已知数据计算∑Lcosα 得709.111。

贯通在水平重要方向上的预计中误差为：

3.4 测量方案评价

从以上误差预计结果可以看出：在水平重要方向上预计误差为0.304 m，在高程上的贯通预计误差为0.152 m，均小于0.5 m 和0.2 m 的规定。故说明此测量方案可以满足本次贯通精度的要求。

4 结论

1）为保证测量的精度，使用前仪器必须经过检定；

2）井下条件复杂，为防止巷道通风对测量数据的影响，测量时采用要对锤球进行挡风以稳定线绳或点下对中器进行对中；

3）为避免人为误差影响，两次测量要更换观测人员；

4）当贯通巷道剩余50 m 时，及时下发《贯通通知书》，一头停掘，最后一次标定贯通方向，完成导线的复测复算确保高精度贯通。