礦山測(cè)量工作誤差分析及控制措施研究

柴萌凡

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)掌石溝煤礦，山西晉城048000）

礦山測(cè)量工作高效開(kāi)展是保障煤礦安全穩(wěn)定生產(chǎn)的前提，特別是在大型巷道貫通、大斷面巷道施工以及仰俯斜巷道穿層施工都離不開(kāi)礦山測(cè)量工作，礦山測(cè)量工作在煤礦開(kāi)采規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)中起著重要作用；但是在實(shí)際煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，由于受作業(yè)條件、作業(yè)環(huán)境、施工工藝以及測(cè)量技術(shù)水平等限制，礦山測(cè)量工作還存在很多問(wèn)題，如測(cè)量難度大、測(cè)量精度低、測(cè)量方法落后等[1]，不僅降低了礦山測(cè)量工作效率，而且很容易引發(fā)重大煤礦安全事故；所以在空山測(cè)量工作中合理優(yōu)化測(cè)量方法，分析測(cè)量誤差源以及產(chǎn)生誤差原因，并采取有效的控制措施，對(duì)煤礦安全穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要意義。

1 礦山測(cè)量誤差源分類(lèi)

（1）測(cè)量讀數(shù)誤差：在實(shí)際測(cè)量工作中由于測(cè)量觀測(cè)方法不正確、儀器損壞以及觀測(cè)數(shù)據(jù)不認(rèn)真，很容易產(chǎn)生測(cè)量讀數(shù)誤差，如測(cè)量邊長(zhǎng)誤差、測(cè)角誤差等，導(dǎo)致后期內(nèi)業(yè)整理計(jì)算產(chǎn)生誤差，測(cè)量后數(shù)據(jù)與實(shí)際誤差較大，達(dá)不到預(yù)期測(cè)量結(jié)果。

（2）起始數(shù)據(jù)誤差：在礦井高程測(cè)量經(jīng)常出現(xiàn)起始數(shù)據(jù)誤差，如巷道底板高程誤當(dāng)成頂板高程，斜距當(dāng)成平距、起始數(shù)據(jù)計(jì)算錯(cuò)誤、起始坐標(biāo)錯(cuò)誤等；在測(cè)量工作中也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似錯(cuò)誤，如起始點(diǎn)照準(zhǔn)錯(cuò)誤、起始點(diǎn)誤用等[2]。

（3）測(cè)量標(biāo)定誤差：在進(jìn)行礦山測(cè)量工作中由于施工人員未按照要求準(zhǔn)確選在標(biāo)定數(shù)據(jù)、標(biāo)定距離、測(cè)量數(shù)據(jù)等，導(dǎo)致礦山測(cè)量起始數(shù)據(jù)存在誤差，從而造成測(cè)量結(jié)果誤差。

（4）填圖誤差：礦山測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)整理后由于測(cè)量人員對(duì)審圖環(huán)節(jié)重視不足，審圖工作缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，在填圖時(shí)存在隨意性，測(cè)量數(shù)據(jù)不能及時(shí)進(jìn)行整理并繪圖，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失嚴(yán)重，且數(shù)據(jù)誤差性大，測(cè)量圖紙無(wú)法真實(shí)反映井下工程施工情況。

（5）制度不完善：我國(guó)多數(shù)煤礦企業(yè)未建立完善的礦山測(cè)量單位，且對(duì)礦山測(cè)量工作未制定完善的監(jiān)管制度及操作規(guī)程，測(cè)量人員在測(cè)量過(guò)程中不能?chē)?yán)格按照規(guī)章制度進(jìn)行測(cè)量施工，測(cè)量工作隨意性大。

2 礦山測(cè)量常見(jiàn)失誤原因分析

2.1 測(cè)量?jī)x器誤差

在礦山測(cè)量工序中測(cè)量?jī)x器是重要組成部門(mén)，在實(shí)際煤礦測(cè)量過(guò)程中由于測(cè)量?jī)x器檢修維護(hù)不到位，致使測(cè)量?jī)x器損壞嚴(yán)重，降低了測(cè)量?jī)x器精密度，導(dǎo)致在實(shí)際測(cè)量中出現(xiàn)測(cè)量誤差，常見(jiàn)的儀器誤差主要包括視準(zhǔn)軸誤差、對(duì)準(zhǔn)誤差、瞄準(zhǔn)誤差等[3]。

2.2 測(cè)量環(huán)境影響

由于煤礦井下施工環(huán)境惡劣，礦井內(nèi)存在大量粉塵能見(jiàn)度低，且通風(fēng)條件差，在井下測(cè)量作業(yè)時(shí)受采掘作業(yè)工藝、設(shè)備、氣候環(huán)境影響，測(cè)量工作效率低，而且誤差大，如在進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量時(shí)受巷道風(fēng)流影響，鉛錘擺動(dòng)幅度大，影響儀器找準(zhǔn)。

2.3 測(cè)點(diǎn)偏移誤差

測(cè)點(diǎn)是井下導(dǎo)線、高程測(cè)量的重要基準(zhǔn)，一般井下測(cè)點(diǎn)利用快速水泥固定在巷道頂板上，但是煤礦井下在采掘施工過(guò)程中受構(gòu)造應(yīng)力、采掘應(yīng)力等影響，好頂板出現(xiàn)不同程度的破碎、下沉、變形等現(xiàn)象，導(dǎo)致測(cè)點(diǎn)在空間上發(fā)生小幅度位移，造成起始測(cè)點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)與記錄坐標(biāo)存在偏差，從而導(dǎo)致后期外業(yè)測(cè)量結(jié)構(gòu)存在誤差。

2.4 測(cè)量范圍擴(kuò)大誤差

由于煤礦生產(chǎn)能力提高，礦井不斷開(kāi)拓延伸，井田采掘范圍擴(kuò)大，伴隨著礦山測(cè)量范圍及距離增大，而井下測(cè)量各個(gè)工序全部采用人工實(shí)施如設(shè)備搬運(yùn)、測(cè)點(diǎn)布置等，使得測(cè)量工作人員在測(cè)量過(guò)程中體力消耗過(guò)大，在進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)很難保證測(cè)量精度；同時(shí)隨著測(cè)量路線延長(zhǎng)，測(cè)點(diǎn)數(shù)量增多，測(cè)點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)小的誤差后，經(jīng)過(guò)多個(gè)測(cè)點(diǎn)累計(jì)疊加誤差會(huì)不斷被放大，大大降低了最終測(cè)量精度。

2.5 測(cè)量人員專業(yè)業(yè)務(wù)能力低

由于煤礦企業(yè)對(duì)礦山測(cè)量工作重視不足，煤礦上未配備專業(yè)的礦山測(cè)量隊(duì)伍，以及配備的測(cè)量技術(shù)人員文化水平相對(duì)較低，測(cè)量人員在測(cè)量工作時(shí)責(zé)任心不強(qiáng)，對(duì)設(shè)備維護(hù)不到位，以及在復(fù)雜條件下如大型巷道貫通測(cè)量、長(zhǎng)距離導(dǎo)線測(cè)量等不能采取合理有效的測(cè)量方法，從而導(dǎo)致測(cè)量效率差、精度低，無(wú)法滿足礦山高精度、高效率測(cè)量要求。

2.6 圖紙管理環(huán)節(jié)誤差

在進(jìn)行礦山測(cè)量圖紙繪制時(shí)，由于人為因素導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差，繪制出的測(cè)量圖紙無(wú)法直觀地反映井上下平面對(duì)照情況，在實(shí)際煤礦上產(chǎn)過(guò)程中圖紙回值誤差主要存在以下幾方面原因：

（1）數(shù)據(jù)誤差：礦山測(cè)量圖紙主要由一連串的測(cè)量數(shù)據(jù)構(gòu)建而成，測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是測(cè)量圖紙繪制零誤差的重要保障，但是在實(shí)際圖紙繪制中經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)繪制錯(cuò)誤，從而直接導(dǎo)致繪制出的圖紙與實(shí)際位置存在誤差。

（2）位置參數(shù)誤差：多數(shù)礦井采掘區(qū)域內(nèi)采掘煤層厚度出現(xiàn)不均現(xiàn)象，且井田內(nèi)存在很多地質(zhì)構(gòu)造，導(dǎo)致在繪制圖紙時(shí)煤層厚度、巷道寬度以及地質(zhì)構(gòu)造數(shù)量、位置等參數(shù)繪制不正確，從而影響圖紙繪制精度。

3 礦山測(cè)量誤差預(yù)防措施

3.1 做好測(cè)量前準(zhǔn)備工作

（1）加強(qiáng)儀器檢測(cè)：為了保證井下能夠工作順利開(kāi)展，測(cè)量工作前應(yīng)對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行認(rèn)真檢查，保證測(cè)量?jī)x器完好無(wú)損，對(duì)于精密測(cè)量?jī)x器在測(cè)量前應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行校準(zhǔn)，保證其精密度；對(duì)于全站儀、RTK等光電測(cè)量?jī)x器應(yīng)對(duì)其電池電量進(jìn)行檢測(cè)[4]。

（2）測(cè)量工作前應(yīng)對(duì)采區(qū)設(shè)計(jì)圖紙、核算圖紙等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體復(fù)算，并詳細(xì)記錄井下測(cè)量工作可能用的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)、坐標(biāo)、高程等相關(guān)信息；同時(shí)測(cè)量人員應(yīng)對(duì)上一次測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算，保證起始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

（3）在進(jìn)行井下導(dǎo)線、高程測(cè)量前，測(cè)量人員應(yīng)提前深入測(cè)量施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)起始測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行確定，并對(duì)起始測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)信息進(jìn)行核算，若測(cè)點(diǎn)發(fā)生偏移時(shí)必須對(duì)起始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差糾正。

3.2 完善測(cè)量制度

（1）組建專業(yè)測(cè)量隊(duì)伍：煤礦企業(yè)應(yīng)建立完善的專業(yè)測(cè)量隊(duì)伍，提高測(cè)量人員待遇從而對(duì)外引進(jìn)高業(yè)務(wù)能力、高文化水平的專業(yè)測(cè)量人員，提高測(cè)量人員整體文化水平。

（2）加強(qiáng)測(cè)量人員專業(yè)知識(shí)提升：煤礦企業(yè)應(yīng)定期對(duì)測(cè)量人員進(jìn)行專業(yè)能力培訓(xùn)學(xué)習(xí)，不斷提升測(cè)量人員業(yè)務(wù)能力，加強(qiáng)培訓(xùn)考核力度，培訓(xùn)合格后持證上崗。

（3）成立井下測(cè)量管理小組：煤礦井下成立專職的管理小組，定期對(duì)各采掘工作面內(nèi)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀察，觀測(cè)內(nèi)容主要包括：測(cè)點(diǎn)位置、數(shù)量、測(cè)點(diǎn)丟失情況、測(cè)點(diǎn)位移情況等并及時(shí)記錄；同時(shí)在井下采區(qū)設(shè)立一個(gè)測(cè)量?jī)x器臨時(shí)維修站，對(duì)測(cè)量過(guò)程中儀器出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行維修，提高測(cè)量工作效率[5]。

（4）規(guī)范測(cè)量工作：煤礦企業(yè)應(yīng)建立完善的測(cè)量規(guī)章制度規(guī)范測(cè)量工作，明確測(cè)量工作要求及相關(guān)責(zé)任，對(duì)測(cè)量工作每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免因測(cè)量工作導(dǎo)致煤礦安全事故發(fā)生。

3.3 優(yōu)化改進(jìn)測(cè)量方法

（1）三腳架法長(zhǎng)距離導(dǎo)線測(cè)量：對(duì)于井下長(zhǎng)距離導(dǎo)線測(cè)量時(shí)，為了解決傳統(tǒng)測(cè)量方法導(dǎo)致測(cè)站數(shù)量多、作業(yè)強(qiáng)度大、誤差累計(jì)現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，可采用三腳架法進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量，可減少儀器對(duì)中次數(shù)，有效降低儀器對(duì)中誤差。

（2）全站儀免棱鏡法巷道腰線測(cè)量：針對(duì)傳統(tǒng)采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行腰線測(cè)量時(shí)，測(cè)量周期長(zhǎng)、效率低、誤差大等技術(shù)難題，可采用全站儀免棱鏡法進(jìn)行巷道腰線測(cè)量，該方法主要采用全站儀對(duì)已知、未知的腰線點(diǎn)平距、傾角、轉(zhuǎn)角等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，然后采用高程測(cè)量基本原理對(duì)腰線點(diǎn)進(jìn)行放樣，從而得出未知腰線點(diǎn)，該方法具有測(cè)量精度高、適用性強(qiáng)、測(cè)量工序簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

礦山測(cè)量工作高效穩(wěn)定開(kāi)展是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要保障，只有保證測(cè)量成果精度才能提高煤礦生產(chǎn)效率，降低煤礦上產(chǎn)事故率；所以在日常煤礦生產(chǎn)過(guò)程中必須對(duì)測(cè)量誤差類(lèi)型、原因進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際情況采取合理有效的預(yù)防措施，只有這樣才能進(jìn)一步提高測(cè)量工作效率及測(cè)量精度，避免測(cè)量誤差導(dǎo)致煤礦安全生產(chǎn)事故發(fā)生。