礦井平面的羅盤儀測量與檢驗校正方法

冷 冰，田程輝，成廣超，鄭紅瑞

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

在我國，進行礦井開采前一定要進行礦山的測量工作。礦山測量是地下工程的第一站，為地下作業(yè)提供了大量必要的數(shù)據(jù)和圖像，對地下的安全以及工作人員的人身安全都起到了關(guān)鍵性的作用，在礦山測量的過程中，最重要的工具之一就是羅盤儀。利用羅盤儀進行礦井平面的測量不僅可以增加測量的精度，還能夠有效的為地下礦井的工作人員知名開采的方向[1]。

1 羅盤儀的結(jié)構(gòu)

羅盤儀是由磁針、刻度盤和瞄準組成的一種測量設(shè)備。磁針是一個長方形的人造磁鐵，中央有帽狀的小球支撐在刻度盤上，中心的頂針是鋼制材料，能夠靈活的轉(zhuǎn)動。羅盤儀上有一個杠桿，在設(shè)備不適用的時候，可以旋轉(zhuǎn)擰緊杠桿的一端，保證磁針和頂針不分離，這樣有利于減少磁針的磨損程度。因為我國是北半球的國家，因此，為了磁針保持水平，必須要朝南的指針上加上一根細細的銅絲，以此來確保指針的方向性。

刻度盤分為水平刻度盤和垂直刻度盤，從0度開始，能夠?qū)崿F(xiàn)360度的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的方向是反向標注的。

瞄準是由目鏡和物鏡共同組成的，其測量精度更準確。

2 礦井平面的羅盤儀測量的要求

礦井平面羅盤儀測量是礦產(chǎn)開采中最重要的測量方法之一，主要是利用羅盤儀來為礦井進行測量，從而為整個工程提供有效的實施資料，也可以滿足平面測量的要求。礦井平面羅盤儀測量受到了通道空間的限制，導致測量線只能沿著礦井通道鋪設(shè)，其測量可以分為基本控制和采取控制，這兩種測量控制對羅盤儀的導線要求非常嚴格，對工作人員的要求也比較高，同時還應(yīng)當注意在鋪設(shè)過程中，要保持均勻布置。在整個布置中，閉合控制區(qū)域和基本控制區(qū)域存在一定的差異，基本控制區(qū)域的測量標準角度要小于采空區(qū)域的測量標注角，并且，基本控制角要在主通道鋪設(shè)，而另一個要鋪設(shè)在通道的中間[2]。

3 礦井平面的羅盤儀測量存在的問題及解決方式

礦井平面羅盤儀測量的工作工程比較復(fù)雜，為了避免或者降低事故率，必須重視測量工作，避免人為導致的非系統(tǒng)性風險的發(fā)生。其中不乏存在一些問題。第一使用羅盤儀的點位出現(xiàn)偏差。根據(jù)測量時間和點位的劃分，可以分為臨時點和永久點兩種。在測量定位在臨時點的時候，由于時間的限制，僅僅能夠估計出其影響因素、測量點的位置以及周邊的環(huán)境變化，但是卻忽略了最重要的一點，就是點與點之間的距離，這就容易產(chǎn)生設(shè)計過程中點與點之間的精確度，影響接下來一系列的工作。有的時候由于工作人員的粗心大意，也會產(chǎn)生位置前后的差別。這就會極大的影響整個工程的安全性，不僅耽誤整個工期，還威脅著工作人員的生命安全。工作人員在設(shè)置永久點位的時候更加謹慎，必須保證通道之間隔一段固定距離埋設(shè)測量點，因為礦井中對永久點的要求更高，在進行礦井開采的過程中，工作人員需要標注出測量的位置并排好序，這樣就能夠保證再次尋找時的方便，大大的節(jié)省了工程的時間，只有將這一系列的步驟完成，才能夠保證礦井測量的安全性。第二要注重觀測方法和測量點的選擇。利用羅盤儀進行測量也有標準的方法和規(guī)定，其中測量方法分為光電測距和鋼尺測距。對于光電測距來說，方法比較簡單，但是和鋼尺測距相比，工作人員更愿意選擇后者，其測量的精確度會更高，人們在測量的過程中容易漏掉修正項，甚至定線，從而使得測量結(jié)果不達標，在測量點的選擇上也要根據(jù)實際情況及時修改。第三礦井平面羅盤儀測量過程中難免會出現(xiàn)磁偏角的測量偏差。這一測量問題主要是工作人員受到外界或者個人因素所影響。其中最普遍的現(xiàn)象就是測量人員缺乏方向感，從而使得羅盤儀的南北方向顛倒了，直接的結(jié)果就是對礦井的坡度出現(xiàn)錯誤的讀取，從而測量結(jié)果與現(xiàn)實出現(xiàn)非常大的差異，導致后續(xù)整個工程的停滯，而磁偏角的誤差主要是因為測量人員的疏忽導致，礦井測量是一個龐大而復(fù)雜的工程，不同位置都會有不同的磁偏角度數(shù)，最終將會影響整個礦井的測量結(jié)果。

對于礦井平面羅盤儀測量出現(xiàn)的誤差問題，有幾個解決方法。首先要充分的考慮礦井周圍的環(huán)境，從而來確定位置。包括通道頂部的穩(wěn)定性，在測量過程中的角度問題，要選擇便于安裝羅盤儀的位置進行測量，同時測量人員要估計好測量時使用的車輛數(shù)量，盡可能的實現(xiàn)資源的有效利用。在測量點之間要固定間距，同時考慮視野問題，盡可能保證通道交叉口和連接處有測量點，同時測量人員要遠離交通軌道、淋水處、落石處等危險地帶，避免危險區(qū)域，從而減少事故的發(fā)生率。第二要創(chuàng)新測量方法。對于傳統(tǒng)的測量方法來說，雖然人們熟悉，但是在測量過程中，人為的測量誤差比較大，創(chuàng)新測量技術(shù)可以保障羅盤儀在使用的過程中的高效運轉(zhuǎn)，同時測量人員可以制定測量日記，將儀器的使用日次、充電次數(shù)等記錄下來，按照一個規(guī)律進行維護，避免重復(fù)充電等對儀器造成壽命的縮短。最后應(yīng)該盡量避免系統(tǒng)性風險的發(fā)生，提升羅盤儀測量的精準度。在測量的過程中要保持羅盤儀遠離金屬儀器，避免其他磁力對羅盤儀的影響和干擾，從而提升測量的準確度，在測量磁偏角的時候，測量人員要掌握礦井的結(jié)構(gòu)，避免遺漏，工作人員要相互配合，互相檢查，這樣才能夠保證測量的精度[3,4]。

4 礦井平面的羅盤儀檢驗校正方法

礦井平面的羅盤儀檢驗和校正分為兩種，包括掛羅盤儀和懸掛半圓儀。掛羅盤儀要將磁針的兩端放置水平的位置。在檢驗的時候，可以先松開羅盤儀的螺旋制動，使得磁針是一個旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在其穩(wěn)定后，肉眼觀察磁針的兩頭是否都與刻度盤有著相同的距離，如果距離不同，甚至一端已經(jīng)觸碰到了蓋子，則確定磁針的兩端不在同一水平線上，這時，不僅讀取測量數(shù)據(jù)困難，還會增加磁針的摩擦損耗，從而降低測針的靈敏度。在校正的時候，可以先將壓在羅盤上的圓環(huán)取下，打開羅盤儀，將磁針取出，由于我們地處北半球，因此移動南端的磁針，使得兩端磁針保持水平，如此反復(fù)若干次，最終確保兩邊的磁針保持著水平的方向。掛羅盤儀的磁針必須靈敏。在檢驗的時候，可以松開螺旋制動，看著磁針靜止后，記錄磁針對應(yīng)的數(shù)據(jù)，將一鐵物靠近磁針，使得其偏離位置，將鐵物移開后，如果磁針立刻搖擺至原來位置，則表示磁針靈敏，否則磁針就需要校正并找出原因了。導致磁針靈敏度不夠的原因主要是因為磁針的磨損以及磁性的弱化，因此在校正的時候，一是重新磨磁針，二是加磁。支撐磁針的位置必須是刻度盤的中心。在掛起羅盤后，待指針穩(wěn)定，將磁針兩端的數(shù)據(jù)記錄下，反向旋轉(zhuǎn)一圈后，如果數(shù)據(jù)值重合，則指針位于中心，否則要將兩端的數(shù)據(jù)值取平均數(shù)來消除影響，如果偏離度數(shù)比較大，則需要進行維修。

對于懸掛半圓儀來說，首先要保證垂球線的精準度，一定要掛在半球儀的中心位。在檢驗的時候可以將其放在白紙上，用鉛筆描繪出半球儀的圓弧和栓垂球線的圓心位置檢查兩者是否都位于中心。如果圓心孔與圓弧中心不重合，則兩個位置測量角取正反平均值，從而消除影響，如果兩者偏離過遠，則重新鉆孔。其次要將儀器上的刻度連線后平行線繩。將半球儀的線繩根據(jù)正反兩個方向各懸掛一下，如果兩次的數(shù)據(jù)一致，則表示無須校正，否則需要取正反兩個方向的平均數(shù)來消除其不準確，或者調(diào)整半圓儀的掛鉤位置，最終保持刻度數(shù)與線繩的水平。

5 結(jié)語

礦井平面的羅盤儀測量是礦山開采過程的重要儀器，奠定了整個礦山開采作業(yè)的基礎(chǔ)，其中檢驗和校正羅盤儀也是重要的環(huán)節(jié)之一，只有羅盤儀測量出的數(shù)據(jù)足夠精準，才能夠提高測量的準確，同時避免非系統(tǒng)性風險的發(fā)生，以此來保護測量人員的人身安全。