煤矿井下导线测量的误差分析与精度控制

煤矿井下导线测量的误差分析与精度控制

煤矿井下导线测量是控制测量的主要方式，但在实际测量过程中因各种原因不可避免地存在误差。文章对井下导线的测量误差的来源及影响规律进行了分析，同时针对各种误差采取了相应的减小或消除对策，以便选择合理的测量方法和仪器，提高工作效率，更好地为煤炭生产服务。

标签：煤矿测量；导线测量；误差分析；精度控制

1 井下导线测量误差原因分析

1.1 仪表误差

表现在三个方面，首先是仪器制造方面的，仪器各部件的公差不正确，稳定性不良和仪器结构的几何关系不正确而引起；如度盘分划和仪器偏心误差。其次仪器本身校验不完善而引起的误差。再次仪器整置不正确或因外界条件变化而产生的仪器竖轴倾斜所产生的误差，这不仅和观测方向的倾角有关，而且还和观测方向与竖轴倾斜方向之间的夹角有关。

1.2 使用者读数误差

由于不同的人感觉器官辨别能力存在差异，因此在仪器的安置、瞄准等方面，不可避免地出现这样那样的误差，如安置仪器造成仪器的移动，造成偏心误差，瞄准目标时受到各种因素的影响，诸如望远镜的放大倍数，十字丝的结构、人眼视力的临界角、觇标的形状颜色及其照明度、视线长度以及空气的透明度等，使望眼镜不能精确地瞄准觇标，因而造成瞄准误差。

1.3 仪器对中误差和觇标对中误差

觇标对中误差是指觇标中心与测点中心不在同一铅垂线上所引起的测角误差，觇标对中误差与两个对中线量误差eA和eB成正比，与所测角度的两边长成反比，而与角度本身大小无关。仪器对中误差是指仪器中心与测站点标志中心不重合所引起的测角误差，仪表对中误差与其线量对中误差成正比，与所测角的两边长度成反比，并且与所测角的大小有一定关系，测角在0°-180°时，仪器对中误差随角度的增大而增大。以上分析可见：①仪器对中误差对于测角误差的影响与测角的度数有关，180°时最大，并与所构成角的各边的长度成反比；②觇标对中误差对于测角误差的影响与测角的度数大小没有关系，但与构成角度的各边的长度成反比；③仪器对中误差与觇标对中误差和所测角的边长长度成正比关系。

1.4 外界环境因素引起的误差

外界环境因素误差主要是指湿度、温度、风力、矿尘、巷道中空气的透明度

和雾气等气象条件引起的误差。如风大会使仪器晃动，目标摆动；地形条件变化的影响产生的误差，如实现跨越水面，巷道中的支护、照明不好等，使观察者的视线产生旁折光，从而影响导线观测的精度。

2 井下量边、测角误差对支导线测量精度的影响

支导线是从一个竖强点和一个坚强边开始，其终点不与任何其他已知点闭合或符合。量边测角与支导线测量精度的影响表现在以下几方面：①量边偶然误差的影响，与偶然误差的系数a成正比，与导线的總长度成反比，而与导线的形状无关，由于导线较长，其影响比重比较小；②量边系统误差的影响，与系统误差的系数b成正比，而与导线的形状有关，影响最大的是对直申形导线，曲折其次，闭合导线影响最小；③测角误差的影响，与导线测站的目数和测角误差的大小成正比。当两条导线的测角精度相同而其测站目数和总长度相近时，其影响取决于导线的形状，影响最大是直伸形导线，其次是曲折形，闭合形导线影响最小。

测角误差的影响起决定性作用。因此在实际工作中，除了适当提高测角的精度外，还应尽量加大边长，减少测站目数，布设闭合导线。量边系统误差对直伸形导向精度测量影响最大，在量边时应提高量边的精度。

3 减少各种误差的影响以有效提高精度的措施

3.1 测量水平角误差的减小与消除

前文已分析影响水平角的误差来源四个方面，减少误差提高精度可采取以下措施：①仪器误差，仪器校差和稳定性对井下测角影响较大必须纠正，主要含有视准轴误差、横轴误差及竖轴误差，其中竖轴误差除认真仔细整平外，可在横轴上安装跨水准管使横轴水平或者测出横轴的倾斜值，加入观测方向的改正数来消除，而对于视准轴误差及横轴误差可采用盘左、盘右观测同一目标取两次平均值的方法消除；②读数者读数误差，采取两方面消除：一是要以人眼的临界视角为依据来确定放大倍率，尽量选择事宜的觇标，有利的观测环境，以减弱瞄准误差的影响；二是要选择坚实的地面安置仪器，踩固脚架，使仪器更稳固；③对中误差，加大前后视目标照明的清晰度，使觇标对中误差降低到最小限度；要消除及减小仪器对中误差，可采用加强测量者业务培训，提高业务水平，严格按照操作规程操作；④外界环境误差，减少手段分四方面，一是巷道湿度过大，仪器视镜会出现雾气或水珠，用专业擦镜纸擦拭即可，二是等待仪器的温度与巷道周围温度相接近时才能打开仪器使用；三是测量时风力较大，可采用风筒、大孔径塑料管挡风；四是可将矿灯置于锤球线后侧方或在矿灯上蒙一层白纸或毛面薄膜，使锤球线清晰地呈现在柔和的光亮背景上。

3.2 垂直角测量误差的减小与消除

校正后剩余的竖盘始读数可用正倒镜两个镜位观测来消除，对测量垂直角误差影响较大的为观测者误差，减小其测量误差的方法同水平角误差，仪器误差和对中误差对垂直角的影响很小，可忽略不计。

4 结语

对井下导线的测量误差的来源及影响规律进行了分析，同时针对各种误差采取了相应的减小或消除对策，以便选择合理的测量方法和仪器，提高工作效率，更好地为煤炭生产服务。

参考文献：

[1]李波.煤矿井下导线测量精度分析与误差消除[J].华人时刊，2013（11）.