罗盘仪导线测量现状及提高测量精度的探讨(修)

发布时间：2020-03-02 17:05:43 来源：范文大全收藏本文下载本文手机版

罗盘仪导线测量现状及提高

测量精度的探讨

王

晖

山东黄金集团矿业（莱州）有限公司焦家金矿2211641

摘要：罗盘仪具有轻便灵活、操作简便、观测速度快并适合在狭窄地段测量等优点，是井下天井、天井穿脉工程和采场测量等的主要测量仪器。但是由于井下大量采用以铁代木，产生磁性干扰，使观测条件很难达到上述要求。笔者运用测量误差理论，对罗盘导线进行了误差分析，提出了提高罗盘导线精度的若干措施，从而能使罗盘导线在黄金矿山发挥更好的作用。

关键词：罗盘仪

导线测量

精度

磁影响

Compa Traverse Survey Present Situation and Enhancement Measuring Accuracy Discuion

Hui Wang Shandong Gold Group Co., Ltd.Jiaojia gold mine 2211641

ABSTRACT The compa has a lot of merits, for example, light and flexible, the operation to be simple facilely, the observation speed quick and suits in narrow land sector survey and so on.it is the main instrument in the proce of surveying the courtyard and underground stope measurement.But because it uses a large number of irons instead of wood in the underground, has the magnetic disturbance, causes the observation condition very inacceibility the above request.The author using the measuring error theory, has carried on the error analysis to the compa wire, proposed many certain measures of increasing the compa wire precision, in order to be able to extend service life of the compa in the gold mine.Key words: compa

traversing

precision

magnetic effect

一、罗盘仪导线测量的现状

所谓罗盘仪导线测量，即是：在已知控制点上牵引线绳至待求点上，在线绳上悬挂罗盘仪观测罗盘读取磁方位角；拉紧线绳，在线绳上悬挂半圆仪读取已知点至待求点的倾角；用皮尺丈量距离和前后点的垂高；内业采用解析法即可求得待定点的三维坐标。

以上观测程序十分简便。在观测时要求：

1、轨道至罗盘仪为1.5米；

2、矿车至罗盘仪为2.5米；

3、铁管至罗盘仪为0.5米；

4、矿灯至罗盘仪为0.5米。

只要满足上述条件，一般导线全长相对闭合差可达到1/200；高程相对闭合差可达到1/300。此精度完全能够满足一般采准工程及地质编录的要求。但是由于井下大量采用以铁代木，产生磁性干扰，使观测条件很难达到上述要求。如在仅有1.5x0.8m2天井人行路里，就有0.6m的铁梯子和风、水管等铁磁物质，使罗盘仪受到严重磁性干扰。笔者曾在某天井6m长的测段上，分别在同一方向线的三个位置挂罗盘读方位角，结果竟相差10多度。有的测量人员往往不注意磁性干扰问题，仍沿用传统的观测程序，致使罗盘导线精度较低。大量的统计资料表明，由于铁磁干扰，罗盘导线的相对闭合差只能达到1/70至1/100，精度达不到规范的要求，对天井贯通、采场进路施工等采掘工程、地质分析造成影响。

罗盘仪本身是一种磁性仪器。本身的防磁干扰是个难于解决的课题。尽管有防磁干扰的交绳法和与采用该法相适应的经过改造的罗盘仪，但仅限于在平巷中使用，在天井中观测却很不方便。某些轻便型经纬仪在平巷中观测较为理想，但在天井中观测时，由于空间狭窄、通视条件较差等原因，轻便经纬仪很难在这些地方推广使用。类似这种地方的测量工作，在整个井下测量工作中占有很大比重。在目前还没有一种能够完全取代罗盘仪的比较理想的测角仪器的情况下，笔者

2 认为：在相当长的时间内仍要发挥罗盘仪的作用；为了发挥罗盘仪的作用，必须创新罗盘仪的观测方法，以提高精度。

二、提高罗盘仪导线测量精度的方法

1、罗盘仪导线待求点点位误差分析

为了提高罗盘仪导线测量精度，首先采用误差理论对罗盘导线进行误差分析，找到各项误差对精度影响的程度。

罗盘仪导线测量中，待求点坐标计算公式为：

XBXALcoscos................(1)

YBYAcossin................................(2)

式中：XA、YA─已知点A的坐标值；XB、YB─待求点坐标；L─导线倾斜边长；δ—导线边倾角；α─经磁偏角改正后的方位角。

下面由协方差传播律分别求出[1]、[2]式的方差（不考虑起始点A的误差）。

20mL2设已知观测值协方差阵为：0m000 02m21）求XB的方差mx2将（1）式微分（线性化）并写成矩阵形式：

dxBcoscosdLLsincosdLcossinddLcoscosLsincosLcosLcossinddAcoscosBLsincosCLcossin令

则：约

dxBABCL由协方差传播

：

3 律

Am2XABCDBBBC=2mLABC00A2m2L00Am2BAm2L02C2m02222m2mBC22Bm22AmC2BC

2

将A、B、C值代入上式：得

m2XcoscosmLLsincos222222m22Lcossin222m22....3.).(

（2）同理求得YB的方差m2Y: m2Ycossinm222LLsinsin222m22Lcoscos222m22......(4)

由（3）（4）联合求得B点的点位误差为：Mm2Xm2Y

将m2X、m2Y代入上式并整理得：

MmLcos22L2m22sin2L2m22cos2...........(5)

分析（5）式可得到各项误差对罗盘导线的精度影响程度：

1）当倾角δ接近于0º，边长丈量误差、罗盘仪测方位角误差，对点位误差影响最大。

2）当倾角δ接近于90º时，边长丈量误差、罗盘仪测方位角误差，对点位误差影响减小；当δ=90º时点位误差只受测量倾角误差影响。

4 3）点位误差大小与倾斜边长之平方成正比。

2、提高罗盘仪导线精度的方法

依据上述各项误差对罗盘导线的精度影响程度，结合现场实际，对罗盘导观测提出如下创新点：

1）、水平次要巷道中提高罗盘仪导线精度的方法：

在平巷测罗盘导线时，导线边倾角接近于0º；又由于通视条件较好，往往是导线边较长。由结论（1）（3）知：此时边长丈量误差、罗盘仪测方位角误差和导线边较长等原因，对导线精度影响最大。在罗盘仪导线测量中，边长丈量精度高于罗盘仪测方位角的精度，而导线边长可以控制在一定范围之内。因此在平巷中，罗盘仪测定方位角误差是影响导线精度的主要原因。

在平巷中，因观测条件较好，减弱或消除因铁磁物质影响而引起的罗盘仪测方位角误差比较容易。其方法是：保证罗盘仪与铁器物质之间所规定的距离，如不能保证，建议采用交绳法（这在平巷中是很方便的）测量，关于交绳法的测量方法，在一般书上均有介绍，在此不予赘述。

2）天井中提高罗盘仪导线精度的方法

如前所述，由于受到天井空间等条件限制，由轻便经纬仪，或采用交绳法测量天井，是十分困难的。因此在天井中提高罗盘仪导线的精度，具有很重要的意义。

在天井中，影响罗盘仪导线精度的主要原因仍是罗盘仪测方位角误差。方位角误差的主要来源是铁磁物质干扰。因天井空间太窄，不

5 能用交绳法防磁，因此在天井中防止干扰是很困难的。但在天井中有一个有利条件，即导线边倾角较大。由结论（2）知：当倾角δ接近于90°时，罗盘仪测方位角误差影响减弱；当δ=90°时也就不必测方位角，可直接投点传递坐标。因此在天井测量中。提高罗盘仪导线精度的方法，除了尽量使罗盘仪离铁磁物质远一点外，最根本的原则是尽量使导线倾角接近于90°；在有条件的测站，可直接垂线向上导点。具方法如图所示：

由A点至B点可用交绳法或经纬仪测得。B点至C点可从C点向B垂线得到坐标值；在选D点时应尽量使CB边倾角接近于90°，而又能使D点至E点时作垂线，E点至F点仍可用交绳法。

由式（5）知：当δ接近于90°时，sinδ增大，此时测量倾角误差mδ对点位误差影响增大。实践证明，在罗盘仪导线测量中，半圆仪测倾角精度高于罗盘仪测方位角的精度。只要按要求操作，倾角误差mδ一般比较小，对导线精度影响甚微。

上述在天井中提高导线精度的方法，特别适合于急倾斜矿体

6 的矿山。因为这样的矿山天井一般较陡，倾角接近于90°。至于对倾角较小的天井，可以采取减小边长以增大倾角的方法。 3）及时进行罗盘导线测量避开铁磁影响。

在井巷工程施工中，各种风管、水管、轨道、铁梯等的铁器设施的安装、架设，总是滞后于工程的进展，测量人员应在这之前及时进行罗盘导线测量，将测量控制点及时地建立起来。

三、由于黄金矿山特殊的地质特征，使得黄金矿山井下巷道和采场空间狭小，先进的测量仪器很难引进并发挥其先进的性能，相比之下罗盘导线在上述条件的优越性凸显，也是广大矿山测量技术人员难于放弃使用罗盘导线的原因，更是笔者潜心研决的动力。笔者分析了多年积累的实测数据，从误差理论的高度上进行分析研究得出的结论具有科学性、严密性、实践性。在焦家金矿村东矿床-140中段地质探矿工程中，因矿体脉多（十几条）、脉窄（0.1m至3m不等）、矿体连续性差，使得探矿工程规格小，巷道纵横交错，在该工程施工测量中，全面采用了本文提出的“提高罗盘仪导线精度的方法”，三种方法灵活应用。两条80m竖井形成了-140水平探矿巷道500m，整个工程全部采用罗盘导线测量，两竖井准确贯通，巷道之间均准确贯通，仅用一名测量技术人员，较好地满足了地质探矿要求。实践证明，只要灵活运用上述方法，导线精度便能达到规范要求，罗盘仪也能继续在黄金矿山发挥作用

参考文献：

於宗俦，鲁林成．测量平差基础．武汉：测绘出版社，1986．

武汉测绘学院《测量学》编写组．测量学．武汉：测绘出版社，1984．

武汉测绘学院控制测量教研室，同济大学测量教研室．控制测量学．测绘出版社，1986．

中国矿业学院测量教研室．矿山测量学．徐州：煤炭工业出版社，1 977．

王钊．生产矿井测量．阜新．煤炭工业出版社，1985 国家黄金管理局.岩金矿山地质与测量工作条列

1989

详细地址：

山东省莱州市金城镇焦家金矿运营管理部

邮编：261441

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