倾斜巷道中提高高程测量精度和效率的应用

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摘要：提高三角高程测量的精度，减少占用巷道提升运输时间，提高测量工作效率，这是工作者需要解决的问题，本文通过对传统的三角高程测量方法进行改进，进而为倾斜巷道的高程测量提供参考依据。

关键词：精度 效率 巷道

1 选题理由

井下布设的各类巷道，除少数平巷可用水准测量进行高程控制外，大部分高程控制都要依赖于三角高程的测量方法来完成。如何提高三角高程测量的精度，减少占用巷道提升运输时间，提高测量工作效率，是矿山测量工作者急待解决的问题。

2 技术依据

我们知道，井下高程传递是由若干个单向观测进行的，三角高程测量测定高程的计算公式为：

h=h0+lsinα+i-v （1）

式中：

h――观测高程的计算值

h0――起始点高程

l――观测的倾斜距离

α――倾角观测值

i―― 仪器高丈量值

v――前视点高丈量值

根据误差传播定律可知

Mh2=∑Mhl2+∑Mhα2+∑Mhi2+∑Mhv2 （2）

从公式（2）中可知，影响井下三角高程精度的因素不外乎量距误差Mhl，测角误差Mhα，仪器高测量误差Mhi和视点高测量误差Mhv。

公式中的第一项Mhl为量距引起的误差。现在一般用全站仪进行三角高程测量，由于测距精度较高，其影响在公式中的比重很小。实际工作中，量距误差对三角高程的影响可以忽略不计。公式中的第二项Mhα为倾角观测对精度的影响，这项误差可以通过提高倾角观测次数来提高倾角观测精度。公式中的第三项Mhi和第四项Mhv是我们探讨的重点，在实际工作中量取仪器高时无法丈量仪器的真正中心，所以每次量取时，量取值和实际值之间存在着一个不容忽视的系统误差，这项系统误差随着测站数的增加而累加。

煤矿井下使用的前视点目标一般都是在细线绳上作一标记，由于细线绳的伸缩性强，使得视点高随着线绳的长度和观测时间的增加而改变。实际工作别是线绳较长时，有时测量前后两次量取之差可达10mm之多，因此视点高误差是不容忽视的。正是由于这两项误差较大，才得以想到对传统方法进行尝试性改进。具体情况如下。

3 传统三角高程测量方法（如图1）

在1#点安置全站仪，2#点安置棱镜，测出斜距L1、倾角α1，量出仪高i1、棱镜高v1，完毕后在2#点安置仪器，3#点安置棱镜，然后观测出斜距L2、倾角α2，同时量出仪高V2，依次类推。最终7#点高程为：

h7=h1+l1sinα1+i1-v1+l2sinα2+i2-v2+……l6sinα6+i6-v6

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4 改进后的三角高程测量方法（如图2）

其具体操作方法如图在变坡点1#和3#点安置棱镜，1#和3#之间安置全站仪，分别观测至1#和3#点倾角并测量其边长，量取1#视点高，不量仪高，然后3#点棱镜不动，把全站仪安置在3#和5#点之间，5#点安置棱镜，分别观测3#和5#的倾角和边长，不量棱镜高和仪器高，依次类推，到最后一站，量取7#点的视点高。则7#点的高程为： h7=l前1sinα前1-l后1sinα后1+l前2sinα前2-l后2sinα后2……+i7#+i1#

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该公式中除量取起始点高i1和被测点高i7外中间过程未量取任何点高和仪器高，就可把高程传递到被测点7#点。由此可见新的观测方法至少减少了因过多量取仪高和视点高而引起的误差，且该项观测方法减少了仪器迁站的次数，以斜巷中从底变坡点1#到上变坡7#为例，共7个点，用传统单项三角高程观测至少要7站，改进后的方法3站即可达到目的。

5 结论

①新的观测方法减少了因过多量取仪高和视点高而引起的误差，提高了高程传递的精度。

②该项观测方法减少了仪器迁站的次数。

③由于观测过程中不需要仪器对中和棱镜对中，大大节省了观测时间，提高了测量速度。

④新方法有两点不足，一是中间过程不能保留高程点，二是观测过程中有一架观测出现错误，就得从头开始重测。

⑤使用此方法进行高程测量在我矿接近3千米的3上403工作面，3下408工作面中型贯通中，其高程闭合差小于100mm，证明精度较高。

参考文献：

[1]王化亭.简析煤矿井下测量工作常见问题及其解决措施[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（10）.

[2]滕春江.三角高程测量在铁路线路复测中的应用[J].价值工程，2011（35）.

[3]李树通.全站仪进行三角高程测量的新方法[J].内蒙古煤炭经济，2009（02）.