矿井测量误差问题及解决

杨伟

中煤第三建设（集团）有限责任公司二十九工程处。

摘要：通过矿井测量，能够为矿井的安全开采施工提供科学精准的坐标参考。但是，很多时候矿山矿井测量场地的条件恶劣复杂，环境较差，如果测量不准，则需要返工，还会给矿井生产留下巨大的安全隐患。因此，采用合适的测量方法，选择较高精度的测量仪器，配置高效的测量技术人员，对于矿井测量误差问题的避免和解决有着重要的意义。

关键词：矿山；矿井测量误差；问题；解决措施

1矿井测量的误差问题分析

1.1因各种测量仪器的适用性造成的矿井测量误差问题

矿井测量时所使用的各种仪器均有特殊的“适用性”，一旦超出这种适用性范围，就会引起测量误差，比如使用钢尺进行矿井测量会引起系数级的测量误差；而使用激光定向仪或井下扫描仪等进行矿井测量时，如果测站与校准点存在较远的距离，也会出现较大的误差；另外，基于全站仪进行矿井控制及放样测量时，也会产生误差；测量矿井地表导线控制系统时，若控制点布置不合理或者导线等级选择不合适，同时又使用精度不达标的测量设备，势必会在测量时产生系统性及观测性误差。

1.2因测量技术人员人为失误造成的矿井测量误差问题

矿井测量需要专业技术人员来主导完成。理论上而言，测量人员的专业技术水平越高，测量结果越准确。事实上，在矿井测量时，由于技术人员专业素养的差异与协同作业，势必会产生一些主观性的测量误差，如果测量时采用的方法不准确，很难保证精度。在开展高强度的野外测量时，由于工作量较大，所处的外部环境较为恶劣，测量技术人员身心俱疲，很难保证测量的质量和时效性，上述几种情形都会引起较大的测量误差。

2矿井测量误差问题的有效解决措施探究

2.1在实际测量时应选择科学的测量方法与合适的仪器

在矿井测量过程中，误差和精度往往与专业技术人员所选用的方法、仪器设备有关。针对这种情况，在矿井测量时，需要优先考虑采用的方法和仪器设备所引发的误差与理论测量误差要求阈值差距，尽可能选择一些符合项目需求，又具有较小测量误差的方法和仪器。从矿井测量的理论视角来分析，通过选择合适的测量设备和仪器以及选择恰当的测量方法，均能够有效减少或者避免矿井的测量误差。但在实际测量中，使用科学的测量方法和精密的矿井测量仪器设备不仅耗时耗力，而且还需要花费大量的财力，特别是有些设备仪器价格昂贵，因此需要结合实际折中考虑。比如，在测量矿井高程时，既可以选择全站仪测量，也可以选择水准仪来测量；而在测量矿井的巷道坡度、断面等时，既可以选择全站仪来测量，也可以选择激光测距仪来测量。总体而言，使用较高精度的全站仪进行常规性矿井测量，技术成熟，现场使用相对方便、快捷，其基本结构合理，功能多样。在矿井现场测量时，需专业的技术人员操作，能够满足矿井测量需求，但是其缺点是对技术人员的操作调控水平和能力要求较高。从另外一个层面来讲，在矿井现场测量时，选择高精度仪器设备并不意味着一定就能获得高精度的测量成果数据，而是应该选择与之相符合的科学测量方法。比如，采用全站仪测量井下采空区时，现场人员及设备的安全无法得到保证，也无法全方位获得空区现状数据，这样的情况显然不符合矿井测量操作规程及安全生产的要求。鉴于此种情况，在进行矿井空区测量时，可以使用井下三维扫描仪与全站仪联测，获得全方位、高精度数据，不仅可以提高测量的效率，还能提高测量的精度并保障安全。

2.2必须提前充分做好测量规划工作

一般情况下，矿井测量技术人员需要面对相对恶劣的工作环境，尤其是在井下测量时，要承担十分繁重的任务，为了减少现场测量误差，节省测量人员的精力，必须要提前做好矿井测量规划工作。例如，井下测量作业面的条件恶劣，积水、粉尘等不良因素严重干扰，应提前通知现场管理人员开展作业面巷道的通风、抽排水工作。井下测量处于相对昏暗的环境，对数据的记录和录入都会产生影响，在下井作业前，可以提前把井下施工放样、复核的数据导入测量仪器，减少井下作业时频繁的数据录入。同时，从以下两个方面作好测量规划工作：为了最大程度节省矿井测量技术人员的体力，需要提前规划并选择合适的测量路线，尽可能保证测量效率与质量，减少测量误差。合理安排矿井测量任务量。毋庸置疑，矿井测量大多数是井下作业，所以通常需要花费一定的时间保证测量精度，这就需要测量技术人员提前谋划，做好测量准备工作，合理安排测量工作任务。例如，提前配备多个专业的矿井测量技术人员，当其中一个技术人员专职使用仪器测量时，另外一个技术人员就可进行数据记录和现场安全监督、推算数据并确认是否存在较大误差。

2.3基于先进的数据处理算法做好矿井测量数据

处理工作需要引起高度重视的是，在矿井测量时，并非任何数据都存在较大误差，而是只有极少部分的测量数据存在一些不可控制的误差，针对误差较大的情况，可采用先进的算法，做好矿井测量数据处理分析工作，剔除误差较大的测量数据并重新采集外业数据，尽可能将矿井测量中的误差降至最小，从而满足矿井的生产需求。但有时在特殊情况下，有些矿井测量数据的结果难以应用算法处理分析，而是只有当某些数据点不存在相邻点或者具有较好的“独立性”时才能进行算法处理。就目前而言，分析矿井测量误差时，经常采用的数据处理算法有数据滤波算法、异常点剔除算法、数据拟合算法、数据差分算法及数据平滑算法等，所以只有在矿井测量误差处理过程中选择切合实际的算法才能针误差类型分析处理误差。大多数情况下，采用以上先进的算法分析处理矿井测量误差需要具有丰富的数据处理经验、具备专业测量技术资格和资质的技术人员处理数据，能够在第一时间找出数据“奇异点”，并能结合实际情况选择处理算法。总体而言，矿井测量误差处理分析并不是一件简单的事情，如果在算法处理时稍有不慎，极有可能扩大局部测量误差，会给矿井生产带来巨大影响。这就要求矿井测量专业技术人员认真学习矿井测量技术文件、规定和测量要求、规范等，严格按照规章制度，遵循规范标准进行矿井测量，定期接受业务能力提升培训，不断提升测量业务能力，尽可能减少矿井测量误差。

2.4其它辅助性保障措施

除了以上措施之外，还需要认真总结工作经验教训，从矿井测量工作实际出发，专门针对矿井的安全生产风险进行评估分析，按照如下三个方面的有效性应对措施来保障矿井测量作业，尽可能减少测量误差。(1)从矿井测量的相关规范和制度入手，认真学习和吸收相关测量规范要求及有关测量规定等技术性文件，根据权威的制度规范来制定相应的矿井测量误差控制标准，并严格要求每一位测量人员都要规范执行相关标准，尽可能减少人为差错引起的测量误差，从而保障矿井测量精度。(2)不断组织培训学习，提高矿井测量人员的综合业务能力，加强团队协作，提高测量熟练度，尽量减少设备和技术误差影响。(3)要认真编制及绘制测量成果资料，从根本上消除误差影响。

参考文献

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