井下经纬仪测角的对中讨论凌楠.doc

1 -井 下 经 纬 仪 测 角 的 对 中 讨 论英岗岭矿务局东村煤业有限责任公司作者 凌 楠 彭宏亮 焦宗祥摘要：在生产实践中我们总结了“正三角形对中法” ，通过改变基座方向进行测回观测，可消除仪器对中偏差，提高导线的测角精度，是井下导线测角中值得推广的方法关键词：对中 偏差　讨论在井下导线测量水平角的观测中，角度观测的方法有：复测法和测回法两种而由于井下地质构造的影响，仪器对中的时间约占测量时间的一半，特别是井下各种条件困难，造成仪器对中偏差较大，可见仪器对中对井下观测是很重要的井下观测水平角时，经纬仪的旋转轴（仪器的竖轴）旋转中心和仪器上的对中器光轴中心不在一条铅垂线上，产生了一个偏差，这个偏差称为仪器对中残差一般有两点：第一，用光学对中器对中时仪器光学中心与光学对光轴中心所产生的偏差第二，用悬挂垂球对中时垂线中心所产生的偏差受井下条件的限制，加上多角、短边，风速过大等多种因素，这就造成了仪器的竖轴和测点中心产生了一个偏差，称为偏距 e值，为了尽量使偏差减少到最低值，必须采取怎样的方法进行改正才能满足《煤矿测量规程》要求 ABC'ab图 1若仪器未正确对中，所测的水平角就有落差，如图 1，C 为测站，测得的- 2 -∠ACB= α，若仪器对中后在 C′点，测得的∠AC ′ B=α ′ ，设偏心的距离，则水平角误差为ec'ε ”=α-α ′ =ε 1”-ε 2”其中 "1ρsinβeb"2a212sinsisiin()eeebb式中e-仪器对中残差；a、b-导线边长；ρ=206265β 1、β 2-对中残差发生方向与边长方向的夹角当 β 1=β 2=90○ 时 ε ”为最大值，若 a=b=D仪器对中残差引起的误差可简化为 "eab即 2D可见，ε ”与偏心距成正比，与观测距离成反比，所以导线距离短测角影响就大。

由于井下导线短边、多角这一特点，仪器对中偏差对水平角测量影响是一个重要环节按复测法和测回法观测时，如不加任何措施很难消除仪器对中的残差 《煤矿测量规程》要求井下 7〃 级导线边长小于 15M时，采用测回法至少三次对中观测，15 〃 级导线采用测回法或复测法至少二次对中观测，实际中我们遇到的问题不止这些下面我介绍一下是如何消除对中时所产生的误差在观测中，当脚架大致按平后，仪器上基座的三个安平螺旋包含于脚架头上三角形位置上，垂球挂好在顶板上的测点，每一次对中直接将基座旋转 120o，观测一测回，观测前应将度盘位置变换为 ，由一个测回转到下一个测回，仪器变换度盘为 测 回 数 ）n(180按 用固定在基座上的光学对中点和镜头中心进行点上对中，每次对中'180n也将基座旋转 120o，每次对中应将照准部转换 n360- 3 -为消除仪器对中的残差，提高测角精度，怎样使仪器中心落在测点中心的三个相距 120o的点上，以形成以测点为中心的正三角形如果不考虑仪器对中误差的影响，残差正好构成以测点为中心的正三角形但由于仪器对中残差 e值，而仪器中心与测点不一致测角仪器竖轴与测点中心不重合，测得的水平角不是理论值，应该对角度进行改正。

图 2如图 2， A、B、C 表示仪器对中残差造成仪器偏心位置则仪器在第一位置的归心改正数用 ε 1”表示，同理可得其他改正数 " "11sin()eMQD" "22"33si()eO表示标志中心位置M 1、 M2、M 3为导线水平角度，O 点位于△ABC 的中心，作 ，∥∥ CBACNA∥∥可见，M1=M2=M3=M Q2-Q1=120O Q3-Q1=120O所以 "123123"[sin()sin()sin()]e QD按两角和的三角函数展开：- 4 -)sin()sin(11QM )cos(23)sin(21]0i[i 1112 QM )()i(]4)sin[()sin( 1113可得 0sinii 321 QMQM即 12"若 ，用相似的方法也可以推导出90,,21ba2001年我们对 4101采用了以上的方法行测量4101开拓巷道是东村煤矿三水平东二采区深部延伸主要运输巷道按深部生产能力的需要设计的方案4101 延伸巷道分别由 4401下山方向和 4101巷道由西往东方向相向贯通，全长 700多米采用全断面一次成巷、锚杆支护，顶板破碎地段采用金属支护。

测量时间：2001 年 9月 1日至 2002年 5月 28日早班（贯通） 该巷道实际长度 700多米，顶板起伏较大造成多角多边，实际导线长度1800多米（从东一盘区到东二盘区附合导线） ，少于 10米的有 15站，少于20～30 米有 12站第一次测量采用 900常规对中方法：将仪器的两个脚螺旋与仪器长水准器对齐平行旋转仪器与原两个脚螺旋形成 900进行对中，来回几次，从两个方向判断测点是否落在仪器对中点上，结果闭合差超过《矿山测量规程》中要求和精度第二次采用“正三角形对中法”进行测量，第一步，将仪器整平后进行初次对中；第二步，以仪器上三个脚螺旋为三个基点，使仪器上部竖轴手轮与第一个脚螺旋对齐后进行第一次对中；第三步，使仪器上部竖轴手轮与第二个脚螺旋对齐后进行第二次对中；第四步，使仪器上部竖轴手轮与第三个脚螺旋对齐后进行第三次对中；第五步，使仪器上部竖轴手轮与第一个脚螺旋对齐后进行检测对中；使测点与仪器对中点吻合，每次旋转 1200形成一个正三角形，从三个方向判断测点是否落在仪器对中点上，至少要进行三次以上来回对中此贯通工程允许偏差值：水平方向±0.200 米，高程方向±0.150米；贯通设计书预计偏差值：水平方向±0.150 米，高程方向±0.100- 5 -米。

根据第二次方法，巷道贯通后经上级部门技术评定都达到《矿山测量规程》中要求和精度，符合设计标准实际精度：水平方向-0.100 米，高程方向+0.090米，方位角坐标闭合差 FX=-0.050，FY=+0.070，导线精度 1/20000（规程要求为 1/8000） 通过以上数据在理论上可以消除仪器对中残差，在实践中将导线精度大大提高，尤其对短边具有明显效果，即使有微小的偏差，对测角也没有影响从而大大减小了测量误差，提高了测量精度、效率，是井下测角中值得推广的一种好方法作者简介：凌楠，1960 年 7月，现任江西省英岗岭矿务局东村煤业有限责任公司生产科技术员邮编：330808。