煤矿测量应用全站仪存在的问题

2022-09-10

全站仪以其轻便、实用的特点在全国各个煤矿迅速推广应用,现在已有更多厂家开始进行煤矿防爆全站仪的研究。

1 矿井现状

梅花井煤矿现已开拓了四个区段,采煤工作面走向长度均在5km左右,其压力显现越来越大,导致井下巷道支护困难,风、机、辅三条巷道一般都要进行二次支护,因此井下测点(特别是井下I导线点)在不长的时间内几乎全部被破坏,重测工作量工作非常大,经常出现井下I级导线欠账现象,不仅影响生产,更重要的是影响了矿井地测质量标准化水平。

2 设备选购

2008年12月开始对国内全站仪进行调研,拟购测角精度为2″,测距精度不低于3mm+2ppm的全站仪。通过多方调研,决定采用日本索佳SET2F全站仪主机,配合瑞士laica仪器厂出产的GRZ4-3600棱镜进行I级导线测量。这种配置主要从经下几点考虑。

(1)主机SET2F测角精度2″,测距精度为3m m+2 ppm,满足精度要求。

(2)主机重量为5.3 k g,主机尺寸165*177*345mm,体积小、重量轻、携带方便。防水等级为IPX2(IC529/1989),可防一般雨淋,适合于井下比较潮湿或有淋水的地点使用。

(3)山东激光研究所为该仪器加装防爆装置,防爆改装费较低,有国家认定的防爆合格证书,符合煤矿安全规定。

(4)选择GRZ4-360°棱镜主要针对煤矿井下生产特点,测点均在巷道顶板,在镜沾点不需架设脚架,将棱镜进行改装后可直接悬挂在测点上,并且在棱镜旋转没有停止过程中仍可以进行边长测量,最大限度的减少人员,提高测量速度,减少占用巷道时间。

(5)该仪器功能较多,具备测角、量边、三维坐标测量、悬高测量、放样、交会测量、自动进行各种参数改正、数据存储等功能,满足生产中的各种不同需求。

3 仪器检测及应用

2009年3月,SET2F11全站仪在地面进行了各种测量试验后在井下应用,结果表明,该仪器具有轻便、灵巧的特点,在矿井各级导线测量中发挥了重要作用,特别是在112201工作面机辅巷的使用中充分发挥出了全站仪的诸多优势。但在使用中也存在着一些问题,主要表现在以下几个方面:

(1)该仪器没有中文界面,操作过程较为复杂,使用人员难以掌握。

(2)由于该仪器是SET2FⅡ的提高精度后的转型产品,因此,精度不稳定,2C值及i角误差时有超限现象,特别是在使用一段时间后,由于井下携带过程和搬站时的不注意,导致仪器在使用半年左右必须进行检定,否则,不能满足其标称精度,这一点在使用时尤其应注意。

(3)防爆是全站仪在煤矿应用的一项必要要求,SET2FⅡ经煽动激光研究所加装防爆后,其电池储电量有很大降低,一般充电3.5h,可以在地面连续使用5h左右,在井下使用4h左右,同时由于充电造成的电池发热,导致电池两侧鼓起来,使电极与仪器接触受到影响,导致触电在使用时背氧化而而生锈,不仅影响使用而且容易使防爆功能丧失,发生事故。

(4)数据通信功能使用不好,与电脑的连接没有使用,其功能没有得到充分发挥。

4 全站仪在煤矿应用过程中应注意的几个问题

(1)一般全站仪测角精度较高,而井下导线点均作为水准点,根据这个特点可以在井下应用三角高程代替水准测量,但必须注意以下问题:(1)一起高和视线高要在测前和测后量两次,防止出现线绳松动产生误差。(2)如果想用三角高程代替水准测量,在观测时要注意记全各有关数据,如竖直角必须测量一个完整测回并记录,并与仪器所测高差进行比较,不能简单用仪器所测高差代替,以防高差正负记错导致高程测量全部返工。(3)在进行高精度测量工作时,必须使用单棱镜。

(2)在选购全站仪时,最好选择镍氢电池,加装防爆后,至少要达到充好电后可以连续使用8h以上,并要求充电器有放电功能,有充放电状态的声光指示,在井下使用时,还应配有带一块备用电池,防止因电池馈电影响工作。

(3)在井下使用的全站仪,必须有点下对中点,点下对中点如果做在手把上,在手提仪器过程中容易造成对中点的偏差,并且不易发现,因此,对中点仍应该做在粗瞄器上较好,一般不容易产生偏差,而手把最好卸掉不用。

(4)对于煤矿应用的全站仪,不需要太多的功能,只要具备水平角观测、竖直角观测、距离测量、碎部测量、有关起始资料的输入及坐标计算就足够了。

(5)应当选择性能比较稳定的全站仪,否则,其后期的检修工作就要经常进行了。

(6)现在棱镜的种类非常多,井下使用的多数是单棱镜、360°棱镜、微型棱镜等,但不同的棱镜其常数改正是不同的,这一点在测量基本控制导线时必须注意。对于以上几种棱镜来说,普通单棱镜的常数改正是-30mm;360°棱镜的常数改正为0;微型棱镜的常数改正为-5mm;使用不同的棱镜必须用在全站仪中输入不同的棱镜常数改正。