矿井平面的罗盘仪测量与检验校正方法

冷 冰，田程辉，成广超，郑红瑞

（赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古 赤峰 024039）

在我国，进行矿井开采前一定要进行矿山的测量工作。矿山测量是地下工程的第一站，为地下作业提供了大量必要的数据和图像，对地下的安全以及工作人员的人身安全都起到了关键性的作用，在矿山测量的过程中，最重要的工具之一就是罗盘仪。利用罗盘仪进行矿井平面的测量不仅可以增加测量的精度，还能够有效的为地下矿井的工作人员知名开采的方向[1]。

1 罗盘仪的结构

罗盘仪是由磁针、刻度盘和瞄准组成的一种测量设备。磁针是一个长方形的人造磁铁，中央有帽状的小球支撑在刻度盘上，中心的顶针是钢制材料，能够灵活的转动。罗盘仪上有一个杠杆，在设备不适用的时候，可以旋转拧紧杠杆的一端，保证磁针和顶针不分离，这样有利于减少磁针的磨损程度。因为我国是北半球的国家，因此，为了磁针保持水平，必须要朝南的指针上加上一根细细的铜丝，以此来确保指针的方向性。

刻度盘分为水平刻度盘和垂直刻度盘，从0度开始，能够实现360度的旋转，旋转的方向是反向标注的。

瞄准是由目镜和物镜共同组成的，其测量精度更准确。

2 矿井平面的罗盘仪测量的要求

矿井平面罗盘仪测量是矿产开采中最重要的测量方法之一，主要是利用罗盘仪来为矿井进行测量，从而为整个工程提供有效的实施资料，也可以满足平面测量的要求。矿井平面罗盘仪测量受到了通道空间的限制，导致测量线只能沿着矿井通道铺设，其测量可以分为基本控制和采取控制，这两种测量控制对罗盘仪的导线要求非常严格，对工作人员的要求也比较高，同时还应当注意在铺设过程中，要保持均匀布置。在整个布置中，闭合控制区域和基本控制区域存在一定的差异，基本控制区域的测量标准角度要小于采空区域的测量标注角，并且，基本控制角要在主通道铺设，而另一个要铺设在通道的中间[2]。

3 矿井平面的罗盘仪测量存在的问题及解决方式

矿井平面罗盘仪测量的工作工程比较复杂，为了避免或者降低事故率，必须重视测量工作，避免人为导致的非系统性风险的发生。其中不乏存在一些问题。第一使用罗盘仪的点位出现偏差。根据测量时间和点位的划分，可以分为临时点和永久点两种。在测量定位在临时点的时候，由于时间的限制，仅仅能够估计出其影响因素、测量点的位置以及周边的环境变化，但是却忽略了最重要的一点，就是点与点之间的距离，这就容易产生设计过程中点与点之间的精确度，影响接下来一系列的工作。有的时候由于工作人员的粗心大意，也会产生位置前后的差别。这就会极大的影响整个工程的安全性，不仅耽误整个工期，还威胁着工作人员的生命安全。工作人员在设置永久点位的时候更加谨慎，必须保证通道之间隔一段固定距离埋设测量点，因为矿井中对永久点的要求更高，在进行矿井开采的过程中，工作人员需要标注出测量的位置并排好序，这样就能够保证再次寻找时的方便，大大的节省了工程的时间，只有将这一系列的步骤完成，才能够保证矿井测量的安全性。第二要注重观测方法和测量点的选择。利用罗盘仪进行测量也有标准的方法和规定，其中测量方法分为光电测距和钢尺测距。对于光电测距来说，方法比较简单，但是和钢尺测距相比，工作人员更愿意选择后者，其测量的精确度会更高，人们在测量的过程中容易漏掉修正项，甚至定线，从而使得测量结果不达标，在测量点的选择上也要根据实际情况及时修改。第三矿井平面罗盘仪测量过程中难免会出现磁偏角的测量偏差。这一测量问题主要是工作人员受到外界或者个人因素所影响。其中最普遍的现象就是测量人员缺乏方向感，从而使得罗盘仪的南北方向颠倒了，直接的结果就是对矿井的坡度出现错误的读取，从而测量结果与现实出现非常大的差异，导致后续整个工程的停滞，而磁偏角的误差主要是因为测量人员的疏忽导致，矿井测量是一个庞大而复杂的工程，不同位置都会有不同的磁偏角度数，最终将会影响整个矿井的测量结果。

对于矿井平面罗盘仪测量出现的误差问题，有几个解决方法。首先要充分的考虑矿井周围的环境，从而来确定位置。包括通道顶部的稳定性，在测量过程中的角度问题，要选择便于安装罗盘仪的位置进行测量，同时测量人员要估计好测量时使用的车辆数量，尽可能的实现资源的有效利用。在测量点之间要固定间距，同时考虑视野问题，尽可能保证通道交叉口和连接处有测量点，同时测量人员要远离交通轨道、淋水处、落石处等危险地带，避免危险区域，从而减少事故的发生率。第二要创新测量方法。对于传统的测量方法来说，虽然人们熟悉，但是在测量过程中，人为的测量误差比较大，创新测量技术可以保障罗盘仪在使用的过程中的高效运转，同时测量人员可以制定测量日记，将仪器的使用日次、充电次数等记录下来，按照一个规律进行维护，避免重复充电等对仪器造成寿命的缩短。最后应该尽量避免系统性风险的发生，提升罗盘仪测量的精准度。在测量的过程中要保持罗盘仪远离金属仪器，避免其他磁力对罗盘仪的影响和干扰，从而提升测量的准确度，在测量磁偏角的时候，测量人员要掌握矿井的结构，避免遗漏，工作人员要相互配合，互相检查，这样才能够保证测量的精度[3,4]。

4 矿井平面的罗盘仪检验校正方法

矿井平面的罗盘仪检验和校正分为两种，包括挂罗盘仪和悬挂半圆仪。挂罗盘仪要将磁针的两端放置水平的位置。在检验的时候，可以先松开罗盘仪的螺旋制动，使得磁针是一个旋转的状态，在其稳定后，肉眼观察磁针的两头是否都与刻度盘有着相同的距离，如果距离不同，甚至一端已经触碰到了盖子，则确定磁针的两端不在同一水平线上，这时，不仅读取测量数据困难，还会增加磁针的摩擦损耗，从而降低测针的灵敏度。在校正的时候，可以先将压在罗盘上的圆环取下，打开罗盘仪，将磁针取出，由于我们地处北半球，因此移动南端的磁针，使得两端磁针保持水平，如此反复若干次，最终确保两边的磁针保持着水平的方向。挂罗盘仪的磁针必须灵敏。在检验的时候，可以松开螺旋制动，看着磁针静止后，记录磁针对应的数据，将一铁物靠近磁针，使得其偏离位置，将铁物移开后，如果磁针立刻摇摆至原来位置，则表示磁针灵敏，否则磁针就需要校正并找出原因了。导致磁针灵敏度不够的原因主要是因为磁针的磨损以及磁性的弱化，因此在校正的时候，一是重新磨磁针，二是加磁。支撑磁针的位置必须是刻度盘的中心。在挂起罗盘后，待指针稳定，将磁针两端的数据记录下，反向旋转一圈后，如果数据值重合，则指针位于中心，否则要将两端的数据值取平均数来消除影响，如果偏离度数比较大，则需要进行维修。

对于悬挂半圆仪来说，首先要保证垂球线的精准度，一定要挂在半球仪的中心位。在检验的时候可以将其放在白纸上，用铅笔描绘出半球仪的圆弧和栓垂球线的圆心位置检查两者是否都位于中心。如果圆心孔与圆弧中心不重合，则两个位置测量角取正反平均值，从而消除影响，如果两者偏离过远，则重新钻孔。其次要将仪器上的刻度连线后平行线绳。将半球仪的线绳根据正反两个方向各悬挂一下，如果两次的数据一致，则表示无须校正，否则需要取正反两个方向的平均数来消除其不准确，或者调整半圆仪的挂钩位置，最终保持刻度数与线绳的水平。

5 结语

矿井平面的罗盘仪测量是矿山开采过程的重要仪器，奠定了整个矿山开采作业的基础，其中检验和校正罗盘仪也是重要的环节之一，只有罗盘仪测量出的数据足够精准，才能够提高测量的准确，同时避免非系统性风险的发生，以此来保护测量人员的人身安全。