矿井平面的罗盘仪测量与检验校正方法

荀远航

（黑龙江密山市安全生产监督和煤炭管理局，黑龙江密山158300）

矿井平面的罗盘仪测量与检验校正方法

荀远航

（黑龙江密山市安全生产监督和煤炭管理局，黑龙江密山158300）

罗盘仪作为传统的、重要的测量磁方位角仪器，构造简单，使用和携带都较方便，施工快捷。在煤矿井下，它一般用以测量次要巷道、采煤工作面、给定施工巷道的掘进方向以及小型贯通工程测量为主。在中、小型煤矿中广泛运用。挂罗盘仪和半圆仪以及皮尺、测绳等是矿山罗盘测量的主要工具。

矿井；平面；罗盘仪；悬挂半圆仪；检验；校正

在煤矿井下，罗盘仪一般用以测量次要巷道、采煤工作面、给定施工巷道的掘进方向以及小型贯通工程测量为主。在中、小型煤矿中广泛运用。本文主要研究了挂罗盘仪的构造及用途、罗盘仪导线测量、矿山挂罗盘仪的检验和校正、悬挂半圆仪的检验校正等技术问题。

1　挂罗盘仪的构造

1.1挂罗盘仪的构造及用途

罗盘仪是利用磁针受地磁吸引而指向南北的特点测定磁方位角的仪器。井下罗盘仪一般制成悬挂式，故称为挂罗盘仪。它由罗盘盒和悬架两部分组成，如图1所示。罗盘盒利用螺丝与圆环相连，在挂在测绳上时，不管测绳的倾角怎样，罗盘盒因自重作用，能保持水平。

1.2半圆仪的结构及用途

半圆仪为铝制的半圆环，如图2所示，其直径一般为20cm左右。半圆弧中点的刻划为零度（0°），分别向两侧增至90°，其度盘分划值一般为1°或30′。半圆仪的圆心有小孔，可穿挂小垂球吊线，锤球线可用细绳或马尾丝。半圆仪两端各有一挂钩，可将它挂在测绳上。因为它与90°-90°直径线平行，所以当线绳水平时，锤球线与半圆仪零刻划重合，倾角为0°。当挂在绳上时，则锤球线所示的读数即为该线绳的倾角。

2　罗盘仪导线测量

2.1选点

罗盘仪导线应从经纬仪导线点开始，附合到另一经纬仪导线点上，或形成闭合导线沿着次要巷道敷设。点位用钉子固定在巷道支架上，长度应小于20m，且导线全长不宜超过200m。测量时，在相邻小钉间拉紧线绳，作为导线边，注意所拉线绳不能与任何物体接触。

2.2测量各边的倾角

用半圆仪挂在罗盘仪导线边两端，测出该边倾角，读数精确到30′。具体测量方法是：当倾角小于30°时，用力拉紧线绳，将半圆仪挂于中央，以正反两个位置测其倾角，取平均值作为该导线边的倾角。

当倾角大于30°时，所悬挂的线绳由于自重的影响，不是一条直线。为了消除和最大限度地减小测量的误差，应将半圆仪分别挂在离开线绳两端各1/3处，以正反两个位置测其倾角，取两端倾角的平均值作为该导线边倾角值。

2.3测量各边的磁方位角

把罗盘仪的0°（N端）指向导线前进方向，挂在绳的一端，磁针北端的读数即为导线边前进方向的磁方位角。为检核，再把罗盘仪挂在绳的另一端，读出磁方位角。在两次读数之差不大于2°时，取其平均值为最终值。

2.4量边

导线的边长，应用检定过的皮尺沿两测点往返丈量，读数取至cm。同一边长往返丈量之互差不大于边长的1/200时，取其平均值作为最后结果。在罗盘仪导线施测的同时，要用支距法测量导线两侧的碎部点（如巷道特征点、硐室等），量取各点的“上”、“下”、“左”、“右”，并在草图上记下测量结果。

罗盘仪导线外业工作结束后，在检查所测数据及草图正确的情况下，可用图解法或解析法确定巷道或工作面位置。

图解法用量角器和比例尺进行，把外业资料直接展绘在图纸上，并根据碎部测量草图展绘次要巷道或工作面的轮廓。解析法如同井下经纬仪导线一样，先计算各点的坐标，然后展绘成图。

3　矿山挂罗盘仪的检验和校正

挂罗盘仪必须满足一定的几何条件，必须对所使用的挂罗盘仪进行下列各项检验和校正。

3.1磁针两端应处于水平位置

A.检验。松开挂罗盘仪的制动螺旋，使磁针处于自由旋转的状态，在其稳定后，用眼睛仔细观察磁针两尖端是否与度盘平面等距。如果不等距，甚至一端接触到玻璃盖，则表明磁针两端不处于同一水平面上，在此情况下，不仅读数困难，还会增加磁针的玛瑙帽与支撑尖针的摩擦，会降低磁针的灵敏度，因此，必须进行校正。

B.校正。取下压紧罗盘盒玻璃的圆环，打开罗盘，再取下磁针，移动磁针南端上所加的“均重片”，使磁针水平。该项检校反复进行若干次就可使磁针位于水平位置。

3.2磁针必须非常灵敏

A.检验。松开制动螺旋，在磁针静止时，记下磁针所对的读数，以一铁磁物质靠近磁针，使磁针偏离原来位置。移开铁磁物质，如果磁针马上进行左右摆动回到原来的位置，就表明磁针非常灵敏。若发现磁针摆动迟缓，或摆动后不回到原来读数位置，则表明磁针不灵敏，必须查明原因，进行校正。

B.造成磁针不灵敏的原因。一是由于支撑尖针的顶端磨钝或玛瑙凹球面磨裂造成阻力太大；二是磁针磁性弱化。

C.校正。若磁针摆动时有跳跃现象，一般是由前者造成的，此时必须重新磨尖支撑尖针或更换备用支撑尖针。若磁针磁性不足，则应对磁针进行加磁（也称充磁）。加磁的方法有以下两种：一种是用磁铁对磁针加磁。把磁针平放于桌上，选择两块磁铁，将其南北分别对应磁针北南磁极，由磁针中央徐徐向两端移动15～20次，再翻转磁针，依同法进行。第二种是用半导体二极管整流充磁器加磁。

3.3支撑尖针应位于度盘中心

A.检验。挂起罗盘并待磁针稳定后，根据磁针两端读取读数。转动罗盘悬挂方向180°，仍按磁针两端读取读数，如果两端读数均为180°，表明支撑尖针位于度盘中心，相反则有偏心差。

B.校正。取磁针两端读数的平均值即可消除影响，而偏心差较大时，必须送仪器厂修理或自行修理。

4　悬挂半圆仪的检验校正

只有在悬挂半圆仪满足一定几何条件时，测得的倾斜角才正确。所以，在使用前必须作如下检验校正。

4.1垂球线应精确地挂于半圆仪的中心上

A.检验。把半圆仪平放在一张白纸上，用削尖的铅笔描下半圆仪的圆弧和拴垂球线的圆心小孔位置，再用分规检查小孔位置是否位于圆弧中心。

B.校正。若小孔位置不与圆弧中心重合，取正反两个位置所测倾角的平均值即可消除其影响。如果小孔位置偏离圆弧中心太大时必须重新钻孔。

4.290°-90°连线应平行于线绳

A.检验。把半圆仪在线绳同一位置正反两个方向悬挂一次，如果两次读数相等，表明此条件满足，反之则未满足。

B.校正。取正反两个方向读数平均值即可消除影响，也可调整半圆仪的挂钩位置，使90°-90°连线平行于线绳。

［1］窦世卿.煤矿测量学［M］.北京：冶金工业出版社，2013.

［2］邓波，姬婧.煤矿测量［M］.北京：煤炭工业出版社，2010.

［3］胡海峰.煤矿测量［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2010.

［4］张国良.矿山测量学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2001.

［5］王润生.矿井工程测量技术［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2009.

［6］白裕良.矿山测量［M］.北京：煤矿工业出版社，1990.

［7］李天河.矿山测量［M］.北京：煤炭工业出版社，2005.

［8］孙金礼.生产矿井测量［M］.北京：煤炭工业出版社,2007.

Compass measurement and correction method of mine plane

XUN Yuan-hang
(Mishan Safety Production Supervision and Coal Administration Bureau of Heilongjiang,Mishan 158300,China)

As a traditional and important instrument for measuring magnetic azimuth angle,compass is simple in construction and is convenient to carry.In coal mine,it is generally used to measure the secondary roadway,coal face,the given direction of roadway construction and small engineering survey.It is widely used in the medium and small coal mines. Hanging compass,semicircle instrument,measuring tape and measuring rope are main tools for mine compass measurement.

Mine;Plane;Compass;Suspension semi-circular instrument;Inspection;Calibration

P335

B

1674-8646（2016）19-0060-02

2016-08-09

荀远航（1976-），男，工程师。