淺談全站儀在煤礦測量中的應(yīng)用

摘要：本文主要講了全站儀的基本配置和在井下最常用的基本導(dǎo)線控制測量全過程，并進(jìn)行了相應(yīng)的精度分析。

關(guān)鍵詞：全站儀 配置 導(dǎo)線測量

0 引言

全站儀，是一種可以同時進(jìn)行角度（水平角、豎直角）測量、距離（斜距、平距、高差）測量和數(shù)據(jù)處理，由機(jī)械、光學(xué)、電子元件組合而成的測量儀器。

近兩年，防爆型全站儀在煤礦測量中逐步得到了應(yīng)用。使用全站儀減少了鋼尺量邊誤差和認(rèn)為讀數(shù)誤差。大大提高了測量精度和工作效率。

1 配置

2008年4月，河南煤化集團(tuán)鶴煤二礦從中翰公司購買了尼康DTM-532C全站儀，考慮到井下使用條件，附帶了下面的配置：①主機(jī)DTM-532C全站儀一臺，傳輸電纜一根；②單棱鏡一組（包括單棱鏡一個，十字對中板一個，基座一個，點(diǎn)上對點(diǎn)器一個）；③三棱鏡一組（包括三棱鏡一副，十字對中板一個，基座一個，點(diǎn)上對點(diǎn)器一個）；④雙叉式對中桿一副；⑤三角架三個。

2 井下測量

鶴煤二礦運(yùn)輸大巷開拓掘進(jìn)頭離副井底有3600余米，最近的7″控制點(diǎn)離掘進(jìn)頭有1500米，由于鶴煤二礦是老礦井老巷多、壓力大，一直用井下2級導(dǎo)線進(jìn)行控制。2010年3月，在這段巷道又進(jìn)行了維護(hù)穩(wěn)定后，決定把7″導(dǎo)線控制點(diǎn)引到運(yùn)輸大巷，和以前的2級導(dǎo)線聯(lián)系，以滿足工作需要和保證測量點(diǎn)的控制精度。

2.1 前期工作 ①水平控制點(diǎn)是1958年初建立的一組7″永久控制點(diǎn)，控制點(diǎn)由道釘制作成，釘帽處用鋼鋸拉出一道縫。井下埋設(shè)處由開拓隊(duì)打出深150mm的錨桿鉆孔，道釘放進(jìn)去，四周用水泥填實(shí)，釘帽縫隙里掛下線繩用作測點(diǎn)。距現(xiàn)在已有五十多年了，為了檢查點(diǎn)是否變形，我們用了尼康DTM-532C全站儀對三個測點(diǎn)1、7、6進(jìn)行了測量，與1958年的測點(diǎn)進(jìn)行對比，高差最大互差5mm。②隔天又用了尼康DTM-532C全站儀支站7，后視1，前視6，測了水平角，與原來的水平角互差19″。高差和檢查角都符合煤礦測量規(guī)程中的要求（高差不超過5mm，檢查角不超過20″）。可以6點(diǎn)開始延伸7″導(dǎo)線。

2.2 組織工作 總共7人參加，司儀一人，記錄一人，后視2人，前視2人打雜一人（帶風(fēng)擋備用）。

2.3 實(shí)測過程 采用三架法測量7″導(dǎo)線。先用點(diǎn)上對中在7點(diǎn)支儀器，測得水平角與原來的差值20″，符合限差，然后開始施測，沒站一次對中兩個測回，每次瞄準(zhǔn)目標(biāo)后，都測距離。儀器高、前視高、后視高都用鋼卷尺丈量，沒站全站儀都輸入新量的大氣壓值和溫度。使用了三架法后，免去了儀器的對中麻煩，沒站測量最多只需20分鐘就完成，加快了測量速度。最后測完了一級控制點(diǎn)后，接著繼續(xù)延伸導(dǎo)線，按照井下15″級導(dǎo)線要求，還是采用三架法，換成了一個測回，沒站測量只需要10分鐘，測量了以前的導(dǎo)線點(diǎn)5個。（見圖）

2.4 內(nèi)業(yè)工作 由于在儀器里輸入過了大氣壓力和溫度值，因此這兩項(xiàng)改正已經(jīng)在測距中解決了，平距改正只需要再加入海平面和高斯改正就可以了。

角度閉合差的計(jì)算，根據(jù)起始邊AB的坐標(biāo)方位角aAB及觀測的各左角，按公式1-1推算CD的坐標(biāo)方位角。再按1-2公式得到了新控制點(diǎn)的坐標(biāo)。

2.5精度分析 通過對附合的控制點(diǎn)I17對比，用△XAB﹑△YAB表示A﹑B兩點(diǎn)的坐標(biāo)增量。由圖可以看出坐標(biāo)增量的計(jì)算公式

坐標(biāo)增量閉合差為：

通過公式計(jì)算發(fā)現(xiàn)坐標(biāo)增量閉合差WX=43mm，WY=24mm。兩次復(fù)測導(dǎo)線總長3300米，計(jì)算得到導(dǎo)線相對閉合差為1/6000。達(dá)到井下15″級導(dǎo)線精度要求。這次測量觀測的高差，經(jīng)過對比，發(fā)現(xiàn)前后視高差差值最大為20mm，高程閉合差小于規(guī)程要求的143mm(100﹡√2000)，完全符合煤礦測量的要求。因此原來計(jì)劃第二天進(jìn)行的水準(zhǔn)測量不再進(jìn)行。

3 結(jié)束語

通過全站儀的使用，可以看到井下配合三架法測量時，儀器轉(zhuǎn)站后可強(qiáng)制對中，減少了對中誤差和時間。

全站儀的使用，加強(qiáng)了測量的精度，提高了效率。全站儀這一最常規(guī)的測量儀器將越來越滿足各項(xiàng)測量工作的需要，發(fā)揮更大的作用。

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