全站儀及貫通誤差預(yù)計在礦山測量中的應(yīng)用

葛 琳

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局八〇一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊，山東 濟南 250014）

以往的礦山測量方法需要耗費較大的人力物力來進行，并且不能夠做到高效測量，而就目前而言其精度也不能完全滿足需要，所以使用全站儀就能夠大大減少干擾因素的影響，提升了礦山測量的精度，減輕了工作人員的勞動強度。

1 全站儀和貫通誤差預(yù)計的含義

1.1 全站儀

全站儀實際上是一種比較新型的測量儀器，其能夠?qū)崿F(xiàn)將激光技術(shù)、機械和微電子技術(shù)相互結(jié)合，也就是俗稱的光機電一體化，同時融入計算機信息技術(shù)來幫助工作人員進行高效處理工作，在測距、側(cè)高差和測水平角與垂直角功能的實現(xiàn)上提供了較大的幫助[1]。并且使用便捷，只需要將儀器一次安裝完成，然后學(xué)習(xí)基本操作，就可以完成全部的測量工作[2]。

1.2 貫通誤差預(yù)計

在礦山測量工程被貫通之前，針對測量中的貫通誤差需要提前采取一定的預(yù)防措施，以免后期因為精度問題產(chǎn)生損失，在貫通誤差中主要包含高程與水平誤差兩個部分，高程誤差主要是因為地面和地下高程測量不精確所引起的，而水平誤差則是由于地面控制與地下導(dǎo)線測量不精確而導(dǎo)致的。在大型工程中大部分施工單位也會利用全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)來實現(xiàn)對平面的控制，或者是配合脫落全站儀來完成工作。

2 全站儀在礦山測量中的具體應(yīng)用

2.1 實例分析

在我國某礦山，因為在開采過程中出現(xiàn)井下溫度太高的情況，原來的通風系統(tǒng)已經(jīng)不足以解決這一個問題，所以就需要將其中的A、B兩個礦井進行貫通，以求能夠?qū)崿F(xiàn)通風，而A為北主斜井，B則為西回風斜井，這兩個礦井再未開始貫通之前是相互分開的，而貫通想到總共長為2524米，整體呈現(xiàn)半圓拱形，寬度為2.85米，斜長則為480米，高程已經(jīng)知道分別在1640米和1608米作用。

2.2 平面和高程控制測量

該工程所使用的全站儀在測量中能夠做到將測量數(shù)據(jù)進行自動記錄和保存的工作。因為井下風流不會影響到棱鏡，所以就將棱鏡作為觀察目標，以降低測距和測腳方面的讀錯率和記錯率，并且這些數(shù)據(jù)都可以直接輸入到計算機當中進行比對，幫助工作人員進行進一步研究。

2.3 井下高程測量

井下高程測量需要按照五等電磁波測距三角高程的標準來進行，在巷道掘進的過程中，主要運用全站儀來進行腰線的標定，在挖掘到300米到800米作用的時候，針對永久導(dǎo)線點和永久水準點的高程來進行以此測量，一直運用上述方法進行向前測設(shè)，知道巷道已經(jīng)挖掘到頭外12米至18米之間。

2.4 井下平面測量

因為設(shè)計圖紙已經(jīng)給出了相應(yīng)的坡度、方向和控制點，所以在現(xiàn)場測量的過程中就需要根據(jù)工程要求和現(xiàn)場條件來使用全站儀的測設(shè)方向和三角高程，其所運用的基本控制導(dǎo)線需要采取十五分導(dǎo)線，在巷道中也要鋪設(shè)上三十分的導(dǎo)線作為掘向依據(jù)。

2.5 井下高程導(dǎo)入

導(dǎo)入高程所說的就是將地面坐標系統(tǒng)中的高程經(jīng)過豎井或者斜井來傳遞到井下高程測量起點之上，本工程主要是用斜井導(dǎo)入來進行的。首先將全站儀用于兩點間的角度和傾斜長度的測量，然后再通過三角原理將兩點之間的高車進行計算，最后針對傾斜巷道里的水準點和永久導(dǎo)線點高程來進行測定。

3 貫通誤差預(yù)計在礦山測量中的具體應(yīng)用

3.1 誤差分析

在測量過程中也有可能會產(chǎn)生一定的誤差，其主要原因有三個，首先就是全站儀系統(tǒng)自身在瞄準時產(chǎn)生的誤差，其次，因為空氣透明度、儀器下沉或者外界環(huán)境影響的問題，容易使得全站儀在測量時產(chǎn)生輕微的擺動從而產(chǎn)生誤差，最后，在井下水準管居中方面可能會存在一定的誤差。針對導(dǎo)線點也需要做好相應(yīng)的掛牌管理，以確?，F(xiàn)場工作人員不會出現(xiàn)失誤，針對每一個導(dǎo)線點都做好標志提醒，而且在貫通距離只剩下二十米左右的時候就可以采用小斷面掘進的方式來進行，從而整體提升貫通段的巷道質(zhì)量。

3.2 誤差參數(shù)確定和預(yù)計

因為在貫通過程中，巷道的垂直角處于較小的情況下，所以為了保證儀器測鏡的精確就必須將測距誤差控制到一毫米之內(nèi)，而又因為在測量中通常使用的也是電磁波測距三角高程測距方法，所以垂直角中誤差與大氣垂直折光中誤差也就處于比較關(guān)鍵的位置，其垂直角中誤差需要在二分的范圍以內(nèi)，而大氣垂直折光中誤差則是要在0.05以內(nèi)。運用電磁波測距三角高程測量公式mh=±0.025S，其中S代表地面三角高程與山下平巷高程測量的路線總長度，而K點在高程上的預(yù)計誤差公式則為MHK=±0.052=±0.038m，完全符合設(shè)計精度。

3.3 高程測量方案注意點

針對所有的誤差來源來加以排查和分析，就可以發(fā)現(xiàn)水準測量與高程導(dǎo)入的重要性，如果想要將高程測量中的誤差盡可能地降低，就需要測量人員能夠嚴謹對待工作，注重細節(jié)，保證在測量瞄準過程中不會出現(xiàn)偏差，同時水準管的氣泡也要位于居中位置，以及確保巷道中的照明條件能夠符合相關(guān)要求。

3.4 平面測量方案注意點

針對巷道貫通之后的連接處的閉合貫通測量導(dǎo)線來進行判斷誤差。

測量數(shù)據(jù)結(jié)果能夠滿足工程所要求的在水平方向上的語句誤差，所以是符合相關(guān)規(guī)定的，該項技術(shù)存在比較強的可行性的原因在于，其采用的主要是全站儀測設(shè)，其導(dǎo)線的輻射也是根據(jù)實際情況與工程實際需要來進行安排的，所以總體能夠滿足巷道的貫通精度。

4 結(jié)語

因為貫通誤差預(yù)計本身設(shè)計到礦產(chǎn)挖掘的安全性，全站儀雖然已經(jīng)具備了比較多的優(yōu)勢，但是綜合系統(tǒng)和地形地質(zhì)條件方面的問題，如果沒有貫通誤差估計的幫助就會比較容易產(chǎn)生測量誤差，所以為了保證礦山測量的安全性，就必須結(jié)合全站儀和貫通誤差預(yù)計二者的優(yōu)勢來進行優(yōu)化工作，為降低誤差做好充分的準備以提高效率。