全站儀在礦山井下測量中的應(yīng)用

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，礦山井下測量精度要求的不斷提高，全站儀開始大量應(yīng)用于礦山井下測量工作當中，全站儀的使用為礦山井下測量工作抒寫了嶄新篇章，礦上井下測量工作也有了前所未有的轉(zhuǎn)折。本文對全站儀在礦山井下測量工作中的應(yīng)用進行詳細分析，旨在讓人們對全站儀巨大的測量優(yōu)勢有更加深刻的認識。

關(guān)鍵詞：全站儀；礦山；井下測量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.075

1 全站儀概況

全站儀又被稱為全站電子速測儀，相比傳統(tǒng)的測距儀和經(jīng)緯儀，優(yōu)勢更加明顯，測量成果是以數(shù)字形式呈現(xiàn)的，能夠自動顯示觀測數(shù)據(jù)、自動儲存數(shù)據(jù)，借助于數(shù)據(jù)線可以方便將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦，并且可以實現(xiàn)雙向傳輸，將觀測者以及記錄著可能產(chǎn)生的誤差從根本上消除。全站儀的突出優(yōu)點是測量精度高、操作簡單、性能穩(wěn)定。全站儀在實際測量工作中主要發(fā)揮三大功能，分別為測量數(shù)據(jù)采集、工程放樣以及記憶功能。全站儀測量的是測點的三維坐標，能夠根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)進行實地放樣，測量數(shù)據(jù)信息可以存儲于儀器中，并且能夠借助傳輸光纜實現(xiàn)儀器內(nèi)數(shù)據(jù)的輸出和導(dǎo)入。

2 礦山生產(chǎn)中全站儀的應(yīng)用要點

2.1 確定測量模式

在礦山測量工作中，常見的測量方法是跟蹤測量，為了提高測量精度，需要科學(xué)確定測量模式。測量模式的確定通常要考慮項目實際需要，確保全站儀的測量模式能夠滿足項目的實際公差要求，從而有效提高測量精度，提高整個項目的測量質(zhì)量。

2.2 科學(xué)設(shè)置全站儀各項技術(shù)參數(shù)

在使用全站儀之前，要科學(xué)設(shè)置全站儀的各項技術(shù)參數(shù)，以確保全站儀能夠穩(wěn)定工作，常見的參數(shù)有大氣層曲率、測點海拔、測點溫度等，至于棱鏡參數(shù)應(yīng)該結(jié)合棱鏡模型設(shè)定。

2.3 全面考慮具體測量項目

由于全站儀在具體使用過程中，不同的測量項目實際測量方法有所不同。比如地下礦山的測量則需要考慮礦區(qū)總體規(guī)劃、礦區(qū)地形圖設(shè)計單位提供的數(shù)據(jù)等。只有全面考慮到了具體測量項目的要求，才能夠確保全站儀發(fā)揮最佳作用。

3 全站儀在礦山測量中的應(yīng)用

3.1 井上礦山工程的測量

（1）懸高測量。礦山測量過程中，尤其是遇到露天礦山的測量，經(jīng)常會碰到臺階過高的現(xiàn)象，此時棱鏡無法到達。比如輸電電線的實際高度不在安全范圍之內(nèi)，在這種情況下為了順利開展測量工作，就可以借助于全站儀的免棱鏡測量功能，順利實現(xiàn)工程測量。由此可見，全站儀在實際測量工作中極大地方便了測量人員工作的開展。

（2）露天礦開采工程測量。使用全站儀對露天煤礦的地表開展測量工作時，全站儀免棱鏡測量可以有效滿足礦上測量的精度要求。全站儀測量系統(tǒng)性很強，基礎(chǔ)測量工作完成之后得到地形圖，作為后期一切工作的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上后期的一些計算工作可以借助于電腦測繪軟件完成，方便、高效。

（3）工程放樣測量。全站儀也經(jīng)常用于工程測量放樣，這一工作主要在礦井建設(shè)初期開展，主要是借助全站儀進行特殊點的定位。放樣過程主要借助于繪制的地形圖進行特殊點的坐標計算，然后根據(jù)坐標指示借助于全站儀進行放樣定位。礦山建設(shè)初期，礦區(qū)內(nèi)的生活區(qū)、礦山道路以及井塔樓等都需要進行工程放樣測量。鑒于全站儀在數(shù)據(jù)采集方面有很大優(yōu)勢，因此，工程放樣多數(shù)情況都使用全站儀進行。

（4）運用全站儀技術(shù)進行坐標測量。工程測量人員使用全站儀進行坐標測量的過程中，首先要確定前視或者后視位置，然后準確放置全站儀，接著選擇合適的坐標模式，并且輸入后視點坐標以及測點坐標，從而準確定位后視點，最后科學(xué)測量并且讀取前視點坐標數(shù)據(jù)。使用全站儀測量坐標位置時需要注意的是棱鏡的選擇會受到環(huán)境的影響，要根據(jù)不同的測量環(huán)境選擇合適的棱鏡，從而全面提高測量精度。

3.2 井下礦山工程測量

（1）豎井定向。煤礦開采過程中會經(jīng)常碰到豎井，豎井定向在礦上測量工程中非常重要，此時可以借助全站儀進行豎井定向。全站儀豎井定向技術(shù)含量很高，測量過程中，借助于全站儀將地表位置坐標準確傳入井下。對于一些小型煤礦，借助于全站儀進行豎井定向，能夠完美完成豎井定向工作，同時可以確保井下的測量精度。豎井定向?qū)嶋H測量過程中，最難完成的工作環(huán)節(jié)是測量下傳鋼絲與井下測站點之間水平距離的確定。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，全站儀功能的不斷升級和完善，借助于全站儀的免棱鏡和紅外線工作模式，這一問題得到了有效解決，尤其是在大煤礦豎井定向測量過程中，更是發(fā)揮了巨大作用。總而言之，全站儀應(yīng)用于豎井定向測量，大大提高了工作效率和精度。（2）斜井、中段平巷的施工控制測量。巷道施工過程中需要埋設(shè)大量永久控制點，還需要進行大量的中線和腰線標定工作。標定中線和腰線過程中，偽傾角法是常用方法。煤礦工程測量中，系統(tǒng)誤差會對測量精度造成嚴重影響。除此之外，測量精度還受到井下巷道貫通質(zhì)量的影響，全站儀可以有效解決這一技術(shù)難題，不僅提高了測量精度，還提高了工作效率。（3）工程放樣測量。煤礦工程測量中，地表需要放樣，井下同樣需要進行放樣。一般情況下，井下放樣工作通常在井下排水系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)以及酮室項目施工過程中開展。全站儀巨大的免棱鏡和紅外線測量功能，大大降低了放樣的工作強度，并且大大提高了測量精度。（4）運用全站儀進行距離和角度的測量。全站儀可以方便進行距離和角度的測量。比如在巷道的距離和角度測量過程中，只需要將全站儀置于巷道中，就可以得到準確的距離和角度數(shù)據(jù)。此外，全站儀自帶的輔助功能可以自行修正礦井內(nèi)氣壓和溫度變化造成的測量誤差，測量精度大大提高。

4 總結(jié)

綜上所述，全站儀在礦山井下測量過程中發(fā)揮著重要作用，不僅降低了工作強度，而且提高了工作精度。全站儀的一些功能是傳統(tǒng)經(jīng)緯儀和測距儀無法替代的，這是一款迎合礦山測量工作的新型產(chǎn)品，雖然目前有些工程項目測量過程中還沒有使用全站儀，但是隨著測量精度要求的不斷提高，全站儀的使用也會如期而至，全站儀也會發(fā)揮其它儀器前所未有的作用。

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作者簡介：田成玉（1989-），男，山東滕州人，專科，中級工程師，從事礦山測量方向的研究。