全站儀在礦山井下測量中的應(yīng)用

吳廣輝

摘? 要：全站儀是我國當(dāng)前最為常見的測量儀器，基于其棱鏡和較為完善的紅外線功能被廣泛的應(yīng)用在我國的礦山測量工作中。為此，下文就全站儀的簡單概述以及在礦山井下測量中的應(yīng)用方面進行了分析。

關(guān)鍵詞：全站儀;礦山測量;應(yīng)用

1引言

新時期下，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，我國的礦山工程數(shù)量也在逐年增加，礦山測量作為礦山施工的重要組成部分，對于保證礦山施工的質(zhì)量和效率等方面有著至關(guān)重要的現(xiàn)實意義。因此，我國礦山測量單位需要加強對全站儀的分析，明確全站儀的工作原理和主要功能，進而實現(xiàn)其在我國礦山測量工作中的更好應(yīng)用，促進我國礦山工程的發(fā)展【1】。

2全站儀的簡單概述

2.1全站儀的概念

全站儀從概念上來指的是集測距儀、電子經(jīng)緯儀的優(yōu)點于一體的一種測量儀器，其在實際應(yīng)用的過程中，操作較為簡單，且功能也較為完善。全站儀和我國傳統(tǒng)的測量工具相比較，在角度測量、距離測量以及三維坐標(biāo)測量等各個方面，其測量水平都較高。而且，從全站儀的外形上來講，其具有較為堅硬的外殼，可以在任何氣候條件下進行工作，因此，全站儀在我國礦山測量工作中的應(yīng)用也越來越廣泛，其測量精確度也較高。

2.2全站儀的工作原理和功能

全站儀在實際應(yīng)用的過程中，其工作原理是利用測距儀的優(yōu)勢特點，并在角度測量工作中結(jié)合了經(jīng)緯儀的操作優(yōu)點，然后再利用新時期下的計算機自動處理系統(tǒng)，對測量數(shù)據(jù)進行有效的處理，最終得出較為精確的測量數(shù)據(jù)。

從功能上來講，全站儀主要具有以下幾個方面的功能。第一，測點數(shù)據(jù)的采集功能。具體解釋為可以對需要測量的目標(biāo)三維坐標(biāo)進行測量，并實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的收集和整理;第二，工程放樣功能。利用全站儀，可以對設(shè)計的數(shù)據(jù)和要求，在測量過程中進行有效的落實;第三，記憶功能。全站儀的記憶功能主要體現(xiàn)在利用計算機將多個測點的測量技術(shù)進行有效的記錄和儲存，在應(yīng)用過程中不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象【2】。

2.3全站儀的優(yōu)勢優(yōu)點

3全站儀在礦山井下測量中的應(yīng)用

3.1懸高測量

礦山在實際的測量過程中，經(jīng)常會遇到露天的礦山測量，在這個過程中，由于礦山臺階較高，普遍的棱鏡無法達到測量現(xiàn)場，這個時候，測量單位就可以利用全站儀進行測量，利用全站儀獨特的棱鏡測量功能，對礦山進行有效的懸高測量。

3.2礦山井下的豎井定向

礦山在實際開采的過程中經(jīng)常會遇到豎井，如圖2所示，尤其是煤礦山的開采。因此，豎向定向也是我國礦山測量工作的重要環(huán)節(jié)，在這個環(huán)節(jié)中，工作人員利用全站儀可以實現(xiàn)豎井定向。具體的測量流程為：第一，工作人員在實際的測量過程中，需要利用全站儀將地表位置坐標(biāo)準確傳入井下。對于一些小型的煤礦來講，工作人員需要借助于全站儀進行豎井定向，完美完成豎井定向工作，并確保井下的測量精度;第二，礦山井下的豎井定向測量工作中，較難的環(huán)節(jié)是測量下傳鋼絲與井下測站點之間水平距離，通過利用全站儀，工作人員可以利用全站儀的免棱鏡和紅外線工作模式，進行下傳鋼絲與井下測站點之間水平距離的確定，以此來提高礦山井下的豎井定向測量工作的效率和質(zhì)量。

3.3工程放樣測量

礦山井下測量工作有時候需要進行地表的放樣工作，通常情況下，礦山井下放樣工作都是在井下排水系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)以及酮室項目施工過程中進行的。工作人員通過利用全站儀的巨大的免棱鏡和紅外線測量功能，可以有效降低工程放樣工作的強度，并提高測量精度。

3.4進行距離和角度的測量

在礦山井下測量工作中，工作人員還可以利用全站儀進行距離和角度的測量，例如，在進行巷道的距離和角度測量過程中，工作人員就可以利用全站儀，將其安置在巷道中，進而測量得出較為準確的距離和角度數(shù)據(jù)。除此之外，全站儀和一般的測量工具相比較，還具有一定的輔助功能，可以對礦井內(nèi)氣壓和溫度變化造成的測量誤差進行自動的修正，以此來提高測量精確度。

3.5井下采場收方

在礦井的井下采場收方工作中，工作人員利用全站儀，可以在井下采場測設(shè)碎步點，并在CAD展繪成圖，繪制間隔5m的小剖面，同時，工作人員還可以在CAD里觀察到剖面的面積S，按照V=5（S1+S2）/2來計算各個剖面的空間體積，再加上采場開口和尾部的體積，減去已掘進的巷道體積，從而得出收方量，為采場采出礦量提供結(jié)算依據(jù)【3】。

具體應(yīng)用案例。以良礦+117中段采場為例，在這個采場中，工作人員需要選擇合適的站點架設(shè)全站儀，然后測設(shè)碎步點，包括采場開口位置、采場邊界以及采場的頂板、底板高程點。該采場是一個小采場，通過全站儀共測取了27個點位。在CAD里把這27個點位展開，結(jié)合現(xiàn)場實際情況連線繪制出采場形狀。然后每間隔5m切割采場，圖1中左邊2、3、4、5、6、7均為間隔5m的剖面線。而剖面線2并未經(jīng)過采場不予計算，由此繪制出圖3中右邊的3、4、5、6、7共五個剖面圖。最終在CAD里直接查看五個剖面圖中的面積，按照公式V=5（S1+S2）/2，算出3至7剖面的體積V=1050.2m3，而采場開口及尾部位置的體積為30.0m3，已掘進的巷道體積為44.0m3，因此，該采場的收方量為：1050.2+30.0-44.0=1036.2m3

4結(jié)束語

綜上所述，全站儀和我國傳統(tǒng)的測量工具相比較，具有較多的優(yōu)勢，因此，礦山井下測量單位也需要加強對全站儀測量的分析和研究，將其更好的應(yīng)用在礦山井下測量工作中，提高礦山井下測量工作的效率，促進我國礦山開采的發(fā)展。

參考文獻

[1]? 田成玉.全站儀在礦山井下測量中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（13）.