全站儀及貫通誤差預(yù)計(jì)在礦山測量中的應(yīng)用研究

張 振

（山東煙臺鑫泰黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司一分礦，山東 海陽 265147）

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段持續(xù)更新和進(jìn)步，礦山測量技術(shù)取得良好進(jìn)展，能夠更好適應(yīng)當(dāng)前礦山測量工作的內(nèi)在需求。以往礦山測量中使用的方法效率較低，不具備較高的作業(yè)強(qiáng)度，而積極引進(jìn)全站儀手段，可以降低一些因素精度的影響，減輕施工人員壓力，提升作業(yè)質(zhì)量和效率。全站儀和貫通誤差預(yù)計(jì)還能夠有效應(yīng)對礦山測量難度不斷增加的現(xiàn)實(shí)需求，支持礦產(chǎn)資源開采活動的穩(wěn)步開展。

1 全站儀及貫通誤差預(yù)計(jì)的基本情況

1.1 全站儀

全站儀屬于新型測量儀器，在結(jié)合機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及激光技術(shù)的基礎(chǔ)上，融入了信息技術(shù)手段，能夠給工作人員提供極大便利支持，實(shí)現(xiàn)高效率處理工作的目標(biāo)[1]。全站儀應(yīng)用中使用先進(jìn)技術(shù)較多，被稱為“光機(jī)電一體化”，可以在很大程度上支撐測距、測水平角、測高差以及垂直角功能的實(shí)現(xiàn)，且測量環(huán)節(jié)快捷迅速，通過安裝和基本操作就能夠完成各項(xiàng)測量作業(yè)，得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

1.2 貫通誤差預(yù)計(jì)

在開展貫通工程施工之前，如井筒、坑道等，貫通誤差預(yù)計(jì)是重要工作手段，是指通過地下導(dǎo)線、地面控制以及定向等測量誤差所導(dǎo)致的水平方向貫通誤差，或者是導(dǎo)入高程測量、地面高程測量以及地下高程測量等測量誤差所引起的高程貫通誤差而實(shí)施的估算工作。總而言之，貫通誤差預(yù)計(jì)包含水平方面和高程縱向方面，估算貫通誤差情況。在大型測量作業(yè)中，測量企業(yè)需要借助于全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)控制平面，在完成作業(yè)內(nèi)容時還能夠結(jié)合脫落全站儀。

1.3 應(yīng)用優(yōu)勢

全站儀及貫通誤差預(yù)計(jì)在當(dāng)前礦山測量活動中發(fā)揮著積極優(yōu)勢，能夠良好適應(yīng)礦山的各項(xiàng)情況，以較高的精度性和便捷性，有效推進(jìn)測量環(huán)節(jié)的穩(wěn)步開展，不斷提升總體測量效果。借助于全站儀及貫通誤差預(yù)計(jì)，可以在短時間內(nèi)得到準(zhǔn)確的結(jié)果，更好保障測量工作的實(shí)施效果，給礦山開采作業(yè)提供可靠支持，應(yīng)對不斷上升的開采難度需求，同時還能夠合理降低測量作業(yè)量，持續(xù)提升礦山開采生產(chǎn)的安全性。

2 工程實(shí)例分析

某礦山測量項(xiàng)目中，積極引進(jìn)全站儀和貫通誤差預(yù)計(jì)，貫通工程包含16采區(qū)的軌道上山和同2采區(qū)-100車場與-90m總回風(fēng)上山以及-80m水平北翼總回風(fēng)巷方面，這些部分的實(shí)際斜長和坡度如下表1所示。整個貫通工程施工過程中，使用兩條線同時掘進(jìn)的方式，設(shè)計(jì)貫通點(diǎn)就是-90m總回風(fēng)上山與-80m水平北翼總回風(fēng)巷相連接的部位。工程作業(yè)中巷道屬于典型半圓拱形巷道，寬度為2.5m，貫通導(dǎo)線全長達(dá)到3600m以上。

表1 貫通工程的主要參數(shù)

3 全站儀及貫通誤差預(yù)計(jì)在礦山測量中的應(yīng)用

礦山測量是當(dāng)前社會發(fā)展過程中的重要產(chǎn)業(yè)，對于開展經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展活動，有效便利人們生產(chǎn)生活具有積極意義。隨著測繪技術(shù)的深入發(fā)展，礦山測量工作也越來越深入到一些惡劣地區(qū)，為保證測量工作的精準(zhǔn)效果，需要積極引進(jìn)先進(jìn)有效的技術(shù)手段作為支撐，全站儀及貫通誤差預(yù)計(jì)就能夠發(fā)揮顯著作用。

3.1 全站儀的應(yīng)用

3.1.1 井下平面測量

開展礦山測量作業(yè)時，確保自動準(zhǔn)確記錄和存儲好各項(xiàng)測量數(shù)據(jù)，減少人為讀取和記錄的失誤，確保各項(xiàng)結(jié)果數(shù)據(jù)精度較高，需要使用高精度、快捷性的測量儀器和設(shè)備，當(dāng)前全站儀以棱鏡作為觀測目標(biāo)，良好適應(yīng)測量規(guī)程的各項(xiàng)要求，得到水平方面貫通允許誤差為±0.3m，而垂直方向貫通允許誤差達(dá)到±0.2m[2]。井下平面測量是礦山測量中的重要內(nèi)容，需要從既定測量方案出發(fā)，明確測量工作的實(shí)際設(shè)計(jì)坡度和方向，結(jié)合現(xiàn)有的控制點(diǎn)，發(fā)揮全站儀作用，可以精準(zhǔn)測量好方向和三角高程。實(shí)際測量環(huán)節(jié)，基本控制導(dǎo)線使用15''導(dǎo)線，全站儀在水平角觀測中的基本作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和要求如下表2所示。

表2 全站儀水平角觀測作業(yè)要求情況表

井巷水平觀測角處在30°范圍內(nèi)，使用全站儀可以起到良好效果。測量工作進(jìn)行中，保持著相同的測回情況，兩測回誤差互差為12''，半測回互差為20''，而在兩次對中測回之間的互差則達(dá)到45''。針對導(dǎo)線邊長加以測量，想要充分發(fā)揮全站儀的優(yōu)勢和作用，需要一體化處理好測角和紅外線，按照往返觀測方式處理好各條邊，至少要達(dá)到2個測回?cái)?shù)，并且對于3次測回讀數(shù)來說，互差要控制在10mm范圍內(nèi)[3]。面對導(dǎo)線邊長相同的情況，同樣要嚴(yán)格控制好互差，準(zhǔn)確記錄下各項(xiàng)氣溫值和氣壓值，還要及時改正好邊長，確保其精確性。

3.1.2 井下高程測量

實(shí)際測量井下高程的過程中，測量人員要能夠嚴(yán)格遵守和執(zhí)行各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，如五等電磁波測距三角高程標(biāo)準(zhǔn)，而在挖掘巷道過程中使用全站儀明確腰線的標(biāo)定工作效果。挖掘活動進(jìn)行到300m～800m的時候，需要針對水準(zhǔn)點(diǎn)高程和永久導(dǎo)線點(diǎn)加以確定。本次貫通工程測量活動進(jìn)行中，測回?cái)?shù)是2，而指標(biāo)差與垂直角的互差都保持著15''的狀態(tài)[4]。

3.2 貫通誤差預(yù)計(jì)的應(yīng)用

科學(xué)合理應(yīng)用貫通誤差預(yù)計(jì)，能準(zhǔn)確估算出貫通工程的誤差情況，從水平和縱向兩個方面入手加以分析和研究，從而為保證總體測量工作的準(zhǔn)確性和合理性提供支持，奠定礦山開采作業(yè)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。礦山測量作業(yè)中實(shí)際應(yīng)用貫通誤差預(yù)計(jì)，主要是從以下方面進(jìn)行的。

3.2.1 井下高程方面

實(shí)際應(yīng)用全站儀的過程中，如果望遠(yuǎn)斜方面有誤差存在，人為操作環(huán)節(jié)存在著失誤，導(dǎo)致沒有嚴(yán)格按照全站儀的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)執(zhí)行，達(dá)成規(guī)范操作的目標(biāo)，產(chǎn)生一些下沉全站儀的問題，這些都會給井下高程測量的實(shí)際結(jié)果產(chǎn)生不良影響，無法保證高程測量的精準(zhǔn)度，從而產(chǎn)生較大誤差。同時需要注意到的是，井下高程測量的精度還會受到水準(zhǔn)管居中氣泡誤差的影響，巷道空氣透明度的影響。為此，實(shí)際開展測量工作的過程中，需要準(zhǔn)確標(biāo)示好各個導(dǎo)線點(diǎn)，而在面對僅僅剩下20m就靠近貫通面的時候，要及時轉(zhuǎn)變掘進(jìn)方式，通過小斷面方式加以掘進(jìn)，更好保障貫通段巷道的實(shí)際質(zhì)量。

本次高程測量工作進(jìn)行中，采用電磁波測距三角高程測量方法。測量人員在設(shè)置測量誤差時，選擇按照每1000m高程為基準(zhǔn)，將其測量誤差控制在15mm[5]。在高程貫通相遇點(diǎn)方面的誤差，要設(shè)定為±4mm，符合了高程預(yù)計(jì)誤差的規(guī)定，能夠有效適應(yīng)當(dāng)前設(shè)定貫通測量工作要求。想要不斷改進(jìn)和縮小三角高程測量誤差，需要測量人員做好充分的準(zhǔn)備工作，從礦山測量的實(shí)際要求出發(fā)，選擇好合適型號的全站儀，事先檢驗(yàn)好儀器設(shè)備的精度和運(yùn)行狀態(tài)，從源頭防止測量結(jié)果失準(zhǔn)的情況發(fā)生。測量人員在使用望遠(yuǎn)鏡時要瞄準(zhǔn)中心，始終以居中的狀態(tài)要求水準(zhǔn)管氣泡[6]。

3.2.2 井下平面貫通測量誤差

井下導(dǎo)線測量誤差會在一定程度上影響到礦山測量的實(shí)際效果，主要是高程貫通相遇點(diǎn)方面。實(shí)際估計(jì)誤差的過程中，測量人員要能夠結(jié)合貫通相遇點(diǎn)與各國導(dǎo)線點(diǎn)連線的投影長度平方和數(shù)據(jù)，選擇合適的電子圖量值，得到較為準(zhǔn)確的估算數(shù)據(jù)。測量人員還要高度利用已經(jīng)獲取到的實(shí)測資料與數(shù)據(jù)，開展深入全面的分析和統(tǒng)計(jì)工作，精準(zhǔn)計(jì)算好對于貫通測量產(chǎn)生影響的各項(xiàng)參數(shù)情況[7]。國家規(guī)定了重要水平方向上的工程誤差，貫通誤差預(yù)計(jì)要控制在0.3m范圍內(nèi)，本次貫通工程滿足這一規(guī)定。并且在確保徹底貫通工程的前提下，測量人員可以針對巷道在已經(jīng)貫通連接后的閉合貫通測量導(dǎo)線精度情況加以科學(xué)評定，從而可以驗(yàn)證貫通工程平面測量工作方案是否具有可行性和合理性。閉合連接測量工作的開展，可以獲取到坐標(biāo)閉合差，確保其符合國家相關(guān)規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)。貫通誤差預(yù)計(jì)在礦山測量工作中有效實(shí)施，能夠給測量人員及時采用預(yù)防和應(yīng)對策略提供準(zhǔn)確支持，由此能夠避免由于測量精度較低而給礦山作業(yè)的正常開展產(chǎn)生不良影響，這樣能夠有效開展礦山測量作業(yè)，支持后續(xù)開采工作的實(shí)施效果[8]。

4 結(jié)語

全站儀及貫通誤差預(yù)計(jì)在礦山測量中的應(yīng)用，良好適應(yīng)了當(dāng)前礦山測量的需求，可以扭轉(zhuǎn)以往測量技術(shù)手段較為落后的局面，以更高的精確性和便捷性，保障測量工作實(shí)施效果，還可以及時發(fā)現(xiàn)礦山測量中的誤差問題，并加以科學(xué)預(yù)防，切實(shí)提升礦山測量的總體效果。礦山測量過程中實(shí)際應(yīng)用全站儀及貫通誤差預(yù)計(jì)方式，要注重結(jié)合礦山具體情況，完成井下高程和井下平面測量的任務(wù)。