全站儀免棱鏡測量在礦山中的應用及成果管理

張潛

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局七O三隊 伊寧 835000）

傳統礦山測量主要用到普通經緯儀、鋼尺量距等，此作業方法效率低。隨著科技的進步和大型設備的使用，礦井掘進效率大幅度提高，傳統的礦山測量作業方式已無法適應生產的需要，全站儀的使用立刻受到普遍的歡迎，免棱鏡測量技術的出現與發展，應用于礦山井下測量作業，有著傳統井下測量作業方式難以比擬的優勢。隨著礦井開采不斷的擴大和延深，地質條件越來越差，地殼壓力逐漸增大，礦井巷道也就隨之變形更為嚴重，加之井下生產環境比較差，給礦井測量工作帶來了很大的技術難題，在生產過程中加之地質條件的變化以及受回采動壓帶來的影響，往往會使測點發生不同程度的位移，給測量工作帶來很大的難度和增加不少的工作量。免棱鏡測量技術不僅是個技術問題，也是一個管理問題，如何將科學有效的管理方法在測量工作中進行推廣和應用，是做好礦井測量工作的一個重要方面。

1 全站儀免棱鏡測量技術在礦山建設及生產中的作用

全站儀免棱鏡測量技術是一門應用科學，是從實踐中發展起來的，礦山測量是專門為礦山建設和生產服務的。礦山測量在礦山建設和安全生產中是一項重要的基礎工作，礦山測量工作的質量直接影響到礦山的發展、建設及安全生產，它在礦山的可持續發展中起著至關重要的作用。礦山測量工作為礦山建設的勘探、基建及生產各階段資源的保護與合理開采提供基礎性技術資料。地面資料是基礎，聯系測量是橋梁，井下全站儀免棱鏡測量是反映礦山開采關系的主要依據。測量成果繪制成的各種礦圖，及時反映了礦山建設生產面貌和位置關系，在安全生產方面起指導作用。

2 全站儀免棱鏡測量技術工作原理和特點

礦山測量工作是礦井生產和建設中不可缺少的一項技術性很強的基礎工作。礦山企業是由工業建筑物、地下井巷和采掘工作面所組成的一個復雜而又緊密聯系的整體。為了確定和反映井下巷道之間、采區之間、相鄰礦井之間，以及井下開采場所與地面之間的相互位置關系，確保礦井安全合理的生產，從礦區勘探、設計、基建和生產各階段資源的保護與合理開采提供基礎性技術資料，直到礦井報廢為止，在整個開發過程中，都必須經常不斷地利用全站儀免棱鏡測量技術進行測量工作。

2.1 全站儀免棱鏡測量技術工作原理

全站儀免棱鏡測量一般采用紅外光R和可見激光RL 兩個測量頭同軸集成在小巧的照準部中。紅外激光測量頭用于對反射板或棱鏡的常規測量，可見激光用于測量不易到達或根本無法到達安置棱鏡的目標，采用的測量信號是激光，測量較近的目標時，無需在目標點設置全反射的棱鏡，經過物體的漫反射回到全站儀的信號，足以被儀器識別，并通過計算得出所測目標點的距離坐標和高程，其測距精度可達到31nm+2ppm，現有技術最高測程可達上千米。

2.2 全站儀免棱鏡測量技術特點

（1）全站儀免棱鏡測量技術適宜測量反射面裸露的測點高程，如巖石、房屋、公路等視線可及的地形、地物點高程視線沒有任何障礙的地形地物測量，若中間有障礙物則測量到的是障礙物的坐標高程。

（2）要求通視條件好，反射介質好;在人員難以到達，反射介質好的地形地物測量，如懸崖、溪谷、無法進入的空區、水庫等，無棱鏡測量技術非常適用;在反射介質較暗、吸光性太強、反射條件不好等地方不宜使用無棱鏡測量。免棱鏡測量要耗費較大的電能，外業測量時要準備充足的電源，必要時需配足外掛電源。

3 全站儀免棱鏡測量技術作業管理

3.1 基礎工作管理

礦山測量工作是一項基礎技術性很強的工作，是礦井建設、生產的重要組成部分。測量工作貫穿于整個礦井的每項工程，要做好這項基礎工作。首先，一定把好資料圖紙的審核關，設計圖紙是千萬個測量數字的成果，如果測量放線的人員沒有把錯誤審核出來進行施工測量放線，一定會造成重大的經濟損失，也會給礦井的建設和安全生產及可持續發展造成很大的影響。這不僅僅是一項技術問題，也是一項管理問題。杜絕測量工作的失誤，如何將行之有效的基礎工作管理方法在測量中推廣應用，也是做好礦山測量工作的重要內容。

3.2 測量工作管理

礦山測量作業過程中，要求以最短的時間、最少的人力、最少的財力獲得符合質量標準的成果。因此，礦山測量人員除了掌握理論和儀器的熟練操作方法之外，還要求具備計劃與組織工作的能力，并能夠提出優化的工作方案。在實際測量工作中，為了防止測量誤差的積累，要遵循的基本組織原則是:在布局上“從整體到局部”;在程序上“先控制后碎部”;在精度上“由高級到低級”。

4 全站儀免棱鏡測量技術的應用

目前全站儀免棱鏡測量技術比較成熟，拓普康N603全站儀免棱鏡激光測量測程超過200m，測角精度為1”，無棱鏡測量精度可達2mm+2pp，可充分滿足礦山井下測量作業需要，能夠很好地應用于井下采掘測量作業。

全站儀通過免棱鏡測量可提供通過視準軸的可見光，在掘進工程放樣中可直接代替視準軸視線，可順利地在現場投射至作業面的頂底板、幫板上，直接應用可見激光進行方向線、中腰線標定，放樣工作直觀高效;采集到的數據均有三維坐標，可在任意方向上切出準確的剖面圖。對于井下大斜道、大型井下硐室等工程，采用全站儀免棱鏡測量優勢明顯。并且作業時間較傳統方法大幅縮短，同時測量人員的安全得到了很好地保障。在測量精度和作業效率上，傳統測量作業方式都無法比擬。

5 全站儀免棱鏡測量技術的應用優勢

（1）應用于危險采場測圖時有安全保障優勢:采場不安全因素多，用全站儀激光測量，可在安全區域設站，不需進入危險區域即可準確地測出采場輪廓，為測圖人員提供了安全保障，并可大幅提高測圖精度。采用免棱鏡測量進行測圖，可快速準確地采集硐室數據，每個采集到的點都有三維坐標，反映采場輪廓和頂底板情況。

（2）提高測量作業效率和測量精度:采用全站儀免棱鏡紅外測量，可大大地加快作業工效對掘進工程進行測圖和中腰線標定時，通過紅外線指示目標，可輕易地實現采場頂底板高度測量投點和標定方向等工作，很方便地進行高精度導線測量及工程放樣，巖體位移監測;通過采場和掘進工程實際結構圖，可很方便的了解井下巷道工程施工狀況，控制施工質量具有非常好的效果。

6 結束語

全站儀免棱鏡測量技術成熟，儀器性能可靠，通常情況下其測值精度和穩定性與儀器的標稱指標一致。當物體表面的反射能力足夠強、且信號穩定，則物體表面的粗糙程度對測量數據的影響并不明顯，除特殊顏色(黑色)外，材料顏色對測距精度影響不明顯，但顏色越淺，物體的反射信號越強對測距有利。當儀器瞄準透明物體時，一般不能得到正確的距離值，其誤差隨被測物體的透明度及背景物體的距離而變化。因此，在實際工作中，應避免照準如玻璃之類的透明物體。全站儀免棱鏡測量技術在礦山測量中占有很重要的地位，由于測量工作在野外進行，野外環境條件的好壞對測量儀器的影響很大。因而，應該選擇相當精細的儀器，選擇有利的工作環境和良好的野外條件，測量作業人員必須熟練操作測量儀器，并且愛護儀器。有了精密完善的測量儀器，還必須對測量方法進行周密研究，以確保測量成果質量可靠。