全站儀及貫通誤差預(yù)計在礦山測量中的應(yīng)用研究

冷 冰

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

科技改變了人們的生活和生產(chǎn)方式，目前在礦山的測量過程中，全站儀逐漸取代了經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀，并且隨著技術(shù)的更新，全站儀自身也在不斷的發(fā)展，測量精度有了穩(wěn)步的提升，但是其誤差還是需要我們重視，這樣才能夠為礦山測量做出貢獻。因此我們要做好這一預(yù)計，并在礦山測量中應(yīng)用起來。

1 全站儀的在礦山測量中的應(yīng)用

全站儀是一種高技術(shù)測量的儀器，能夠測量水平、垂直、距離和高差的測繪儀器，應(yīng)用于重大的地上建筑和地下隧道的測量，其中礦山測量就是其中最重要的領(lǐng)域之一，其具有自動記錄和保存測量結(jié)果的功能，可以將測量的精度提升，減少人為記錄的誤差，同時能夠同步到計算機中[1]。

礦山測量是采礦學(xué)的重要組成部分，不僅要運用測量和采礦等多種學(xué)科知識，還要研究礦山的地質(zhì)形態(tài)。在采礦的過程中，礦山測量是重要的基礎(chǔ)性工作之一，從勘測、設(shè)計，到建設(shè)、生產(chǎn)，乃至礦井的報廢，都需要利用全站儀進行測量，并對測量數(shù)據(jù)進行保存和分析。在礦井勘測的時候，首先要利用全站儀進行礦區(qū)的地圖繪制，以此設(shè)定好鉆孔、探槽等工作的要點，保證礦山測量的有序進行。在礦山開采設(shè)計以及建設(shè)的階段，需要進行施工的測量，這就需要利用全站儀測量出礦井與民用建筑物之間的距離等。在礦山生產(chǎn)的過程中，需要對巷道進行標(biāo)記和測量，這樣才能在開采過程中保護工作環(huán)境和后期的修復(fù)工作。

2 貫通測量在礦山測量中的作用

在計劃開采前方面，礦山測量可以為礦山的管理過程中提供各種有用的資料和圖紙信息，從而更好的完成采礦計劃以及生產(chǎn)。當(dāng)代的礦山，由于深度不同、方向不同等，有著復(fù)雜的井巷系統(tǒng)，因此需要進行大量的貫通測量來保證這些資料和圖紙信息的準(zhǔn)確度。對于礦井的測量，在時間和空間上都是不斷的變化，如果無法及時和準(zhǔn)確的將這一變化檢測出來，便無法繼續(xù)下面的工作，貫通測量可以通過大量數(shù)據(jù)來縮小變化[2]。實踐表明，只要礦山測量制作成圖有誤，或者提供的材料和圖紙不準(zhǔn)確，就會給采礦帶來安全性的問題，不僅危害采礦進程，還威脅著人身安全，從而給礦山開采帶來嚴重的損失，因此貫通測量在礦山測量中是一定要進行的。

對于安全方面，礦山測量可以對危險的區(qū)域進行警戒處理，為工程事故以及自然災(zāi)害提供資料，通過貫通測量可以有效并最大化找出危險區(qū)域，從而有效的進行救援。礦山的開采是立體化的生產(chǎn)過程，這就要求礦山測量必須提供礦內(nèi)各要素的準(zhǔn)確位置，貫通測量通過大量的測量數(shù)據(jù)和結(jié)果來幫助人們判斷出各要素的具體位置，這樣在開采過程中才能夠盡量避免事故的發(fā)生。

對于資源的有效利用來說，礦山測量可以通過對采礦產(chǎn)量、采礦過程中的損失以及土地消耗等進行統(tǒng)計，貫通測量通過大量的測量結(jié)果對損耗進行預(yù)測，這樣后續(xù)才能夠提出有效的指導(dǎo)意見，以此來平衡礦山的生產(chǎn)及環(huán)境的保護，最大程度的降低損失，最大程度的利用資源。開采礦山中的損失和環(huán)境破壞是多因素影響的，但是，只有做好礦山測量工作才能夠最大化的完成工作。

在工程質(zhì)量方面的保障來說，運用貫通測量來的方法進行的礦山測量是可以通過施工的檢測和質(zhì)量的檢查等手段完成的，從而保證開采過程的各種施工要求，減少人為產(chǎn)生的誤差[3]。由于礦山開采在地下進行，形成的空間也比較特殊，在施工的過程中以及施工完畢檢查驗收的過程中都帶來了不小的困難，因此要通過大量的貫通測量結(jié)果來輔助數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度。

3 全站儀貫通測量及誤差來源

全站儀貫通測量分為水平巷道和沿導(dǎo)向?qū)迂炌y量兩種。在進行礦山開采的過程中，對于同一個礦井，鑿開兩個石門，石門之間留有一條運輸?shù)牡缆愤M行測量工作。首先在兩個石門之間放置全站儀進行高程測量，通過平面的坐標(biāo)進行兩門之間的計算，以及高程的計算。根據(jù)兩個石門之間的坐標(biāo)計算出這條通道中心線的方位角和水平的距離，在求出指向角，通過上面的結(jié)論在計算出這條通道的坡度，最后根據(jù)已得出的水平距離、高度和坡度等算出這條通道的長度。然后在兩個石門之間分別放置全站儀，標(biāo)出指向角，找出通道的中位線，同時根據(jù)坡度來畫出通道的腰線。最后檢查所有測量結(jié)果，確定整體的挖掘方向。

對于沿導(dǎo)向?qū)迂炌ǖ乃酵ǖ溃?dāng)導(dǎo)向?qū)拥慕嵌却笥谌鹊臅r候，由于水平面的方向收到了導(dǎo)向?qū)拥南拗疲ǖ乐械闹形痪€可以不標(biāo)出，只標(biāo)出腰線即可。找出向下通道的兩個點，將其中一個點切開，后挖掘至第二個點處，為了加快向下的速度，在第二個點與通道之間挖第三個點。可以用水平測量或者三角測量，測出第一個點和第二個點之間的距離以及下山通道的高度。然后計算出第三個點的高度，在已經(jīng)得到通道的平面圖中測量第一個點和第三個點之間的距離，進而能夠測量出第三個點的高度。之后再計算出第二個點和第三個點之間的深度和斜度，從而作為向下挖掘的起點。最后要控制好通道的坡度，并通過全站儀隨時檢查并填充平面圖紙。

對于絕大部分的全站儀來說，為了提高測量距離的精確度，通常采用的都是相位法進行測距，而這種方法就是把光度調(diào)整成連續(xù)變化的光波，雖然具有非常多的有點，但是儀器測量總歸是有誤差的，這些誤差的大小將會直接影響到距離測量的精準(zhǔn)度，從而引發(fā)一系列的問題。對于全站儀使用的系統(tǒng)誤差有加常數(shù)誤差、乘常數(shù)誤差以及周期誤差等。

4 貫通測量誤差預(yù)計及方案

第一礦井水準(zhǔn)測量產(chǎn)生的誤差。主要是因為全站儀在測量的過程中望遠鏡瞄準(zhǔn)有誤差、水準(zhǔn)管道中的氣泡產(chǎn)生了誤差、人為操作及外界影響的因素，包括通道中的空氣密度，儀器的下沉情況等。貫通測量是通過電磁波測量三角高度來判斷完成的。如果通道的角度比較小，則測量距離的誤差會在1mm左右。對于電磁波的測量，主要是大氣折射產(chǎn)生的誤差，只有消除大氣折射光中的誤差，才能夠保證角度測量的精確度[4]。對于地面三角測量和上下通道的高程測量引起的誤差需要控制在0.3m的范圍內(nèi)。高程測量的誤差主要是因為水準(zhǔn)測量和高程導(dǎo)入過程中產(chǎn)生的誤差，因此這種測量方式應(yīng)該從兩個方面去評價。而三角測量的誤差改進就需要更多的細心和耐心了，在全站儀望遠鏡的瞄準(zhǔn)過程中方向要準(zhǔn)確，水準(zhǔn)管中的氣泡盡量的舉重，在通道中照明要好等。

第二平面貫通測量產(chǎn)生的誤差。地面導(dǎo)線的測量誤差盡量控制在0.01m以內(nèi)，井下導(dǎo)線測量的誤差盡量控制在0.08m以內(nèi)，通道在水平方向上的誤差控制在0.2m以內(nèi)。

全站儀的貫通測量是具有可靠性的。測量工作在固定的時間測量固定的次數(shù)，以達到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度。利用大量實際測量的結(jié)果來統(tǒng)計和分析出影響貫通測量的數(shù)據(jù)，從而制定出最有效的設(shè)計方案。對于通道前后連接出現(xiàn)的閉合貫通測量進行精度的測評，但是由于受到實際因素的影響和限制，有一定的測量難度。為了滿足工程的要求，在水平方向上的誤差要小于0.6m。全站儀的使用，要根據(jù)實際情況進行分工測量，以保證測量的精確度，從而為礦山的開采打下重要的基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

在礦山的開采中，利用全站儀的貫通測量可以提升測量的精度，而對于測量的質(zhì)量，則取決于測量方法的正確性以及誤差的大小。隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，全站儀的作用也越來越全面，包括測量，計算和記錄等，受到了現(xiàn)代礦井作業(yè)人的推崇，在進行全站儀貫通測量的同時，人員一定要做好充分的準(zhǔn)備，保證測量的質(zhì)量以及準(zhǔn)確性，因為這關(guān)系到礦山開采的效率以及工作人員的安全，因此提升全站儀的測量精度是最重要的，同時要將貫通測量的誤差縮小到極致。