浅谈矿山测量中全站仪的常见问题及解决方案

浅谈矿山测量中全站仪的常见问题及解决方案

谭晓铭

身份证号码： 45252519640615 ****

摘要：近年来，我国的科学技术水平不断进步。其中，全站仪是现代矿山安全生产建设中重要的矿山测量仪器设备，为矿山建设提供了可靠全面的信息数据。文章基于对全站仪基本测量原理的深入学习，探讨了全站仪在矿山测量中的应用优势，总结分析了全站仪在实际矿山测量应用中出现的问题，并提出了解决方案，旨在让全站仪更好地服务于矿山测量工作。

关键词：全站仪；矿山测量；测量原理

引言

全站仪又称为全站电子测距仪，对水平角、垂直角、距离、高低差都有较高的精准度，因此现已被广泛应用于大型建筑或地下施工等精密工程的数据测量中，与传统测距相比，除集多功能测量为一体外，其安装过程与操作方式十分便捷简单，具备较高的作业效率和应用价值。贯通工程开展前，便对施工地点可能出现的高程贯通误差（仪器本身或地下湿度、含尘量、温度以及光线变化）进行精准预测，以期得到精准、完整的真实数据。因此，两者联合应用可有效保障矿山测量所得数据的准确性。

1全站仪在矿山测绘中测量的作用

在矿山测绘中使用全站仪能利用其同轴望远镜和双轴自动补偿设备，扩大测量范围，减少测量次数，能有效降低操作人员的工作强度和减少工作时间。由于全站仪设备自身的测量精准性高于传统测绘仪器，如电子经纬仪、光学经纬仪，因此在当前的矿山测绘中能通过对计算机的使用，自动填绘相关资料数据，在全站仪完成测量作业后，传输的数据可直接到达计算机，后续相关计算均由计算机进行，从而减少人为操作和记录造成数据误差的发生，且在全站仪中配备的通讯接口能及时有效地完成数据传输，使全站仪在测量中的数据和相关参数能通过通讯接口完成及时的数据传输，减少人工应用的次数。除此之外，由于全站仪集测绘、数据传输等功能为一体，在使用全站仪进行矿井测量作业时，仅需一名操作人员进行作业即可，一定程度上提高了操作人员的利用率。

2全站仪应用问题及解决方法

2.1全站仪轴线结构问题

全站仪的主要轴线包括水准管轴、视准轴、横轴、竖轴等，当仪器对中整平后，理论上全站仪应当满足水准管轴垂直于竖轴、视准轴垂直于横轴、横轴垂直于竖轴、竖盘指标处于正确位置等基本几何关系。而由于全站仪出厂稳定性较差，气温变化引起仪器部件胀缩，工作环境对仪器干扰影响，长期遭受震动、搬运等影响，造成全站仪各轴线关系发生变化，使测量结果产生误差，主要包括视准轴误差(2C互差)、水平轴倾斜误差和竖轴倾斜误差(指标差)。在误差较小的情况下，可以通过全站仪具备的双轴倾斜补偿对轴线关系变化产生的误差进行补偿，消除误差影响。而当轴线误差较大，就会影响测量结果，主要体现在对角度测量的影响。所以，井下经纬仪导线测量，必须满足一定的观测限差规定，例如选用DJ2级别仪器，同一测回半测回互差小于±20″、两测回互差小于±12″、竖盘指标差小于±15″，如果重复测量，仪器的归零差、2C差、测回互差等不能满足精度要求，则应当停止作业，对全站仪自身轴线进行检验和校正。

2.2高程测量的注意事项及建议

在三角高程测量过程中，由于所测边长的长度直接影响到竖直角的大小，因此在测量时尽量选择小竖直角、与短边长进行传递高程，在条件允许下，可多次进行测量，使得测距与测角的精度提高。缩小三角高程误差不仅需要工作人员的专业知识水平达标，还需其在测量前期便做好准备工作，以测量标准为实际出发点，通过选用符合项目标准的全站仪，以及测量前对现场进行仔细勘察，寻找可能出现的干扰项以及误差因素，检验并校准仪器的精度与运行状态，做到从源头上预防测量结果偏差的问题。在进行望远瞄准时，首先，使仪器处于水平面上，其次，观察水准管气泡是否始终处于居中状态。还要注意加长数、乘长数、气温，测区所处海拔高度及折光系数等因素影响，尽量选择在阴天或天气较为稳定的时间段进行测量。

2.3提升技术人员的操作技能

由于全站仪的功能较为丰富，相关零部件较为脆弱，因此需要对技术人员进行全站仪仪器的全功能详细培训，并就日常使用的功能进行详细讲解和操作考核，确保操作人员熟练有效地掌握操作方法。同时，需就全站仪使用的注意事项进行针对性讲解，尤其是确定全站仪设备连接处接口是否松动，确定测量角度时也应根据井下环境进行调整，使全站仪能处于较为安全的环境进行测量作业[4]。为确保操作的统一流程化，培训操作人员在进行测量作业时，先根据井下环境确定全站仪的放置位置，确认全站仪的测量范围，通讯信号的强弱，对通讯信号较弱的位置进行适当地调整，使全站仪能处于较为合适的位置，且保持通畅的通讯信号以确保数据的正常传输。南方矿区由于受多雨、地质条件差等影响，全站仪在南方矿区使用时受外在因素影响较大，但全站仪设备自身无法根据环境的变化或恶劣的环境，调整设备的测量重点，因此需要技术人员有足够丰富的测量经验，能对测量环境中的各种可能影响精度的因素进行评估，并采取相对应的措施减少其对精度的影响。除此之外，为了降低人为测量导致的数据误差，在确定实际测量数据时，采用多次测量的方法对多次测量的数据求平均后取值。

2.4地下高程误差预计

根据以往的报道显示，地下高程的误差多是由工作人员未进行全站仪望远斜瞄准校准，或因粗心未检查全站仪是否处于水平面上。且可能存在水准管居中气泡干扰或巷道空气灰尘较多，透明度受到影响等自然因素。为减少人为误差，工作人员首先应使各导线点的标识更为清晰，随后掘进至贯通点20m处后减小掘进面积，改用小断面掘进方式以保障贯通巷道的质量。由于贯通途中，巷道垂直角基本处于较小状态，为保障仪器测镜的精准度，测距误差则应＜1mm，且地下高程的测量方法一般应用电磁波测距三角高程，因此在垂直角较小的情况下，发生垂直角误差与大气垂直折光误差的几率便会增大，控制该地段的误差是整个测量环节的重中之重。根据相关规程，巷道垂直角误差应＜2°，大气垂直折光误差不能超过0.05。在实际测量过程中，为减少可能出现的三角高程误差，工作人员在展开测量前，应先按照国家相关规程做好前期准备工作，选择适合的全站仪并在每次测量前对精度进行校准，如需使用望远镜瞄准，首先应重点关注水准管气泡的位置，使其在测量时处于居中状态。巷道棱镜应处铅垂面并调整至合适高度，以确保在测量上山、下山巷道时有足够的照明供应。

结语

在矿山测绘中使用全站仪容易受到多种因素的影响，使实际精度受到影响。综上所述，在矿山测绘中，影响全站仪测量精度的原因主要有：操作人员操作和记录的问题；外在环境对全站仪仪器测量的影响；全站仪仪器自身未保养好或其他校准问题。为了提高全站仪在矿山测绘中的测量精度，需要注重操作人员的测量技术培训和规范记录；做好全站仪的保养和校准作业；减少外在环境对全站仪实际操作使用中精度的影响，借助新系统辅助全站仪进行测量作业。从以上几个方面着手，可以有效减少矿区环境和人为因素对全站仪测量精度的影响，更有效地发挥全站仪在矿山测绘中的作用。

参考文献

[1]陈添华．浅谈全站仪测量技术在矿山测量中的应用［J］．企业技术开发，2015，34(35):31－32．

[2]郭利斌．关于全站仪在煤矿测量工作中的应用研究［J］．矿业装备，2019(4):108－109．

[3]张永锋.矿山测绘技术现状与质量控制措施分析[J].山西冶金,2020,43(6):88-89+98.