试论全站仪在矿山井下测量中的应用

试论全站仪在矿山井下测量中的应用

刘彬

  河北峪耳崖黄金矿业有限责任公司  河北承德  067601

摘要：在当前的矿山工程施工中井下测量工作比较复杂，为了保证测量的顺利进行，提高测量的准确性，应对全站仪设备合理运用。通过对全站仪的介绍，分析全站仪在矿山井下测量中的误差影响，阐述全站仪在矿山井下测量中的应用，提出提高矿山井下全站仪导线测量精度的措施，可使矿山井下测量工作的进行得到有效支持，提升测量的整体水平，使矿山工程施工有效开展。

关键词：矿山；全站仪；井下测量

引言

全站仪在矿山井下测量有着广泛的应用，其有着准确性高及操作简单等优势，可为测量工作提供良好的条件。而在矿山井下测量过程中会受到多种因素影响，促使测量结果出现了误差，对矿山的施工工作产生影响。应合理地运用全站仪，采取有效的测量方式，以保证测量数据的准确性及可靠性。因此，应对全站仪在矿山井下测量作业中的应用进行分析，加强其应用效果，为各项工作带来保障。

1全站仪概述

全站仪被称作全站电子速测仪，与传统的测量设备比较，其有着更加显著的优势，测量得到的结果以数字形式呈现，可自动显示观测数据，并且将数据自动储存起来[1]。可借助数据线将数据导入到计算机内，并且进行双向传输，帮助测量工作人员将测量误差去除。全站仪的应用有着测量精度高以及操作简单的特点，在应用中全站仪有着多种功能，比如测量数据的采集、工程放样、记忆等，测量的是测点的三维坐标，可结合设计数据来进行实地放样，将测量数据信息存储在设备内，并且使用传输光缆来进行设备内数据的输出与导入。

2全站仪在矿山井下测量中的误差影响

矿山测量在工程施工中作为重要的内容，可为矿山施工及改造等提供相应的条件。在井下测量中误差包括了以下几方面内容，第一是对中误差，指的是觇标与设备中心、测点中心没有在同一铅垂线上而产生的觇标对中误差及设备对中误差。受到了风流的影响，对中误差会使测角的精度降低。第二是测角方法误差，由瞄准与读数不准确引起。第三是外界影响误差，比如井下的温度、湿度及照明度等产生变化，使测角出现了误差。第四是仪器误差，当使用的仪器不符合要求或者不完善时，会带来误差问题。由于矿山导线多埋设在巷道的顶板，对中方法为点下对中，在测量过程中一般使用点下挂锤球对中，测量工作在宽度比较小的巷道中开展，照明度不佳，局部地段的风流大，这使仪器在对中过程中无法保证中心点与导线点中心处于同一铅垂线上，导致了对中误差问题，对水平角观测及边长观测的影响比较大。尤其是边长比较短的测线，精度会受到更多的影响。

3全站仪在矿山井下测量中的应用

3.1井下导线测量

导线测量作为最常用的方法，全站仪在其中发挥了重要的作用。在实际测量中以坐标导线测量时，人员进入全站仪的坐标测量菜单，根据仪器操作提示将测站位置、后视定向等测量数据输入之后，可进行测量，获得各个导线点的平面坐标及高程，获得的各个点的三维坐标，可直接运用，不需要进行导线内业计算，节省大量的人员和时间[2]。使用测角测距导线测量时，需要测量导线点水平角、垂直角及导线边距离，将仪器高与觇标高量取，之后进行导线的内业平差计算。两种方法在应用中，坐标导线测量方法测量精度比较低，但是操作简单，而测角测距导线测量应用上方法比较繁琐，在实际工作中可根据实际情况进行选择。当前可使用配套了棱镜、觇标和“三联架”基座设备的全站仪，仪器头与棱镜觇标可共用相同的基座与三脚架，各个三脚架与基座仅需整平对中一次，在搬站过程中仅仅需要移动仪器头与棱镜觇标，不需要移动三脚架和基座，有效提高了测量工作的效率，也可避免对中误差的影响。

3.2井下放样

在采矿中巷道发挥了运输的作用，中线控制巷道的掘进方向，腰线控制着巷道的水平高度，两者的标定即放样工作，为了保证巷道成型的质量，应快速及准确地标定井下巷道的中线与腰线。测量人员应明确巷道的功能及几何关系，对设计的角度、距离及方位角进行检查，计算标定数据，并且记录放样点坐标及方位角、坡度[3]。在标定中线时，可将附近的导线点作为起始数据，在导线点架设全站仪，明确后视已知导线点，借助坐标法放样出放样点，之后移动全站仪到放样点，确定后视已知导线点，以方位角放样法进行操作，在全站仪中输入巷道方位角，也就是设计的中线，在现场中用红油漆标定在巷道的顶板。标定腰线时，将全站仪架设在巷道中间，整平对中之后，将全站仪的垂直角调整到 90°，在开口位置底板往上1.0m位置为起始腰线，再结合坡度在边帮用红油漆标定中线即可。

4提高矿山井下全站仪导线测量精度的措施

4.1在测量中应用盘左盘右观察法

在井下测量中应考虑到横轴与视准误差，为了避免影响观测方向值的情况，应通过盘左盘右观察法来解决，使误差得到校准，在观测同一目标时采取平均值，对两项误差进行消解。在应用过程中工作人员需要对照准部水准器气泡位置有效控制，使其处于居中的状态，可消除竖轴误差，保证了全站仪导线测量的精度。

4.2合理三架法控制测量过程

在导线测量中对中处理有着重要的意义，为了避免其出现误差问题，在测量中测量人员应根据实际情况改善测量方式[4]。一般在平面测量中可使用三架法来操作，准备1台全站仪、3副角架和2台棱镜，对基座、棱镜与仪器严格控制，使三者处于同一铅垂线，在每次变换仪器之后，应使仪器处于对中整平的状态，当出现了水准管偏离的问题，需要重新进行校对。

4.3适当地增加测量中的锤球重量

在全站仪测量中应考虑到瞄准误差带来的影响，在测量中为了有效地进行控制，人员可采用增加锤球重量的方式。由于巷道测量中气流比较强烈，测量会受到气流的影响，当镜站点下对中时，锤球摆动幅度会变大，可适当地将其质量提高，可减小其晃动的程度。此外，也可采用瞄准锤球根部的方法，以保证测量的精准性。

4.4根据实际情况应用棱镜激光测量方式

在测量进行中应密切地关注环境情况，根据环境变化来调整测量模式。在测量边长的过程中工作人员可选择棱镜激光模式，将井下的实时气压与湿度等数据录入气象数据，定时地对其进行检查及改正，使其与反光镜使用情况之间相互匹配[5]。测量人员应对镜面情况进行检查，避免其出现水珠影响使用效果。针对不同的测量项目，应对棱镜激光测量方式进行优化，以保证测量的精确度。

4.5其他提高精确度的措施

除了上述的措施，还可在短边巷道测量中对测角误差传递进行控制，借助有效的措施来避免其带来影响，根据实际测量情况使用陀螺全站仪，对短边陀螺方位进行测量，可使测量的精确性得到提升。还需对导线指示坑的设置进行规范，在设置低级导线指示坑及高级导线指示坑时，工作人员应将坑道中线作为基准，确保边长相等。在布置导线时，应以交叉及闭合为主，可使点位横向精准度得到提升，使测量工作的质量提高。

结语

在矿山工程井下测量作业中对测量准确性有着较高的要求，为了加强对测量准确性的控制效果，可借助全站仪开展测量工作，优化测量过程。应根据全站仪测量中的误差进行分析，明确井下导线测量以及井下放样的要点，并且在测量中应用盘左盘右观察法，合理三架法控制测量过程，适当地增加测量中的锤球重量，以实现对误差的控制。通过对全站仪测量的优化，可使矿山工程施工具备更好的条件。

参考文献

[1]张磊. 井下全站仪导线测量方法的优化及应用[J]. 山西冶金,2022,45(04):161-162.

[2]滕军林. 全站仪-RTK联合测量技术在井下动态监测中的应用[J]. 世界有色金属,2022,(11):13-15.

[3]闫志强. 井下全站仪导线测量方法优化及效果[J]. 江西煤炭科技,2022,(02):112-113+116.

[4]张磊. 隔爆型全站仪在矿山测量中的应用[J]. 机械管理开发,2022,37(03):345-346.

[5]何军泉. 基于GP2X陀螺全站仪改正的井下双导线测量方法研究[J]. 矿山测量,2021,49(04):40-45+49.