探究礦山測量中全站儀測量技術(shù)的運(yùn)用

【摘要】目前全站儀測量技術(shù)已廣泛應(yīng)用于測量工作中，筆者在此結(jié)合個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)，簡述全站儀測量技術(shù)的工作原理，并分析探討了礦山測量中全站儀測量技術(shù)的應(yīng)用，僅供同行參考。

【關(guān)鍵詞】礦山測量；全站儀；運(yùn)用

1、前言

以本公司為例，從2005年前測量手段為J2、J6經(jīng)緯儀與S3水準(zhǔn)儀，測距采用彈簧秤加鋼尺；到2005后采用電子經(jīng)緯儀、科力普全站儀及現(xiàn)在的索佳全站儀。在礦山測量中采用全站儀測量并輔以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是傳統(tǒng)礦山測量的重大變革，全站儀能夠同時(shí)進(jìn)行角度和距離的測量，大大節(jié)省人力物力，提高工作效率及測量精度，因此探究全站儀在礦山測量中的運(yùn)用意義非凡。

2、全站儀的基本特點(diǎn)

2.1工作原理及功能。全站儀的工作原理是將測距儀距離測量、經(jīng)緯儀角度測量以及電子計(jì)算機(jī)的自動處理系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合。可將全站儀的功能大體上分成3個(gè)部分：一是用于采集測點(diǎn)數(shù)據(jù)，主要是測量測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，在地形測量中應(yīng)用廣泛；二是用于工程放樣，主要是以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行實(shí)地放樣，能夠按照設(shè)計(jì)要求按順序、有效開展工程；三是全站儀記憶功能十分強(qiáng)大，可在儀器中儲存已知點(diǎn)成果以及成千上萬個(gè)測點(diǎn)坐標(biāo)成果，可通過個(gè)人計(jì)算機(jī)從傳輸電纜與儀器內(nèi)存進(jìn)行坐標(biāo)數(shù)據(jù)的互相傳輸。

2.2設(shè)置儀器參數(shù)。唯有正確設(shè)置儀器參數(shù)之后，才能保證儀器的計(jì)算處理系統(tǒng)有效修正處理測量的數(shù)據(jù)。在進(jìn)行測量前全站儀的參數(shù)設(shè)置為：1）設(shè)置儀器常數(shù)（已在儀器出廠時(shí)設(shè)好，無需輕易變動）；2）設(shè)置棱鏡常數(shù)，不同型號棱鏡的結(jié)構(gòu)也不盡相同，因此改正常數(shù)也就不同；3）地球大氣曲率改正，向儀器輸入工區(qū)的平均氣溫和海拔，儀器在進(jìn)行測量時(shí)會自動對地球大氣曲率進(jìn)行改正。

2.3設(shè)置測量模式。全站儀在進(jìn)行距離測量時(shí)可選用的模式有3種，分別為粗測模式、精測模式以及跟蹤測量模式。具體選用哪種模式應(yīng)綜合考慮，在進(jìn)行測量時(shí)要嚴(yán)格遵守相關(guān)要求，保證優(yōu)良的工程質(zhì)量。全站儀所具備的棱鏡以及免棱鏡測量功能，及其具備的紅外可見光功能目前都已得到十分廣泛應(yīng)用。

2.4操作步驟。1）在開始測量前，首先要仔細(xì)檢查全站儀；在操作時(shí)，應(yīng)在結(jié)束對中和整平工作后才可將儀器打開，好并對要用到的儀器參數(shù)以及測量功能進(jìn)行進(jìn)一步的檢查和設(shè)置。2）用全站儀將測量目標(biāo)瞄準(zhǔn)，按之前設(shè)定好的參數(shù)以及測量功能來進(jìn)行測量，并自動記錄下測量數(shù)據(jù)，在確認(rèn)測量結(jié)果準(zhǔn)確無誤以及未遺漏測量內(nèi)容的前提下，再將測量儀器關(guān)閉進(jìn)行下一測站的測量。

3、礦山測量中全站儀測量技術(shù)的運(yùn)用

3.1井上礦山工程的測量。1）懸高測量。在進(jìn)行礦山測量時(shí)尤其是在進(jìn)行露天礦山測量時(shí)，常會在某些區(qū)域遇到過高的臺階使得棱鏡無法到達(dá)，如輸電電線實(shí)際高度是否滿足安全距離；某一硐口標(biāo)高設(shè)計(jì)合理與否；在現(xiàn)場應(yīng)另尋更為經(jīng)濟(jì)可靠、施工便捷的入口位置；在擴(kuò)建尾礦壩庫容時(shí)合理進(jìn)行水位點(diǎn)數(shù)據(jù)的測量等，以上工作均可借助全站儀的免棱鏡測量來完成。2）露天礦開采工程的測量。在進(jìn)行露天礦地表工程的測量時(shí)，地表礦山要求的測量精度全站儀免棱鏡完全可以滿足，在進(jìn)行測量時(shí)需綜合考慮地質(zhì)情況，并配合采礦技術(shù)人員對礦體進(jìn)行圈定點(diǎn)位測量，并要對礦量進(jìn)行定期的核算。露天礦開采工程測量是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，基礎(chǔ)測量必須完成礦區(qū)范圍的地形測量，地形圖是進(jìn)行一切后期工程的基礎(chǔ)，以本公司為例，在有了基礎(chǔ)地形圖的基礎(chǔ)上，再利用支導(dǎo)線、邊角交會法等配合CASS7.0測繪軟件在CAD平臺上進(jìn)行制圖，完成后期的計(jì)算工作。3）工程放樣測量。設(shè)計(jì)單位以礦區(qū)地形圖為依據(jù)，總體規(guī)劃礦區(qū)，例如生活區(qū)、豎（斜）井井口及井塔樓位置、選場建筑位置、尾礦庫區(qū)位置、礦山道路等工程實(shí)施都要依賴于工程放樣測量。在進(jìn)行施工時(shí)，需要進(jìn)行工程量的核算，此時(shí)要進(jìn)行數(shù)據(jù)放樣，在數(shù)據(jù)采集的測量工作中，全站儀具有十分重要的作用。

3.2井下礦山工程測量。1）豎井定向。作為礦山測量過程中必需的一項(xiàng)工作，豎井定向具有較高的技術(shù)含量以及較為繁瑣的工作程序，它可以準(zhǔn)確地將地表坐標(biāo)傳入井下。結(jié)合前人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)以及個(gè)人工作經(jīng)歷，小規(guī)模的礦山在進(jìn)行豎井定向測量時(shí)，利用全站儀即可很好地完成上述測量工作，同時(shí)滿足井下測量的精度要求。豎井定向最難的是測量下傳鋼絲到井下測站點(diǎn)之間的水平距離，但通過使用全站儀免棱鏡模式和其具備的紅外線功能即可高效快捷地完成這項(xiàng)工作。當(dāng)然，較大型或超大型礦山的定向測量工作還是要使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行測量，全站儀的免棱鏡及紅外線功能可在測量前期使用，這樣能夠?qū)⒕率┕ば视行岣摺?）斜井、中段平巷的施工控制測量。除在井巷施工中進(jìn)行永久控制點(diǎn)的埋設(shè)測量之外，剩下的就是大量測設(shè)標(biāo)定中線腰線的工作，在進(jìn)行斜井施工時(shí)，標(biāo)定腰線最常用的方法為偽傾角方法，角的設(shè)計(jì)值為α，斜井方位為β，偽傾角為γ。則有tgγ=tgα﹡tgβ，在井巷工程測量中，系統(tǒng)誤差時(shí)最大的誤差來源，由于測量精度與井下貫通的質(zhì)量效果有著直接關(guān)聯(lián)，因此全站儀測量數(shù)據(jù)的自動存儲功能、儀器的對中及指向可見紅外線功，很大程度上方便了井下測量工作，有效提高了工作效率。3）工程放樣測量。井下工程放樣測量進(jìn)行最多的工作即為硐室施工（其中包括設(shè)備儲存硐室、水倉硐室以及安全躲避硐室等）、運(yùn)輸系統(tǒng)、排水系統(tǒng)的放樣控制。由于全站儀具備免棱鏡功能以及紅外可見光功能，有效降低了測量工作的強(qiáng)度。

4、使用全站儀進(jìn)行礦山測量的注意事項(xiàng)

全站儀相較于傳統(tǒng)的測量儀器具有操作方便、功能強(qiáng)、精度高、速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)。為提高全站儀的測距精度，在實(shí)際測量時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

4.1設(shè)定準(zhǔn)確的測量參數(shù)。在進(jìn)行測距時(shí)，型號不同的反光鏡設(shè)置的棱鏡常數(shù)也不同，在進(jìn)行測量時(shí)應(yīng)對反光鏡進(jìn)行反復(fù)檢查，確保匹配。在進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的記錄時(shí)，應(yīng)注意對全站儀顯示屏中的數(shù)據(jù)是斜距還是平距進(jìn)行區(qū)分；在進(jìn)行測量時(shí)還應(yīng)時(shí)刻注意輸入儀器的溫度和氣壓準(zhǔn)確與否。

4.2選用最佳導(dǎo)線的布置方案。導(dǎo)線控制測量宜用于帶狀地形地區(qū)，尤其是井下工程。在進(jìn)行測量時(shí)，應(yīng)按照相應(yīng)要求來進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。使用全站儀的程序功能夠使導(dǎo)線的測量過程更為簡潔方便。

4.3工程施工放樣。在進(jìn)行施工放樣時(shí)，也可借助全站儀的放樣功能在實(shí)地進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的測設(shè)，常采用極坐標(biāo)法來進(jìn)行，提前整理已知點(diǎn)、放樣點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)絻x器中；在進(jìn)行放樣時(shí)，必須反復(fù)檢查核實(shí)已知點(diǎn)及放樣數(shù)據(jù)，確保放樣測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。工程施工質(zhì)量的優(yōu)良離不開放樣的準(zhǔn)確無誤。

4.4其他事項(xiàng)。四等水準(zhǔn)測量在井巷工程中可以完全由全站儀高程測量來代替，在進(jìn)行測量時(shí)應(yīng)按照要求將儀器安置整平，測量時(shí)需將兩個(gè)棱鏡高度保持一致，如只用一個(gè)棱鏡會有更好的效果。在無需對棱鏡高和我儀器高進(jìn)行量取的情況下，即可獲得較好的高程測量精度。一般來說，全站儀測量的精度基本能夠滿足礦山測量中的需要，但在進(jìn)行等級測量時(shí)，觀測、檢核、記錄、平差計(jì)算等步驟仍需嚴(yán)格遵守規(guī)范要求來進(jìn)行。

5、結(jié)束語

鑒于全站儀具有較強(qiáng)的實(shí)用性，因此已在礦山測量中得到了十分廣泛的應(yīng)用，其不但能夠有效降低測量工作的強(qiáng)度，而且在提高測量工作效率的同時(shí)提高測量精度，對今后優(yōu)化礦山測量意義非凡，是未來礦山測量的主要發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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