全站儀及貫通誤差預(yù)計(jì)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

葛 琳

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局八〇一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，山東 濟(jì)南 250014）

以往的礦山測(cè)量方法需要耗費(fèi)較大的人力物力來進(jìn)行，并且不能夠做到高效測(cè)量，而就目前而言其精度也不能完全滿足需要，所以使用全站儀就能夠大大減少干擾因素的影響，提升了礦山測(cè)量的精度，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1 全站儀和貫通誤差預(yù)計(jì)的含義

1.1 全站儀

全站儀實(shí)際上是一種比較新型的測(cè)量?jī)x器，其能夠?qū)崿F(xiàn)將激光技術(shù)、機(jī)械和微電子技術(shù)相互結(jié)合，也就是俗稱的光機(jī)電一體化，同時(shí)融入計(jì)算機(jī)信息技術(shù)來幫助工作人員進(jìn)行高效處理工作，在測(cè)距、側(cè)高差和測(cè)水平角與垂直角功能的實(shí)現(xiàn)上提供了較大的幫助[1]。并且使用便捷，只需要將儀器一次安裝完成，然后學(xué)習(xí)基本操作，就可以完成全部的測(cè)量工作[2]。

1.2 貫通誤差預(yù)計(jì)

在礦山測(cè)量工程被貫通之前，針對(duì)測(cè)量中的貫通誤差需要提前采取一定的預(yù)防措施，以免后期因?yàn)榫葐栴}產(chǎn)生損失，在貫通誤差中主要包含高程與水平誤差兩個(gè)部分，高程誤差主要是因?yàn)榈孛婧偷叵赂叱虦y(cè)量不精確所引起的，而水平誤差則是由于地面控制與地下導(dǎo)線測(cè)量不精確而導(dǎo)致的。在大型工程中大部分施工單位也會(huì)利用全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)平面的控制，或者是配合脫落全站儀來完成工作。

2 全站儀在礦山測(cè)量中的具體應(yīng)用

2.1 實(shí)例分析

在我國某礦山，因?yàn)樵陂_采過程中出現(xiàn)井下溫度太高的情況，原來的通風(fēng)系統(tǒng)已經(jīng)不足以解決這一個(gè)問題，所以就需要將其中的A、B兩個(gè)礦井進(jìn)行貫通，以求能夠?qū)崿F(xiàn)通風(fēng)，而A為北主斜井，B則為西回風(fēng)斜井，這兩個(gè)礦井再未開始貫通之前是相互分開的，而貫通想到總共長(zhǎng)為2524米，整體呈現(xiàn)半圓拱形，寬度為2.85米，斜長(zhǎng)則為480米，高程已經(jīng)知道分別在1640米和1608米作用。

2.2 平面和高程控制測(cè)量

該工程所使用的全站儀在測(cè)量中能夠做到將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄和保存的工作。因?yàn)榫嘛L(fēng)流不會(huì)影響到棱鏡，所以就將棱鏡作為觀察目標(biāo)，以降低測(cè)距和測(cè)腳方面的讀錯(cuò)率和記錯(cuò)率，并且這些數(shù)據(jù)都可以直接輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中進(jìn)行比對(duì)，幫助工作人員進(jìn)行進(jìn)一步研究。

2.3 井下高程測(cè)量

井下高程測(cè)量需要按照五等電磁波測(cè)距三角高程的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，在巷道掘進(jìn)的過程中，主要運(yùn)用全站儀來進(jìn)行腰線的標(biāo)定，在挖掘到300米到800米作用的時(shí)候，針對(duì)永久導(dǎo)線點(diǎn)和永久水準(zhǔn)點(diǎn)的高程來進(jìn)行以此測(cè)量，一直運(yùn)用上述方法進(jìn)行向前測(cè)設(shè)，知道巷道已經(jīng)挖掘到頭外12米至18米之間。

2.4 井下平面測(cè)量

因?yàn)樵O(shè)計(jì)圖紙已經(jīng)給出了相應(yīng)的坡度、方向和控制點(diǎn)，所以在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的過程中就需要根據(jù)工程要求和現(xiàn)場(chǎng)條件來使用全站儀的測(cè)設(shè)方向和三角高程，其所運(yùn)用的基本控制導(dǎo)線需要采取十五分導(dǎo)線，在巷道中也要鋪設(shè)上三十分的導(dǎo)線作為掘向依據(jù)。

2.5 井下高程導(dǎo)入

導(dǎo)入高程所說的就是將地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的高程經(jīng)過豎井或者斜井來傳遞到井下高程測(cè)量起點(diǎn)之上，本工程主要是用斜井導(dǎo)入來進(jìn)行的。首先將全站儀用于兩點(diǎn)間的角度和傾斜長(zhǎng)度的測(cè)量，然后再通過三角原理將兩點(diǎn)之間的高車進(jìn)行計(jì)算，最后針對(duì)傾斜巷道里的水準(zhǔn)點(diǎn)和永久導(dǎo)線點(diǎn)高程來進(jìn)行測(cè)定。

3 貫通誤差預(yù)計(jì)在礦山測(cè)量中的具體應(yīng)用

3.1 誤差分析

在測(cè)量過程中也有可能會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，其主要原因有三個(gè)，首先就是全站儀系統(tǒng)自身在瞄準(zhǔn)時(shí)產(chǎn)生的誤差，其次，因?yàn)榭諝馔该鞫?、儀器下沉或者外界環(huán)境影響的問題，容易使得全站儀在測(cè)量時(shí)產(chǎn)生輕微的擺動(dòng)從而產(chǎn)生誤差，最后，在井下水準(zhǔn)管居中方面可能會(huì)存在一定的誤差。針對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)也需要做好相應(yīng)的掛牌管理，以確?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員不會(huì)出現(xiàn)失誤，針對(duì)每一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)都做好標(biāo)志提醒，而且在貫通距離只剩下二十米左右的時(shí)候就可以采用小斷面掘進(jìn)的方式來進(jìn)行，從而整體提升貫通段的巷道質(zhì)量。

3.2 誤差參數(shù)確定和預(yù)計(jì)

因?yàn)樵谪炌ㄟ^程中，巷道的垂直角處于較小的情況下，所以為了保證儀器測(cè)鏡的精確就必須將測(cè)距誤差控制到一毫米之內(nèi)，而又因?yàn)樵跍y(cè)量中通常使用的也是電磁波測(cè)距三角高程測(cè)距方法，所以垂直角中誤差與大氣垂直折光中誤差也就處于比較關(guān)鍵的位置，其垂直角中誤差需要在二分的范圍以內(nèi)，而大氣垂直折光中誤差則是要在0.05以內(nèi)。運(yùn)用電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量公式mh=±0.025S，其中S代表地面三角高程與山下平巷高程測(cè)量的路線總長(zhǎng)度，而K點(diǎn)在高程上的預(yù)計(jì)誤差公式則為MHK=±0.052=±0.038m，完全符合設(shè)計(jì)精度。

3.3 高程測(cè)量方案注意點(diǎn)

針對(duì)所有的誤差來源來加以排查和分析，就可以發(fā)現(xiàn)水準(zhǔn)測(cè)量與高程導(dǎo)入的重要性，如果想要將高程測(cè)量中的誤差盡可能地降低，就需要測(cè)量人員能夠嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待工作，注重細(xì)節(jié)，保證在測(cè)量瞄準(zhǔn)過程中不會(huì)出現(xiàn)偏差，同時(shí)水準(zhǔn)管的氣泡也要位于居中位置，以及確保巷道中的照明條件能夠符合相關(guān)要求。

3.4 平面測(cè)量方案注意點(diǎn)

針對(duì)巷道貫通之后的連接處的閉合貫通測(cè)量導(dǎo)線來進(jìn)行判斷誤差。

測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果能夠滿足工程所要求的在水平方向上的語句誤差，所以是符合相關(guān)規(guī)定的，該項(xiàng)技術(shù)存在比較強(qiáng)的可行性的原因在于，其采用的主要是全站儀測(cè)設(shè)，其導(dǎo)線的輻射也是根據(jù)實(shí)際情況與工程實(shí)際需要來進(jìn)行安排的，所以總體能夠滿足巷道的貫通精度。

4 結(jié)語

因?yàn)樨炌ㄕ`差預(yù)計(jì)本身設(shè)計(jì)到礦產(chǎn)挖掘的安全性，全站儀雖然已經(jīng)具備了比較多的優(yōu)勢(shì)，但是綜合系統(tǒng)和地形地質(zhì)條件方面的問題，如果沒有貫通誤差估計(jì)的幫助就會(huì)比較容易產(chǎn)生測(cè)量誤差，所以為了保證礦山測(cè)量的安全性，就必須結(jié)合全站儀和貫通誤差預(yù)計(jì)二者的優(yōu)勢(shì)來進(jìn)行優(yōu)化工作，為降低誤差做好充分的準(zhǔn)備以提高效率。