全站儀在井下測量中的合理運用

雷洋

摘 要：在井下測量工作中傳統(tǒng)用到的測量工具包括經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀，隨著當(dāng)前井下工作量不斷加大且遇到的地址環(huán)境也更加復(fù)雜，因此作為全新科技儀器工具的全站儀運用而生。全站儀自身具有測量精度高、測量操作簡便等優(yōu)勢，不僅有效減輕了相關(guān)工作人員的勞動強度，同時也有效提高了井下測量工作的精度和效率。本文針對井下測量工作的特點進行分析，探索全站儀的合理運用方式與維護方法。

關(guān)鍵詞：井下測量;全站儀;合理運用;策略分析

我國社會正處于深化改革階段，各行各業(yè)的發(fā)展都必須依托于現(xiàn)代化的管理技術(shù)以及先進的儀器工具，在礦產(chǎn)資源開采領(lǐng)域更加強調(diào)工作的精準(zhǔn)性和生產(chǎn)的規(guī)范性，因此井下測量需的提高測量精度及工作效率。全站儀在普及使用之前，井下普遍使用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)配合鋼尺測量，但是由于井下黑暗、潮濕、噪音大，粉塵多、視野不好，所以傳統(tǒng)的測量方式常常誤差較大，而全站儀則集合了角度測量、距離測量、放樣測量等諸多功能于一身，極大提高了井下測量精度和工作效率，同時也能更好的適應(yīng)井下特殊工作環(huán)境。

一、全站儀與井下測量的概述分析

（一）井下測量的特點

井下測量的主要工作是以巷道為主要對象，而測量任務(wù)都是確定不同工作面或巷道的坐標(biāo)及高程，同時這些測量數(shù)據(jù)也是井下工作的前提條件。當(dāng)前的井下巷道測量主要是以導(dǎo)線測量為主，主要可分為直導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線以及復(fù)合導(dǎo)線，在施工前的測量主要以織導(dǎo)線為主，巷道打通以后進行聯(lián)合測量才會用閉合導(dǎo)線及符合導(dǎo)線。井下工作面較為狹窄，各種機械車輛在其中運行，同時由于內(nèi)部光照及通風(fēng)效果不好，因此測量工作也會受到諸多阻礙，加上環(huán)境黑暗潮濕，會給測量工作帶來諸多影響，同時井下測量對于精度要求較高，一旦產(chǎn)生偏差可能導(dǎo)致井下巷道貫通出現(xiàn)問題，不僅會造成經(jīng)濟成本的增加，同時還可能發(fā)生安全事故，目前井下測量通常采用“后前前后”的測量方式，而導(dǎo)線點則布置在巷道頂面，對頂點掛繩進行對中測量[1]。

（二）全站儀的使用特點

全站儀（Electronic Total Station），顧名思義全稱為全站型電子測距儀，是集合了光、電、機為一體的高科技測量儀器，在水平角、垂直角、距離高差等方面具有測繪功能，相較于傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀，將其光學(xué)度盤換為了光電掃描鍍盤，減少了讀數(shù)誤差，并且一次安置儀器后就可完成測站上的全部測量工作，因此被較多的應(yīng)用在建筑及地下工程領(lǐng)域當(dāng)中。全站儀的使用特點主要包括以下幾個方面：首先，只進行一次照準(zhǔn)反射棱鏡在測量水平角、豎直角以及斜距時，測量后得出的數(shù)據(jù)可以直接進行數(shù)據(jù)計算，能夠得出平面坐標(biāo)及高程數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)和計算結(jié)果均可保存在儀器當(dāng)中。其次，全站儀的測量主機與通信接口可以進行數(shù)據(jù)交換，以此實現(xiàn)了測量與計算設(shè)備的有效結(jié)合，同時儀器內(nèi)部含有微處理器，能夠?qū)?shù)據(jù)進行計算，并形成了一套屬于自身完整的測量測繪系統(tǒng)。最后，測量器械在井下工作時不免會受到各種各樣因素影響，因此會產(chǎn)生較大誤差，而全站儀本身具有雙軸補償系統(tǒng)，可以對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行自我修正，尤其在橫軸與豎軸上的傾斜方面有較好的修正能力[2]。

（三）全站儀的選購注意事項

首先，全站儀的選購不僅要查看儀器的功能、型號及精準(zhǔn)度，各方面標(biāo)準(zhǔn)要與工作實際情況需求相吻合，同時由于井下工作具有一定的危險性，因此全站儀必須具有防爆功能，否則不緊不允許帶到井下，同時還可能在使用過程中產(chǎn)生危險。如果在門店進行全站儀購買，一般不會帶有防爆功能，需要相關(guān)工作人員提前向廠家訂購，另外井下測點一般設(shè)在巷道頂端，因此全站儀必須有鏡上中心，以適應(yīng)井下測量點的對中需求。其次，井下測量須將棱鏡架設(shè)在向到頂端，但是懸掛后的棱鏡會受到空氣流動以及繩索自身旋轉(zhuǎn)的影響，為了更好的對棱鏡進行穩(wěn)定加固，需選購360度反射棱鏡，也就是常說的萬象棱鏡，這種棱鏡可以方便測量人員進行反射中心對準(zhǔn)，即便受到空氣流動及上部繩索影響產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，也能夠反射信號。

二、全站儀的合理化運用分析

（一）四架法與三架法綜合運用

井下測量工作需注重工作效率，提高準(zhǔn)確性，采用四架法與三架法綜合運用的方式可以有效減少工作量，同時對于平面控制測量具有較高的利用效率，尤其對于測量規(guī)模較大的測量工作，采用四架法進行傳遞功能，而用三架法測量導(dǎo)線，能有效的讓測量時長縮短[3]。

（二）井下采用兩架法導(dǎo)線測量

兩架法與三架法在測量手法上有諸多相似之處，但是由于操作更加便捷，因此適用于測量工作量不大的任務(wù)，其不同之處在于兩架法后視并非運用架腿，而是用吊掛線繩代替，但是前視依然通過架腿架設(shè)棱鏡實施測量。相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)測量實際情況和測量條件進行選擇，注重兩架法與三架法的各自優(yōu)勢。

（三）充分重視全站儀的數(shù)據(jù)記錄功能

相較于傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀而言，全站儀不僅測量精度更高，同時還有相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄功能，實現(xiàn)了測量與計算的高效結(jié)合，因此相關(guān)工作人員應(yīng)充分重視全站儀的數(shù)據(jù)記錄功能，對水平角、垂直角以及斜距等數(shù)據(jù)進行高效記錄并自動存儲，對整個測量項目進行“全視野”審視，但同時也要注重數(shù)據(jù)測量記錄功能的不足，例如無法在觀測過程中使用“后前前后”的觀測技術(shù)。

（四）合理運用全站儀的其它功能

由于全站儀與信息化技術(shù)的完美結(jié)合，因此除了上述的功能外還有其他功能，例如，其中的坐標(biāo)進行正算和反算，對于井下開口測量控制具有十分的便捷功效。另外，在新道口開口標(biāo)定時，還可以利用全站儀的后視方位輸入功能，將水平角進行自動調(diào)整，減少了傳統(tǒng)測量工作中的撥角計算，有效提高了測量精度，也節(jié)省了時間，對于新巷道開口工作效率提升具有積極性意義[4]。

三、全站儀的合理化維護分析

全站儀對于井下測量具有非常積極性的作用，也是測量工作人員重要的工具，對于全站儀的選購要根據(jù)自身的需求進行綜合考慮，而且也要在井下合理化運用，同時全站儀在井下疏于特種環(huán)境，作業(yè)因此需要提高相關(guān)工作人員的維護意識，并在維護過程中按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程進行操作，以此提高全站儀的使用壽命以及使用精度。

（一）建立全站儀檔案資料

全站儀根據(jù)使用要求以及進入要求有不同的型號，而且適用于不同的工作環(huán)境，因此相關(guān)工作人員應(yīng)該為每一臺全站儀建立相應(yīng)的檔案卡，檔案卡不僅要記錄全站的自身使用特點以及使用說明，同時還要對全站儀的維修及維護過程進行詳細(xì)記錄，這樣有利于全站儀的后期保養(yǎng)，同時也能針對全站儀出現(xiàn)的問題進行快速問題分析查找，此提高全站儀的使用效率，并能根據(jù)前站儀的工作狀態(tài)進行任務(wù)分配。

（二）采用正確的拿、取方式

全站儀屬于精密儀器，因此在拿、取過程中必須采用正確的方式方法，否則可能會對全站儀造成損壞。首先，開箱后提取全站儀要先事先觀察全站儀的擺放位置和方式，以便于后期歸箱時能夠正確擺放。其次，在安裝全站儀時必須握住提手將儀器從箱中取出或放入箱中，另一只手要握住全站儀的底托，不可拿取全站儀的其他部位，否則會影響全站儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而降低全站儀精度。最后，當(dāng)全站儀使用完畢后，先蓋上物鏡罩，并清潔表面浮塵，按照開箱時的擺放位置進行各部件入箱，關(guān)閉箱蓋時不易太用力，而是應(yīng)該注重各部位是否貼合，防止關(guān)蓋時損害儀器。

（三）注重全站儀的震動損傷

全站儀屬于精密儀器，因此不恰當(dāng)?shù)恼饎樱赡軗p害儀器內(nèi)部的精密零件，例如在架設(shè)全站儀時，三腳架盡可能選置木制結(jié)構(gòu)，因為金屬結(jié)構(gòu)在產(chǎn)生振動時具有較大的振幅，本身缺乏材料彈性，不僅會影響測量精度，同時還會損傷全站儀。全站儀裝箱前應(yīng)先將水平螺旋以及各制動進行復(fù)位，并扣好安全帶，在運輸過程中盡量保持全站儀連同三腳架垂直放置，在升井和入井乘車過程中要做到人不離機，并保證全站儀箱子靠貼在松軟物品上，防止顛簸時造成損壞[5]。

（四）注重全站儀的清潔

全站儀中的光學(xué)元件較為敏感，因此要保持其清潔程度，相關(guān)使用人員和保管人員不得用手直接觸碰儀器中的敏感部件，如果鏡頭、反光鏡、目鏡的光學(xué)原件出現(xiàn)灰塵，應(yīng)該使用干凈干燥的毛刷進行浮沉，然后再用無絨毛布藝蘸取酒精或乙醚溶液進行擦拭，清洗全站儀的箱子也要用相同的方法進行清理。另外，全站儀在使用后，升井放在干燥通風(fēng)處進行清潔保存，不得直接放在日照直射的區(qū)域，要保持儀器箱內(nèi)干燥，如果自然條件不允許，可在箱內(nèi)放置干燥劑并及時進行更換，同時放置儀器時要擺列整齊，不得隨意倒置。如果井內(nèi)、外的溫差較大，需要開箱后讓儀器有一個溫度過渡過程，不能立即開箱后使用。

結(jié)語：綜上所述，全站儀屬于高精度的測量工具，相較于傳統(tǒng)的測量儀器，有著諸多優(yōu)點，不僅有效的提高了測量工作效率，同時也降低了測量工作人員的工作強度。因此相關(guān)工作人員應(yīng)充分了解井下測量與全站儀的使用特點，按照科學(xué)的方式進行選購，注重井下的合理化運用手段，并對全站儀進行多元化的維護，以保證全站儀的精準(zhǔn)度和精密度。

參考文獻：

[1]張旭.全站儀在井下導(dǎo)線測量中的應(yīng)用及其精度分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2020（14）：4153.

[2]祁公團，王浣塵.全站儀為井下測量技術(shù)革新帶來的幾點思考[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2019（1）：47，117.

[3]戴立佳.全站儀在井下導(dǎo)線測量中的應(yīng)用及精度分析[J].能源與節(jié)能，2017（1）：136-137.

[4]史新科，晉藝祥.井下全站儀測量中應(yīng)注意的事項[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017（12）：13-14.

[5]解運鋒.全站儀支導(dǎo)線在井下測量中的精度估算與布測[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（11）：51-52.

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