全站儀在礦山井下測量中的應用

吳廣輝

摘? 要：全站儀是我國當前最為常見的測量儀器，基于其棱鏡和較為完善的紅外線功能被廣泛的應用在我國的礦山測量工作中。為此，下文就全站儀的簡單概述以及在礦山井下測量中的應用方面進行了分析。

關鍵詞：全站儀;礦山測量;應用

1引言

新時期下，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，我國的礦山工程數(shù)量也在逐年增加，礦山測量作為礦山施工的重要組成部分，對于保證礦山施工的質(zhì)量和效率等方面有著至關重要的現(xiàn)實意義。因此，我國礦山測量單位需要加強對全站儀的分析，明確全站儀的工作原理和主要功能，進而實現(xiàn)其在我國礦山測量工作中的更好應用，促進我國礦山工程的發(fā)展【1】。

2全站儀的簡單概述

2.1全站儀的概念

全站儀從概念上來指的是集測距儀、電子經(jīng)緯儀的優(yōu)點于一體的一種測量儀器，其在實際應用的過程中，操作較為簡單，且功能也較為完善。全站儀和我國傳統(tǒng)的測量工具相比較，在角度測量、距離測量以及三維坐標測量等各個方面，其測量水平都較高。而且，從全站儀的外形上來講，其具有較為堅硬的外殼，可以在任何氣候條件下進行工作，因此，全站儀在我國礦山測量工作中的應用也越來越廣泛，其測量精確度也較高。

2.2全站儀的工作原理和功能

全站儀在實際應用的過程中，其工作原理是利用測距儀的優(yōu)勢特點，并在角度測量工作中結(jié)合了經(jīng)緯儀的操作優(yōu)點，然后再利用新時期下的計算機自動處理系統(tǒng)，對測量數(shù)據(jù)進行有效的處理，最終得出較為精確的測量數(shù)據(jù)。

從功能上來講，全站儀主要具有以下幾個方面的功能。第一，測點數(shù)據(jù)的采集功能。具體解釋為可以對需要測量的目標三維坐標進行測量，并實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的收集和整理;第二，工程放樣功能。利用全站儀，可以對設計的數(shù)據(jù)和要求，在測量過程中進行有效的落實;第三，記憶功能。全站儀的記憶功能主要體現(xiàn)在利用計算機將多個測點的測量技術(shù)進行有效的記錄和儲存，在應用過程中不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象【2】。

2.3全站儀的優(yōu)勢優(yōu)點

3全站儀在礦山井下測量中的應用

3.1懸高測量

礦山在實際的測量過程中，經(jīng)常會遇到露天的礦山測量，在這個過程中，由于礦山臺階較高，普遍的棱鏡無法達到測量現(xiàn)場，這個時候，測量單位就可以利用全站儀進行測量，利用全站儀獨特的棱鏡測量功能，對礦山進行有效的懸高測量。

3.2礦山井下的豎井定向

礦山在實際開采的過程中經(jīng)常會遇到豎井，如圖2所示，尤其是煤礦山的開采。因此，豎向定向也是我國礦山測量工作的重要環(huán)節(jié)，在這個環(huán)節(jié)中，工作人員利用全站儀可以實現(xiàn)豎井定向。具體的測量流程為：第一，工作人員在實際的測量過程中，需要利用全站儀將地表位置坐標準確傳入井下。對于一些小型的煤礦來講，工作人員需要借助于全站儀進行豎井定向，完美完成豎井定向工作，并確保井下的測量精度;第二，礦山井下的豎井定向測量工作中，較難的環(huán)節(jié)是測量下傳鋼絲與井下測站點之間水平距離，通過利用全站儀，工作人員可以利用全站儀的免棱鏡和紅外線工作模式，進行下傳鋼絲與井下測站點之間水平距離的確定，以此來提高礦山井下的豎井定向測量工作的效率和質(zhì)量。

3.3工程放樣測量

礦山井下測量工作有時候需要進行地表的放樣工作，通常情況下，礦山井下放樣工作都是在井下排水系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)以及酮室項目施工過程中進行的。工作人員通過利用全站儀的巨大的免棱鏡和紅外線測量功能，可以有效降低工程放樣工作的強度，并提高測量精度。

3.4進行距離和角度的測量

在礦山井下測量工作中，工作人員還可以利用全站儀進行距離和角度的測量，例如，在進行巷道的距離和角度測量過程中，工作人員就可以利用全站儀，將其安置在巷道中，進而測量得出較為準確的距離和角度數(shù)據(jù)。除此之外，全站儀和一般的測量工具相比較，還具有一定的輔助功能，可以對礦井內(nèi)氣壓和溫度變化造成的測量誤差進行自動的修正，以此來提高測量精確度。

3.5井下采場收方

在礦井的井下采場收方工作中，工作人員利用全站儀，可以在井下采場測設碎步點，并在CAD展繪成圖，繪制間隔5m的小剖面，同時，工作人員還可以在CAD里觀察到剖面的面積S，按照V=5（S1+S2）/2來計算各個剖面的空間體積，再加上采場開口和尾部的體積，減去已掘進的巷道體積，從而得出收方量，為采場采出礦量提供結(jié)算依據(jù)【3】。

具體應用案例。以良礦+117中段采場為例，在這個采場中，工作人員需要選擇合適的站點架設全站儀，然后測設碎步點，包括采場開口位置、采場邊界以及采場的頂板、底板高程點。該采場是一個小采場，通過全站儀共測取了27個點位。在CAD里把這27個點位展開，結(jié)合現(xiàn)場實際情況連線繪制出采場形狀。然后每間隔5m切割采場，圖1中左邊2、3、4、5、6、7均為間隔5m的剖面線。而剖面線2并未經(jīng)過采場不予計算，由此繪制出圖3中右邊的3、4、5、6、7共五個剖面圖。最終在CAD里直接查看五個剖面圖中的面積，按照公式V=5（S1+S2）/2，算出3至7剖面的體積V=1050.2m3，而采場開口及尾部位置的體積為30.0m3，已掘進的巷道體積為44.0m3，因此，該采場的收方量為：1050.2+30.0-44.0=1036.2m3

4結(jié)束語

綜上所述，全站儀和我國傳統(tǒng)的測量工具相比較，具有較多的優(yōu)勢，因此，礦山井下測量單位也需要加強對全站儀測量的分析和研究，將其更好的應用在礦山井下測量工作中，提高礦山井下測量工作的效率，促進我國礦山開采的發(fā)展。

參考文獻

[1]? 田成玉.全站儀在礦山井下測量中的應用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（13）.