徠卡S910測距儀在井下測量中的應(yīng)用*

鄧蘇龍 楊元東 王 源

(包頭鑫達黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 包頭014060)

經(jīng)過一個多月對徠卡S910測距儀(以下簡稱測距儀)的研究試用，發(fā)現(xiàn)測距儀的相對坐標測量功能在井下測量中應(yīng)用廣泛、可靠，由于測距儀本身質(zhì)量較小、操作簡便，測量精度可靠(如下圖1所示)，能夠大大地減輕勞動強度、減少工作時間，在特定條件下采用測距儀測量較傳統(tǒng)測量方式優(yōu)勢明顯。現(xiàn)將測距儀在井下測量中的具體應(yīng)用介紹如下。

圖1 操作界面

1 相對坐標測量功能簡介

利用測距儀相對坐標測量功能可以直接得到所需點位相對坐標(如下圖2所示)，將所得到的相對坐標數(shù)據(jù)以dwg格式儲存到測距儀硬盤。硬盤中的數(shù)據(jù)文件可以利用數(shù)據(jù)線與計算機連接，用計算機安裝的CAD軟件可以直接打開測距儀硬盤所儲存的dwg格式文件，測距儀硬盤可以儲存20個dwg格式文件，每個dwg文件可以儲存30個點坐標數(shù)據(jù)。

圖2 應(yīng)用場景

2 在平巷及穿脈測量中的應(yīng)用

2.1 測量前的準備工作

在進行平巷及穿脈測量前，首先要進行儀器的架設(shè)(將儀器架設(shè)在與兩個已知點通視的位置，距兩個已知點距離不宜大于50米)與整平，整平時要求測距儀橫向與縱向傾角不得大于5°。

在測距儀架設(shè)和整平結(jié)束后，啟動測距儀相對坐標測量功能，在測量開始前，測距儀進行整平自檢，自檢不合格時，需重新整平儀器，直到合格為止。

2.2 測量方法及解算方法

在進行相對坐標測量過程中，測量的點位坐標中至少有兩個點的坐標是已知的，并在記錄本上記錄好已知點的測量點號。在測量外業(yè)完畢后，將測距儀硬盤儲存的dwg文件傳輸?shù)接嬎銠C，通過CAD軟件打開dwg文件，通過對任意兩個已知點的數(shù)據(jù)與測距儀測的已知點數(shù)據(jù)(方位和距離)進行解算，經(jīng)過對測距儀儲存的dwg圖形進行旋轉(zhuǎn)和移動，從而得到所需點位的真實坐標。

2.3 測量精度及工作效率

為了檢驗徠卡S910測距儀測量精度，經(jīng)過多次對井下已知控制點(兩個控制點距離一般小于50米)進行了坐標測量，測量的控制點點位誤差一般小于10mm，適用于平巷及穿脈碎步測量，對于控制點點位坐標測量最好利用全站儀進行測量。

在進行平巷及穿脈碎步測量時，徠卡S910測距儀工作效率優(yōu)勢明顯。對一個20米的穿脈利用全站儀進行碎步測量時，大約需要20分鐘，利用徠卡S910進行測量時，只需10分鐘就可以完成測量工作，而且徠卡S910測距儀本身質(zhì)量輕便，操作簡便，極大地減輕測量人員的工作強度。

2.4 注意事項

測距儀在進行相對坐標測量時，測量的第一個點Z坐標是零，以后每個點的Z坐標是相對于第一個點的高差，所以在進行測量時，測量的第一個點最好是已知點，在內(nèi)業(yè)計算時方便計算各個點的Z坐標。在測量完畢時要切記進行數(shù)據(jù)保存。

3 在緩傾斜礦體礦房測量中應(yīng)用

3.1 應(yīng)用場景

現(xiàn)階段鑫達公司緩傾斜礦體采礦方法一般利用全面法進行采礦，在進行測量驗收時，傳統(tǒng)方法是利用皮尺配合羅盤進行導(dǎo)線測量，測出礦房的平面面積，用普通測距儀測量礦房的采幅。在進行采幅測量時，礦房底板往往有渣，測量時不能測出礦房的真實采幅，驗收的礦量與實際礦量有所偏差。待礦房采礦結(jié)束，礦房內(nèi)礦石出凈，進行驗收測量時，需要測量人員進入礦房內(nèi)進行采幅測量，礦房空頂暴露面積太大，測量過程中存在著較大的安全隱患。徠卡測距儀可以免棱鏡打點測量，減少人員暴露在采場中時間，提高了測量作業(yè)安全性。

測距儀在進行緩傾斜礦體礦房時，測量的方法大致與平巷及穿脈測量方法相同。首先進行礦房的水平輪廓測量，然后沿礦體的傾向進行剖面測量，剖面測量是將礦房的頂板、底板的特征點沿礦體傾向方向進行坐標測量，測距儀內(nèi)部軟件會自動生成剖面圖(剖面方向是沿第一個測點和第二個測點的連線方向)。

在測量外業(yè)結(jié)束后，內(nèi)業(yè)利用計算機CAD軟件對測距儀儲存的文件進行編輯、查詢等操作，從而進行礦房采礦量的計算。

3.2 與傳統(tǒng)方法相比較的優(yōu)缺點

利用徠卡S910測距儀進行緩傾斜礦體礦房驗收測量與傳統(tǒng)方法相比較的優(yōu)點：利用測距儀進行測量時，無需進入礦房危險區(qū)域，只需在礦房的安全區(qū)域架設(shè)儀器通過測距儀免棱鏡進行測量，大大地提高了測量作業(yè)的安全性；傳統(tǒng)測量精度高，提高了驗收的準確性；測距儀測量原始數(shù)據(jù)不支持修改，確保了驗收的公平性。缺點：測距儀測量傾角范圍為：-40°到+80°，如果礦房傾角(大于35度)較大時，測量時需要將儀器架設(shè)在礦房中下部，從下向上進行測量。

4 在急傾斜巷道(天井)測量的應(yīng)用

4.1 應(yīng)用場景

在進行急傾斜巷道測量及通過急傾斜巷道進行采區(qū)定向測量時，一般使用礦用經(jīng)緯儀或測角儀測量導(dǎo)線。如懸掛式經(jīng)緯儀、輕便型經(jīng)緯儀或帶有目鏡棱鏡、偏心望遠鏡等附件的經(jīng)緯儀進行測量。

若導(dǎo)線邊所通過的巷道成彎曲狀，測量作業(yè)周圍沒有磁場影響的情況下，一般利用羅盤配合皮尺進行測量，由于作業(yè)場所的限制，測量作業(yè)比較困難，測量精度也難以保證，一直是井下測量的難題。

經(jīng)過研究和試用，發(fā)現(xiàn)徠卡S910測距儀配合發(fā)明的測距儀支架(如圖3，已申請專利)可以進行彎曲狀的急傾斜巷道測量，導(dǎo)線全長相對閉合差小于1/4000，滿足井下測量15秒級導(dǎo)線測量要求，測量方法與前面介紹的平巷測量方法相同。

圖3 測距儀支架

4.2 與傳統(tǒng)方法相比較的優(yōu)缺點

利用徠卡S910測距儀進行急傾斜巷道測量與傳統(tǒng)方法比較的優(yōu)點：質(zhì)量輕便、操作簡便，降低了勞動強度，提高了作業(yè)安全系數(shù)；測量精度較高，對于一個50米的天井利用羅盤導(dǎo)線進行貫通測量時，一般貫通誤差為1～2米(對多個天井進行貫通測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計所得)。利用S910測距儀對東13號脈914天井貫通后貫通點通過上下中段控制點進行坐標測量，測得的點位誤差為5厘米。缺點：測量作業(yè)時測距儀不能顯示出指示方位，不利于現(xiàn)場工作指導(dǎo)。

5 結(jié)論

徠卡S910測距儀經(jīng)實踐用于平巷及穿脈工程測量、緩傾斜礦體(35°傾角以下)礦房測量、急傾斜巷道(天井)測量，測量效率大幅提升、操作輕便、數(shù)據(jù)可靠，可以在公司推廣使用。