馬珊珊

摘 要：文章針對(duì)全站儀測(cè)量在煤礦勘查過程中的技術(shù)應(yīng)用問題，從井下測(cè)量和地面測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面詳細(xì)探討了其在煤礦勘查工作中的應(yīng)用。其中，對(duì)煤礦勘查工作中全站儀的操作細(xì)節(jié)以及實(shí)際操作規(guī)范進(jìn)行了論述，希望對(duì)該項(xiàng)工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：全站儀；煤礦勘查；工程測(cè)量

中圖分類號(hào)：TD178 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）14-0041-01

測(cè)量工作是煤礦勘查和煤礦生產(chǎn)建設(shè)工作中的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性技術(shù)活動(dòng)，良好的測(cè)量數(shù)據(jù)能夠?yàn)槊旱V的開采以及生產(chǎn)提供安全指導(dǎo)和作業(yè)方向。通常，煤礦的勘查工作包括井下勘查測(cè)量以及地面勘查測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面。傳統(tǒng)的勘查工作采用了經(jīng)緯儀測(cè)角、鋼尺導(dǎo)線測(cè)量邊的方式進(jìn)行。隨著測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，全站儀開始用于煤礦的勘查工作中。全站儀，即全站型電子速測(cè)儀，是一種集合了電子測(cè)角、電子測(cè)距、計(jì)算以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于一體的測(cè)量系統(tǒng)。其能夠進(jìn)行角度測(cè)量、距離（斜距、平距，高差）測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、三維坐標(biāo)測(cè)量、交匯點(diǎn)測(cè)量以及放樣測(cè)量等多種功能，能夠很好的實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作中的一體化。在實(shí)際應(yīng)用過程中，將之應(yīng)用到煤礦的實(shí)際勘查工作中，能夠有效的簡(jiǎn)化實(shí)地測(cè)量的工作強(qiáng)度，提高測(cè)量工作精度。本文從井下測(cè)量和地面測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面詳細(xì)探討了煤礦勘查工作中相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)問題，對(duì)全站儀在煤礦勘查測(cè)量工作中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了論述。

1 測(cè)量前的準(zhǔn)備工作

全站儀使用前的準(zhǔn)備工作是保證設(shè)備正常使用，并確保使用精度達(dá)到要求的基本途徑。全站儀在使用之前，必須對(duì)數(shù)據(jù)指標(biāo)差進(jìn)行嚴(yán)格校驗(yàn)，尤其是對(duì)豎盤的讀數(shù)指標(biāo)差，應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格校驗(yàn)。通常，在較長(zhǎng)的使用周期中，一周需要對(duì)之進(jìn)行一次校驗(yàn)，一旦發(fā)現(xiàn)豎角盤左、盤右的讀數(shù)指標(biāo)差出現(xiàn)偏差，則必須對(duì)儀器進(jìn)行校驗(yàn)。

在使用過程中，要對(duì)儀器的設(shè)置位置進(jìn)行控制，對(duì)于使用環(huán)境中的非原生石板、石塊、公路、膨脹土等場(chǎng)所，一律不能設(shè)置勘查站。因?yàn)橐坏⒃O(shè)備設(shè)置在這些地方，人員的走動(dòng)、風(fēng)吹等因素都會(huì)給豎表造成3 s左右的抖動(dòng)。因此，在實(shí)際使用過程中，對(duì)設(shè)備的使用環(huán)境要嚴(yán)格控制。由于人體同樣會(huì)給設(shè)備造成影響，因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)儀器的豎角出現(xiàn)2 s跳動(dòng)，且一起的三角架設(shè)置沒問題時(shí)，可以要求周圍人員不要隨意走動(dòng)，為設(shè)備提供良好的作業(yè)環(huán)境。另外，全站儀對(duì)視線也提出了對(duì)應(yīng)的要求，必須滿足《工程測(cè)量規(guī)范》中的相關(guān)要求，測(cè)量視線必須≥1.5 m。

2 全站儀在煤礦井下測(cè)量的應(yīng)用技術(shù)

井下勘查測(cè)量因?yàn)槭艿江h(huán)境等多個(gè)方面的限制，由于照準(zhǔn)方向較少，因此在實(shí)地勘查測(cè)量過程中要對(duì)全站儀自帶的固化程序予以靈活運(yùn)用。

2.1 角度的測(cè)量

角度測(cè)量工作是煤礦勘查測(cè)量工作的基礎(chǔ)性工作，由于測(cè)量的精度將對(duì)最弱點(diǎn)與最弱邊的誤差造成影響。在角度測(cè)量過程中，全站儀開機(jī)之后進(jìn)入到測(cè)量模式中，按下角度測(cè)量按鍵，開始進(jìn)行角度測(cè)量。將儀器在O點(diǎn)設(shè)置好之后，選擇目標(biāo)A點(diǎn)，并“置零”。然后選擇第二個(gè)目標(biāo)B，此時(shí)在顯示屏中將選擇角度AOB的水平角目標(biāo)B的垂直角。

2.2 距離測(cè)量

在傳統(tǒng)的測(cè)量過程中，因?yàn)槭艿饺藶楹偷匦蔚纫蛩氐挠绊?，傳統(tǒng)的井下測(cè)量工作中存在的測(cè)量誤差較大的問題。而通過使用全站儀能夠顯著的減低誤差，提高測(cè)量的精度和測(cè)量效率。因?yàn)楣庠诖髿庵袀鞑サ倪^程中，其速度將隨著溫度、氣壓等外部環(huán)境的變化而發(fā)生變化。通常，全站儀將15 ℃、760 mmHg作為設(shè)備設(shè)置的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)的大氣改正為0 ppm。在開展距離測(cè)量工作時(shí)，為了消除溫度、氣壓等因素對(duì)被測(cè)量目標(biāo)條件產(chǎn)的影響，應(yīng)該對(duì)測(cè)量設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。因?yàn)楣庠诖髿獾膫鞑ミ^程中，其速度將隨著大氣溫度、氣壓發(fā)生變化，設(shè)置過程中需要將溫度值、氣壓值輸入，全站儀將自動(dòng)對(duì)大氣改正值進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果機(jī)械牛修正。在完成測(cè)量次數(shù)、棱鏡常數(shù)和測(cè)置模式的設(shè)置之后就能夠進(jìn)行距離測(cè)量。

2.3 坐標(biāo)測(cè)量

在已知的測(cè)點(diǎn)上將測(cè)量設(shè)備安置好之后，選擇進(jìn)入到坐標(biāo)測(cè)量模式，并將儀器高、棱鏡高、測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)、后觀點(diǎn)平面坐標(biāo)和溫度氣壓值等輸入之后，就可以開始坐標(biāo)測(cè)量工作。其中，通過輸入后視點(diǎn)平面坐標(biāo)能夠獲得后視點(diǎn)方位角，若知道方位角則可以直接輸入該值。在測(cè)量過程中，將后視點(diǎn)照準(zhǔn)之后，將該照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)，通過照準(zhǔn)站點(diǎn)的立棱鏡，按下測(cè)量鍵之后就能得到站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

2.4 定向測(cè)量

對(duì)于礦井中的工程掘進(jìn)、巷道貫通作業(yè)過程中，定向測(cè)量尤為重要。需要在工程建設(shè)過程中在巷道的中線、腰線，規(guī)格的三個(gè)參數(shù)中，選擇合適的中線，腰線標(biāo)定，從而起到對(duì)應(yīng)的貫通作用。與產(chǎn)統(tǒng)的經(jīng)緯儀相比，全站儀的屏幕讀數(shù)能夠減少標(biāo)定過程中的諸多環(huán)節(jié)，從而提高定向測(cè)量的精度。

2.5 放樣測(cè)量

在井下測(cè)量過程中，放樣測(cè)量的工程量相對(duì)較少，但是對(duì)于部分重要的工程設(shè)備安裝時(shí)，需要對(duì)各種軸線進(jìn)行放樣標(biāo)定，這對(duì)測(cè)量工作提出了較高的要求。因?yàn)槿緝x中固化了對(duì)應(yīng)的放樣程序，只需要將各項(xiàng)參數(shù)輸入之后就能夠達(dá)到放樣測(cè)量要求。

3 全站儀地面勘查測(cè)量技術(shù)

3.1 雨后天晴不宜進(jìn)行觀測(cè)

雨后天晴，尤其是在冬天山區(qū)中，因?yàn)殪F氣較大，存在較大的空氣擾動(dòng)，不宜開展對(duì)應(yīng)的工程勘查測(cè)量工作，而且地?zé)岱笤O(shè)等將導(dǎo)致視線抖動(dòng)，不宜開展地面勘查施工。另外，在清晨日出的過程中，測(cè)站與前視高差相差較小時(shí)，測(cè)站至前視方向不宜存在逆光問題，否則不能在望遠(yuǎn)鏡中看到被測(cè)目標(biāo)。

3.2 光學(xué)對(duì)中器應(yīng)用技術(shù)

全站儀以及棱鏡連接器中都有光學(xué)對(duì)中器，在實(shí)際應(yīng)用過程中可以采用快速建站的方式：對(duì)中—調(diào)平—再對(duì)中—再調(diào)平，能夠顯著提高建站速度。在對(duì)中器應(yīng)用過程中，要注意幾個(gè)問題：①將全站儀固定在初定水平的腳架上；②完成腳架的初步對(duì)中，并使用腳螺旋進(jìn)行精確對(duì)中；③應(yīng)用腳螺旋精確居中長(zhǎng)氣泡；④逐步松開一起與腳架之間的固定螺栓，并輕推儀器基座進(jìn)行精確對(duì)中；⑤反復(fù)進(jìn)行精平、對(duì)中操作，完成建站工作。

3.3 視距測(cè)回?cái)?shù)

按照相關(guān)操作規(guī)范，在進(jìn)行視距測(cè)量的過程中，要進(jìn)行四測(cè)回操作，且每次測(cè)回的讀數(shù)四次平均之后，再將三測(cè)回的讀數(shù)平均處理之后作為視距測(cè)量的讀數(shù)。但是，在實(shí)際的測(cè)量過程中，因?yàn)槿緝x的測(cè)距精度相對(duì)較高，且在記錄角度測(cè)量讀數(shù)過程中所耗費(fèi)的時(shí)間較少，所以只需要保證測(cè)量過程中視線不受干擾，視距每次的讀數(shù)基本都不會(huì)改變，一般一個(gè)測(cè)回就能夠滿足要求。因此，在實(shí)際測(cè)量過程中可以根據(jù)每次測(cè)回的讀數(shù)情況合理選擇測(cè)回次數(shù)。

3.4 其他操作技術(shù)細(xì)節(jié)

在全站儀的使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)儀高、棱鏡高測(cè)量精確度不足的問題。根據(jù)測(cè)量規(guī)范的相關(guān)要求，棱中心與基座采用游標(biāo)卡尺測(cè)量之后，將之作為固定值進(jìn)行記錄，測(cè)量過程中使用鋼卷尺對(duì)基座以下的部分進(jìn)行測(cè)量，兩者數(shù)值的和作為鏡高。但是在實(shí)際的操作過程中，對(duì)儀高（鏡高）進(jìn)行測(cè)量時(shí)，通常存在著直接從測(cè)樁中心到棱鏡進(jìn)行測(cè)量的為，或者將直線按曲線進(jìn)行測(cè)量，這種方式都是不準(zhǔn)確的。其次，按照測(cè)量規(guī)范中對(duì)視線的傾角的要求，全站儀操作過程中必須保證傾角角度<15 ？觷。但是，在實(shí)際的操作過程中通常難以達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際操作過程中通常存在著2 ？觷左右的誤差，這對(duì)實(shí)際的測(cè)量精度影響并不大。對(duì)于采用全站儀獲得的測(cè)量結(jié)果，必須通過現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行檢驗(yàn)。由于整個(gè)計(jì)算過程相對(duì)比較復(fù)雜，因此在測(cè)量過程中必須采用計(jì)算機(jī)結(jié)合計(jì)算軟件對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。另外，當(dāng)使用CAD幾何作圖法對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要對(duì)平面控制測(cè)量中控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，整個(gè)計(jì)算過程相對(duì)較為復(fù)雜，通常可以使用CAD幾何作圖法預(yù)先得到各邊的長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)角，之后再查詢得到端點(diǎn)坐標(biāo)值。

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