張紅旭

（云南楚雄礦冶有限公司，云南 楚雄675000）

0 前言

在礦山建設中，特別是在井下巷道開拓過程中，測量工作是比較關鍵的，作業(yè)面掘進到哪里，測量作業(yè)也必須馬上跟到哪里。由于受作業(yè)環(huán)境地壓大、溫度高、淋水大等因素影響，隨著巷道不斷向下延伸，使用傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀測量儀器已經(jīng)很難滿足作業(yè)精度要求。在這樣的作業(yè)環(huán)境和技術要求下，應用新設備、新技術推進礦山測量工作就顯得尤為重要，下面本文簡單介紹一下全站儀在礦山測量中的應用。

1 全站儀簡介

全站儀是全站型電子速測儀的簡稱，全站儀是一種全新的測量儀器，是由激光技術和機電相結合的高技術測量儀器，它可以測量垂直角、水平角、距離（斜距、平距）、高度差等各個方面的測繪儀器系統(tǒng)。由于全站儀可以一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作，并且全站儀工作面廣，所以被稱為全站儀。 全站儀在礦山井巷貫通測量中有這廣泛的運用。全站儀是一臺集光電為一體的新型測量角度測量速度的儀器，它與光學經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀相比，它具有兩個經(jīng)緯儀都有的優(yōu)點。 它不僅有光學經(jīng)緯儀的精準性，而且也有電子經(jīng)緯儀的自動讀書功能。 全站儀將光學度盤換為光電掃描度盤，它把傳統(tǒng)的光學測微儀器用人工讀數(shù)用電學儀器自動記錄和自動顯示讀數(shù)，不僅使測量尤其是測角的操作變得簡單化， 而且可以減少因人工讀數(shù)帶來的誤差。

2 全站儀在礦山井巷測量的使用方法

因為我們所用全站儀的型號不同，所以我們在使用全站儀時對全站儀的操作方法上也有比較大的差別，但只要是全站儀的操作都是大同小異。 所以下面我簡單介紹一下全站儀的基本操作和使用方法。

2.1 在礦山井巷中水平角的測量

在礦山井巷測量中我們經(jīng)常遇到測量水平角的問題，全站儀如下圖所示，我們拿到全站儀打開開關，找到角度測量鍵，并將角度測量鍵按下，讓全站儀處于測度測量模式，找到要測量的目標，并讓全站儀對準目標a。將目標a 的方向的水平度盤的讀數(shù)設置為0°00′00″，然后再按照上面的方法找到第二個目標b，并對準第二個目標b，此時全站儀上水平角即為顯示在水平度盤上的讀數(shù)也是這兩個方向間的水平夾角。

圖1

2.2 全站儀在礦山井巷中對距離的測量

在測量距離之前，我們要設置好全站儀上棱鏡的常數(shù)，并且在測量距離之前我們必須將棱鏡常數(shù)輸入到全站儀這臺儀器上來，此時這臺儀器會根據(jù)內部程序自動對所要測量的距離進行更正，以保證測量數(shù)據(jù)的準確性。 根據(jù)物體熱脹冷縮的原理，在測量物體長度或者距離之前，我們要將大氣的更正值或者氣溫、氣壓值輸入到全站儀這臺儀器當中。因為光在空氣中傳播速度會因為大氣的溫度和氣壓值的改變而受到影響，本臺全站儀大氣氣溫和氣壓16℃和770mmHg，將此時的大氣氣壓改為0ppm。 在實際測量時， 我們可以輸入大氣溫度和氣壓值，全站儀的內部設置有將大氣氣溫和大氣氣壓的值改為正值的程序會自動計算大氣更正值， 并且也會將測量的距離值的結果進行更正。測量出儀器的高度和光學棱鏡的高度，并將儀器的高度和光學棱鏡的高度輸入到全站儀中去。在距離的測量時，要找準目標棱鏡的中心，打開全站儀的開關，在菜單中找到測量距離的開關，并按下測量距離的按鍵，當測量目標完成時全站儀上會自動顯示斜距、平距、高差等數(shù)據(jù)。

2.3 全站儀在礦山井巷中對坐標的測量

（1）在用全站儀測量等位坐標時，先要選定一個坐標原點，并根據(jù)要測定的站點建立出一個三維坐標。

（2）當三維坐標建設好后，我們開始找出后視點的坐標或者使用極坐標找出后視點方向的水平度盤的讀數(shù)是它的方位角。當選定好后視點的坐標后，全站儀根據(jù)內部的某些程序會自動的計算出后視點的方位角，直接讀出水平度盤上的讀數(shù)就是后視點的方位角。 還是同測量角度距離一樣，在測量坐標上也要設置棱鏡的常數(shù)，當然因為全站儀使用的是光學經(jīng)緯儀，光在空氣中傳播會受到大氣溫度和大氣壓力的影響，所以我們在測量坐標上也要更改大氣的氣溫和氣壓。 再將量儀器高和棱鏡高輸入到全站儀中，然后再照準目標棱鏡，在菜單鍵中找到坐標測量鍵，并將其按下，全站儀就開始測距，最后讀出全站儀上顯示的讀數(shù)就是測點的三維坐標。

3 全站儀在礦山測量中的應用

全站儀在礦山井巷中德應用非常廣泛，通常用到的全站儀是全能型全站儀，全站儀圖片如圖2 所示：

圖2

3.1 全站儀在礦山測量中的應用

在礦區(qū)較小范圍內一般是控制測量和地形測量，但對于一些大型井巷貫通測量、工業(yè)廣場平面的測繪中就需要多次使用到如上圖所示全站儀，通過實踐證明，在礦山井巷中我們使用全站儀有著傳統(tǒng)光學儀器所無法比擬的優(yōu)點，不僅測量速度快、測量效率高，而且測量的數(shù)據(jù)精度非常高。

在傳統(tǒng)的控制測量中我們一般的手段是采用三角鎖控制法，但現(xiàn)在科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)在大部分的測量都是采用GPS 測設，但是GPS測設有時受外業(yè)條件的限制無法布設，如果我們采用該全站儀進行控制測量，不僅可使作業(yè)簡易、速度快、精度高，而且采用導線測量的方法即可滿足控制測量的要求。

免棱鏡全站儀對于地形和工程測量也都具有重要作用，例如對于人們無法攀登的懸崖陡壁的地形測量、 地下大型工程的斷面測量、建筑物的變形測量等，采用免棱鏡全站儀測量可以大大節(jié)約時間，提高勞動效率。

3.2 用邊角后方交會的方法

在井下掘進工程中布設臨時控制點，在適當?shù)木嚯x內可以將控制點布設洞壁上，避免放炮對控制點的破壞，用邊角后方布設控制點放樣可大大提高放樣速度，明顯提高生產效率。 邊角后方交會導線測量原理如下：

圖3

已知A、B 兩導線點的坐標，求C 點的坐標。把儀器架在與A、B、C點通視的任意一點D 處，把A、B、D、C 點看成是一條導線，只要知道a、b、LBD、LDC，就能求出C 點的坐標。

在D 點架儀器可以觀測a、b、LDA、LBD、LDC， 因此只有a 待求。在△ABD 中求a。

求出a 后就可以按正常導線計算公式求出C 點坐標。

在D 點架設儀器，C 點高程的推算可以用該全站儀內置的對邊測量程序直接測出A、B、C 三點之間的高差， 據(jù)此可以很方便計算出C點高程。

由于上述方法不需在B 點架設儀器，而該全站儀又具有免棱鏡功能，B 點也不需架設棱鏡， 因此在礦山井巷的測量中可以將臨時點布設洞壁上，極大提高了井下測量的自主性和靈活性。

3.3 測繪地形圖

在測繪地形圖的工作中， 充分發(fā)揮了該全站儀的自動測量的功能，讓測圖速度大大提高，并在實踐過程中采用的方法為：首先使用全站儀數(shù)據(jù)采集功能采集碎部點，記錄者作好草圖，并記錄好各點間的關聯(lián)關系，然后回到室內將實測結果傳輸至計算機內，最后由相應的成圖軟件直接成圖。

在使用上述方法實測六苴銅礦尾礦庫地形圖和曇華木卡拉河地形圖時，原計劃十天的工作三天就完成了，而且由于該全站儀具有免棱鏡測量功能， 在尾礦庫中一些人不能到的地區(qū)也能直接測量到，使此次測圖的精度有了很大的提高， 更能準確地反映出尾礦庫的現(xiàn)狀。不僅如此，在以后尾礦庫日常的監(jiān)測中，該全站儀也發(fā)揮了獨特的作用。

3.4 豎井聯(lián)系測量

在六苴銅礦3# 豎井與各馬頭門的聯(lián)系測量中， 使用該全站儀的免棱鏡功能，直接用它測量出井口聯(lián)系點與投點鋼絲之間的距離（緊貼鋼絲放置反光板），大大提高了工作效率，也提高了測量精度。

4 結束語

通過上文的介紹，我們對全站儀在礦山測量中的應用有了進一步的認識和了解，同時我們也了解到全站儀功能的強大與先進，讓我們認識到“科技是第一生產力”這一事實。所以，作為專業(yè)技術人員，我們應該好好學習并積極應用先進技術，更好地為礦山建設服務。

［1］王瑞峰.全站儀及貫通誤差預計在礦山測量中的應用[J].測繪通報，2011(10).

［2］王久宏,姜平偉.全站儀平距放樣功能在井下的應用[J].煤炭技術，2012(01).

［3］姜平偉,王久宏,何玉龍.三架法在沖擊地壓工作面貫通測量中的應用[J].煤炭技術，2011(12).