劉建祥

（甘肅煤田地質(zhì)局綜合普查隊，甘肅 天水 741002）

由于我國針對礦產(chǎn)資源的需求量日益增漲，因此針對礦山的合理勘探開發(fā)，是當(dāng)下的重點(diǎn)工作內(nèi)容。礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)環(huán)境普遍很惡劣，所以對其開采的工作難度系數(shù)也很大[1]。在礦區(qū)開采的過程中，首要進(jìn)行的工作就是針對礦區(qū)連續(xù)設(shè)站之間距離的測量工作[2]。在進(jìn)行礦區(qū)內(nèi)連續(xù)設(shè)站的測量工作中，我們要掌握礦山的平面以及高程的有效數(shù)據(jù)。較為傳統(tǒng)的礦山連續(xù)設(shè)站點(diǎn)距離的測量方法為水準(zhǔn)測量，是一種利用礦山平面系數(shù)，來直接測高的方法，其特點(diǎn)為技術(shù)性低，但工作量大、成本高且誤差情況相對嚴(yán)重[3]。因此，近幾年又研究出，新型三角高程測量方法，并通過礦山的高程數(shù)據(jù)來測得的豎直角和距離推算兩點(diǎn)間高度差，從而更為精確的測量出礦山連續(xù)設(shè)站之間的距離。三角高程測量方法具有測定高差速度快、工作效率高、測量成本低，進(jìn)而被廣泛的應(yīng)用于礦山測量工作中。

1 礦山測量中連續(xù)設(shè)站三角高程測量方法

1.1 構(gòu)建三角高程測量模型

建立礦山連續(xù)設(shè)站的三角高程測量模型，需要根據(jù)由測站向照準(zhǔn)點(diǎn)即目標(biāo)棱鏡觀測分別測得豎直角和兩個測量點(diǎn)之間斜距于水平面之間的夾角大小，然后運(yùn)用三角函數(shù)關(guān)系計算出兩點(diǎn)間的高度差，進(jìn)而求出兩點(diǎn)之間的距離大小。其測量過程中應(yīng)用的數(shù)學(xué)公式如下所示：

式中：HB、HA為需測量的兩個定點(diǎn)；h為測兩個定點(diǎn)之間的距離；L為兩個定點(diǎn)之間的斜距；i為儀器高度；v為棱鏡高度。在確定了測量公式之后，就可以繪制出三角高程測量方法的工作模型圖，如圖1所示。

圖1 三角高程測量模型

根據(jù)三角高程測量模型，可以清楚的判斷出影響三角高程測量精度的因素主要為測站和目標(biāo)棱鏡的豎直角、兩點(diǎn)間的距離。除此之外，還受到大氣折光系數(shù)、全站儀和目標(biāo)棱鏡的量高精度的影響[4]。由于距離遠(yuǎn)，還受到地球曲率對測量精度的影響。通常來說當(dāng)觀測距離較近時，大氣折光系數(shù)和地球曲率可以忽略不考慮，此時影響測量精度的因素主要是測站和棱鏡的豎直角和水平距離。近年來，由于高精度的測角和測距技術(shù)，使得三角高程代替水準(zhǔn)測量在技術(shù)上提供了可行性[5]。從而更好的研究全站儀三角高程在山區(qū)測量的精度問題。

1.2 三角高程測量操作步驟

在成功搭建了三角高程測量模型之后，就到了應(yīng)用該模型進(jìn)行實(shí)行測量操作的工作環(huán)節(jié)中。依舊將需要測量的兩點(diǎn)定義為A和B，以下為采用三角高程測量的實(shí)際操作流程：首先根據(jù)模型位置描述將放置工作中適用的棱鏡將如A點(diǎn)位置出；其次將測量儀器設(shè)置于B點(diǎn)位置，并且固定好，方便其使用；然后將B點(diǎn)處使用儀器進(jìn)行針對性測量并記錄好數(shù)據(jù)；之后將A處棱鏡取走并放置到礦山設(shè)站的底板處保持不動；之后在棱鏡的位置與棱鏡高度均不改變的情況下，實(shí)用放置于B處的儀器，對A所對應(yīng)的底板位置進(jìn)行針對性測量；之后在A和B兩個測站點(diǎn)上均應(yīng)用三角架，來進(jìn)行調(diào)平操作，B設(shè)備處的儀器高以及目標(biāo)高在作業(yè)前后各用鋼尺按斜量法或平量法分別量3次，并且測量時誤差精確到1mm，由于還要考慮到其他誤差的干擾作用，因此最終得到測量數(shù)據(jù)其誤差在3mm以內(nèi)即可。

1.3 精確處理測量誤差

通過搭建出的三角高程測量模型，來測量出的數(shù)據(jù)內(nèi)容，需要針對性將其測量結(jié)果進(jìn)行數(shù)字化分析與處理，才能得到可靠的數(shù)據(jù)，其處理過程中應(yīng)用到的數(shù)學(xué)計算式，如下所示：

2 結(jié)語

本文基于傳統(tǒng)水準(zhǔn)高程測量方法的基礎(chǔ)上，提出了新型三角高程測量方法，來提高礦山測量的工作效率。新型設(shè)站三角高程測量方法是可以完全取代傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測量方法的新型測量方法。在礦山的測量工作中，尤其是在山區(qū)情況崎嶇的環(huán)境下，傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測量手段幾乎毫無用處。因此，必須采用更為先進(jìn)的三角高程測量方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水準(zhǔn)測量方法，進(jìn)行礦區(qū)內(nèi)的測量工作。這樣不僅能夠大幅提高作業(yè)速度，節(jié)省人力物力，還可以大幅度提高礦山開采工程的工作效益以及國家的經(jīng)濟(jì)效益。