王鐸　郭震

摘? 要：測繪工作是煤礦生產建設中非常重要的基礎性工作，貫穿于煤礦生產建設的整個過程。要做好煤礦的測繪工作，必須裝備先進的測繪儀器。帶有免棱鏡模式的激光全站儀是光電技術在測繪儀器上的最新應用，是一種高效快捷的測量儀器。通過使用先進的全站儀進行煤礦測繪，不僅可以滿足煤礦在巷道掘進、安裝、維修及其他等各階段需求，還能應用在煤礦測繪的其他領域。文章通過對煤礦生產建設不同階段的論述，結合實際工作經驗，主要介紹徠卡TS09-PLUS全站儀在煤礦測繪中的應用。帶有免棱鏡模式的激光全站儀不僅可以滿足煤礦生產建設各階段的需求，還可在一些特殊條件下進行測繪作業(yè)，解決了常規(guī)全站儀無法進行測量的難題，提高了測繪人員工作的安全性。

關鍵詞：全站儀;測繪;高效快捷;煤礦

中圖分類號：P204 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）17-0164-02

Abstract： Surveying and mapping is a very important basic work in coal mine production and construction， which runs through the whole process of coal mine production and construction. In order to conduct surveying and mapping in coal mines， we must be equipped with advanced surveying and mapping instruments. The laser total station with prism-free mode is the latest application of optoelectronic technology in surveying and mapping instruments， and it is a kind of efficient and fast measuring instrument. Through the use of advanced total station for coal mine surveying and mapping， it can not only meet the needs of coal mine in various stages of roadway excavation， installation， maintenance and other stages， but also can be used in other fields of coal mine surveying and mapping. Through the discussion of different stages of coal mine production and construction， and combined with practical work experience， this paper mainly introduces the application of Leica TS09-PLUS total station in coal mine surveying and mapping. The laser total station with prism-free mode can not only meet the needs of all stages of coal mine production and construction， but also carry out surveying and mapping operations under some special conditions， which solves the problem that conventional total stations are unable to carry out surveyor， thereby improves the safety of surveying and mapping work.

Keywords： total station; surveying and mapping; efficient and fast; coal mine

引言

煤炭被稱為現代工業(yè)的“糧食”，是我國的重要能源之一，隨著我國經濟社會的持續(xù)發(fā)展，對于煤炭的需求與日俱增。煤炭資源的開采是一個復雜的系統性工程，在煤炭資源的開采過程中，測繪工作是非常重要的基礎性工作，不僅能為生產建設提供基礎性數據，還能為搶險救災提供資料上的支持，這就需要測繪技術的不斷發(fā)展并應用于煤礦測繪中。通過最新技術的免棱鏡模式的激光全站儀在煤礦測繪中的應用，不僅可以高效快捷的進行測量，而且在使用過程中還能解決一些常規(guī)全站儀無法進行測繪的難題，在很大程度上解決了井上下測繪工作中存在的問題，在一定程度上解決了其局限性。同時，也在很大程度上提高了測繪人員作業(yè)的安全性。

1 煤礦測繪中免棱鏡模式的激光全站儀的應用

免棱鏡模式的激光全站儀是一種集光電技術為一體的高技術測量儀器，是集水平角、傾角、斜距、平距、高差等測繪功能于一體的綜合性測繪儀器，它具有自動測距、測角、計算和記錄功能，由光電測距單元、電子測角及微處理器單元、電子記錄單元三部分組成，安置一次就可以完成該測站上的全部測量工作，現已廣泛應用于礦山測繪。

為了減小煤礦井下測繪工作對巷道掘進、皮帶運行和車輛運輸的影響，提高測量效率，煤礦測量引進了基于視覺引導的免棱鏡模式的激光全站儀。免棱鏡模式的激光全站儀采用紅色可見激光束，具有可見激光斑點，下對中采用激光輔助，免棱鏡模式下可以進行一些人員無法到達地點的測繪作業(yè)，這些先進的功能使得煤礦測繪工作變得安全可靠、高效快捷、節(jié)省體力。目前，免棱鏡模式的激光全站儀已廣泛應用于煤礦的控制測量、巷道寫實、中腰線標定、機電管路安裝、巷道變形監(jiān)測、罐道變形監(jiān)測、巷道維修、地表巖移觀測、建筑物沉降監(jiān)測等領域。

1.1 巷道掘進時免棱鏡模式的激光全站儀的應用

煤礦井下巷道掘進施工時，測量放線使用的儀器一般是全站儀，然而礦井生產建設都是三班倒的制度，24小時不停工，所以巷道內的情況變化較快，同時，煤礦井下測量環(huán)境惡劣，風流、噴霧、粉塵引起空氣的不穩(wěn)定及礦壓、皮帶、膠輪車引起的底板震動等，增加了導線測量的難度，影響了觀測精度，為了減少對巷道施工和運輸系統的影響，提高測量放線效率就顯得尤為重要。在這種情況下，免棱鏡模式的激光全站儀的優(yōu)勢就體現出來了，除了具有一般全站儀的功能外，它的激光在井下具有較好的應用，不但可以用來較快的確定通視與否，還可以用來傳遞信號，前后視掛線人員在看見激光后可以節(jié)約掛線時間，降低工作強度，無關人員會主動避開激光，節(jié)約前后視時間。在放樣定點時，激光指哪定哪，掛線時，后視完成后直接撥角，前視掛線時直接掛在激光上，然后再瞄準，不但精度較高，而且方便快捷。免棱鏡模式的應用，不僅可以用來測量巷道頂板、高冒點、井底水倉等人員難以到達的地點，還可以進行較長距離的無人測繪，較好的保障了測繪人員的安全性，同時，也節(jié)約了人力，降低了勞動強度。

在巷道內進行延線時，架設好儀器，后視人員在看見激光時開始掛線，并排除影響通視的因素，后視完畢后，按照設計進行計算撥角，同樣，前視人員在看見激光后開始掛線，并排除影響通視的因素。同時，也可以利用激光進行校線，方便快捷。在進行井下導線測量的同時，還可以利用激光進行碎部寫實，用輔助工具（鋼尺）測量儀器中心到巷道頂板、底板和兩幫的距離，畫好草圖，展繪在相關礦圖上。在巷道開口標定時，由于距離較短，掛線誤差較大，開啟激光直接掛線，然后進行瞄準，速度快、精度高，同時也可以利用激光直接標識巷道輪廓線和中腰線。

在巷道內進行中線標定時，把儀器架設在已知導線點下，上對中整平后，打開激光進行后視，完成后視后利用激光進行中線的標定，同時，打開免棱鏡模式測取需要的頂板標高，并進行記錄，展繪在相關礦圖上。

在巷道內進行腰線標定時，由于腰線是地坪和水溝施工，管路和電纜吊掛的主要依據，同時，也是用來控制巷道施工坡度的，所以腰線的設置及延伸顯得非常重要。在腰線延伸時，依據設計，結合現場頂底板標高，把儀器架設在標志點，打開激光，量取儀器中分別到頂底板數據，激光調至水平位置，瞄準標志腰線點，量取差值，然后依據設計坡度調整激光，通過激光的左右移動，標定人員可以輕松的完成腰線的標定任務。

1.2 巷道安裝時免棱鏡模式的激光全站儀的應用

在煤礦的安裝測量工作中主要是帶式輸送機的安裝測量和工作面支架的安裝測量。帶式輸送機是煤礦生產建設中應用比較廣泛的一種運輸設備，輸送機在運行的過程中經常發(fā)生皮帶跑偏的現象，正確的安裝是保障其正常運行的關鍵因素，所以要重視輸送機的安裝測量工作。在實際的安裝放線過程中，將免棱鏡模式的激光全站儀架設在已知導線點，后視完畢后，打開激光，對帶式輸送機安裝基礎中心和巷道中心進行校核，可以快速進行現場標定，量取各類安裝數據，避免了安裝時不通視造成的臨時點較多，精度降低。帶式輸送機的安裝測量工作主要是標定帶式輸送機的各種基準線，主要包括帶式輸送機的皮帶中心線和腰線，皮帶中心線是保證帶式輸送機能夠穩(wěn)定運行的重要因素，腰線是安裝與調整所有軸系的重要依據。

在運輸巷或膠帶大巷皮帶安裝完成后，架設好免棱鏡模式的激光全站儀，后視完畢后，打開激光，利用激光就可以直接檢查皮帶安裝的平直與否，現場調整，方便快捷，還可以打開免棱鏡模式測量所需數據。

在工作面支架的安裝測量中，按照設計確定運、回順的中心線，在運、回順中線與切眼中線的交叉點處各定一點，在其中任一點安置儀器，對中整平完畢后打開激光，瞄準另一點，進行置零，再進行倒鏡觀測，打開免棱鏡模式，前視人員可以很快的標示支架就位線及其里程。

1.3 巷道維修時免棱鏡模式的激光全站儀的應用

由于巷道施工屬于井下工程，且都埋藏較深，應力、礦壓顯現頻繁，開拓大巷及回采順槽經常會有維修任務，巷道經常會出現底鼓、片幫、頂板下沉、巷道收縮等現象，這就對巷道維修提出了放線要求，通常在這種情況下，巷道內的導線點已破壞殆盡，即使在，其可靠性也較差，從別的地方引線，費時費力，也沒有必要，在這種情況下激光全站儀就發(fā)揮了它的優(yōu)勢，在維修巷道的兩端選取較完好的地點，在滿足使用精度的前提下量取固定位置，一般都是巷中，然后在一點架設儀器，通視瞄準另一點，打開激光，然后置零，根據現場情況量取激光點到巷道的上下左右，進行寫實工作，可以快速確定需要維修的工程量，同時也可以根據實測高差，依據激光現場標定腰線、中線和坡度，簡單快捷。在破壞比較嚴重的巷道內也可以利用激光進行碎部測量。

1.4 免棱鏡模式的激光全站儀在煤礦測繪其他方面的應用

在實際的煤礦生產建設中，由于激光全站儀比一般全站儀具有較明顯的優(yōu)勢，其還廣泛應用于煤礦建設的其他領域。諸如工業(yè)廣場重要建筑物及構筑物的變形監(jiān)測，采空區(qū)的沉降觀測，也可以用來監(jiān)測井下主要機電設備及硐室的監(jiān)測。同時，激光全站儀也可以結合免棱鏡模式，用來監(jiān)測罐籠罐道變形、觀測井底水倉、水淹區(qū)等人員難以到達的地點并進行測量作業(yè)，很大程度上提高了測繪人員作業(yè)的安全性。

2 結束語

在煤礦的生產建設中，測繪工作是非常重要的基礎性工作，通過對激光全站儀在巷道掘進、安裝、維修及其他方面應用的敘述，了解了其主要優(yōu)點。激光全站儀由于其觀測速度快、測量方式多樣、測量精度高，并且容易掌握等優(yōu)點，在很大程度上彌補了傳統全站儀在煤礦井上下測量中的局限性。同時，免棱鏡模式的激光全站儀在測量過程中，可以采用無接觸的測量方式，這種測量方式在煤礦測量中有著特殊的應用場景，無接觸的測量方式在很大程度上提高了測繪人員工作的安全性。

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