浅述全站仪在矿山测量中的应用

倪 磊，朱兆先

（江西省煤田地质局测绘大队，江西 南昌 330001）

矿山测量是现代化矿山建设的基础，是提高矿产资源综合开发利用的最基础的依据。如何加强矿山测量的准确性是现代矿山开发利用的保障，也是避开开采高危区域的主要途径。因此，矿山测量质量的高低制约着矿山企业的发展[1]。矿山测量也是矿山企业必须进行的必要工作之一，包含高程测量和平面位置测量两大类型。全站仪是现阶段常用的测量仪器，基本满足了现代矿山企业的基本需求。

1 全站仪的基本概况

全站仪是现阶段矿山测量工作中常用的测量仪器，是借助光学技术、电子信息技术与数据系统而形成的现代化测绘仪器，可以实现距离、高差、垂直角、水平角等的测量工作。该技术具有较高的自动化程度，能够自动显示测量数据并将获得的数据记录到全站仪中，此外，该仪器的操作也相对简单，精度却明显提高，能够有效的降低测量过程中产生的各类误差，进而确保了获取的测量数据更加可靠。因此，全站仪被广泛的应用于矿山测量、工程测量、水利水电测量和变形监测等领域。

2 全站仪在矿山测量中的应用

全站仪在矿山测量中的应用主要包含了两部分，一是矿山井上工程的测量，二是矿山井下工程测量。

2.1 井上工程测量

井上工程测量是矿山测量中常见的测量任务之一，包含了悬高测量和露天矿开采工程测量、工程放样测量等内容。

（1）悬高测量，是矿山测量中常遇到的测量现象之一，主要用于陡坎、悬崖或者台阶过高的地区，即因自然条件限制使得棱镜无法到达被测区域而获取被测区域坐标的一种测量方法。要实现上述区域的测量工作，一般选用悬高测量功能[2]。该功能技术测量目标体距离地面的高度，其工作原理见图1。在矿山测量中，悬高测量主要应用于以下几个方面：测量平硐口的标高，判断探矿工程是否按照相关设计进行开挖；测量输电线路的实际高度，是判断输电线路是否达到安全标准的主要方法；用于矿山现场勘测，选取最为合理的矿山入口；测量陡崖、悬崖、陡坎等区域的地形地貌，为实现矿山三维建设奠定基础。

图1 悬高测量工作原理示意图

（2）工程放样测量，全站仪常用于矿山工程测量或者放样测量，一般借助极坐标法。极坐标法是将设计图纸中的测量点和需要放样的点坐标数据采集好，按照一定的顺序整理并输入到全站仪测量仪器中。在完成放样点数据采集与录入的基础上，就可以进行放样工作，为了确保放样测量的准确性，可以将放样点数据多次进行测量，直至没有问题为止。

（3）露天矿开采工程测量，露天矿产资源的开发利用是我国矿产资源开发的重要组成部分，全站仪常用于该项工作中。全站仪具有整体数据采集和碎部点数据采集的性能，相关测量人员在进行露天矿开采工程测量过程中，可以根据自动存储的测量数据获得相应自动生成的地形图，进而指导矿山资源的开发与利用工作。

2.2 井下工程测量

井下工程测量是矿山探矿工程、开采巷道中常用的测量，因其处理地下深部有限的空间范围内，如GPS等定位系统无法准确获得相应的测绘数据，此时，全站仪占据了优势，因此，全站仪广泛的应用于矿山井下测量中[3]。井下工程测量主要包括竖井定向测量、斜井、平硐巷道施工测量等内容。

（1）竖井定向测量的技术要求较高，在竖井定向测量过程中需要将地表已建立好的坐标体系引入到地下，其他的测量仪器无法满足这一要求。全站仪借助棱镜、红外线等功能可以实现地表系统的引入工作，并且可获得精度较高的测量结果，为平硐的开挖等提供了精确的方向。当矿山规模较大时，在完成坐标系统的引入工作时一般采用全站仪，而后期其他测量工作结合传统的测量方法完成相应的工作任务。

（2）斜井、平硐施工控制测量。探矿工程和开矿工程的开挖是矿山企业不可避免的工程，在巷道工程中，需要埋入大量的永久性测量控制点，为后期测量服务。井下测量的精度与井、巷工程的施工质量关系密切，其精度要求较高，因此通常使用全站仪来完成该项测量任务。由于地下测量环境恶劣，全站仪的棱镜和红外线功能具备优势，因此使用范围较为宽泛，且能够获得更高精度的测量结果。

（3）地下工程放样测量。地下工程中的采样工作具有系统性和精确性，是研究进一步深部找矿的主要手段之一[1]。因此，如何提高井下工程放样的准确度是影响深部矿体预测的制约因素之一。此外，井下工程中的安全躲避硐室、设备储存室、水仓硐室、排水系统、通风系统、运输系统等均需要精度的测量结果，上述测量工作均可借助全站的棱镜和红外线功能而实现，不仅可以获得更高精度的测量结果，而且能够降低测量工作的难度，提高测量工作的进度。

3 结语

矿山测量是矿山企业建设矿山和开采利用的基础，也是进一步深部找矿勘查的基础依据。矿山测量的精确度是影响矿山建设安全性，提高探矿工程精确度的基础。随着现代化技术的快速发展，矿山测量技术与手段发生了较大的变化，如无人机航空摄影技术、GPS测绘技术等已逐渐应用于矿山测量中。与全站仪相比而言，现代化技术可以在更短的时间内获得较高精度的地形图等，但无法将地表坐标体系准确的引入到地下井巷工程中，此时全站仪因具有棱镜和红外线等功能而占据明显的优势。基于此，本文以全站仪为研究对象，讲述了全站仪在矿山测量中的应用，为推动矿山测量技术的发展提供参考。