全站仪在矿山井下测量中的应用

摘 要：随着科学技术的发展，矿山井下测量精度要求的不断提高，全站仪开始大量应用于矿山井下测量工作当中，全站仪的使用为矿山井下测量工作抒写了崭新篇章，矿上井下测量工作也有了前所未有的转折。本文对全站仪在矿山井下测量工作中的应用进行详细分析，旨在让人们对全站仪巨大的测量优势有更加深刻的认识。

关键词：全站仪；矿山；井下测量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.075

1 全站仪概况

全站仪又被称为全站电子速测仪，相比传统的测距仪和经纬仪，优势更加明显，测量成果是以数字形式呈现的，能够自动显示观测数据、自动储存数据，借助于数据线可以方便将数据导入电脑，并且可以实现双向传输，将观测者以及记录着可能产生的误差从根本上消除。全站仪的突出优点是测量精度高、操作简单、性能稳定。全站仪在实际测量工作中主要发挥三大功能，分别为测量数据采集、工程放样以及记忆功能。全站仪测量的是测点的三维坐标，能够根据设计数据进行实地放样，测量数据信息可以存储于仪器中，并且能够借助传输光缆实现仪器内数据的输出和导入。

2 矿山生产中全站仪的应用要点

2.1 确定测量模式

在矿山测量工作中，常见的测量方法是跟踪测量，为了提高测量精度，需要科学确定测量模式。测量模式的确定通常要考虑项目实际需要，确保全站仪的测量模式能够满足项目的实际公差要求，从而有效提高测量精度，提高整个项目的测量质量。

2.2 科学设置全站仪各项技术参数

在使用全站仪之前，要科学设置全站仪的各项技术参数，以确保全站仪能够稳定工作，常见的参数有大气层曲率、测点海拔、测点温度等，至于棱镜参数应该结合棱镜模型设定。

2.3 全面考虑具体测量项目

由于全站仪在具体使用过程中，不同的测量项目实际测量方法有所不同。比如地下矿山的测量则需要考虑矿区总体规划、矿区地形图设计单位提供的数据等。只有全面考虑到了具体测量项目的要求，才能够确保全站仪发挥最佳作用。

3 全站仪在矿山测量中的应用

3.1 井上矿山工程的测量

（1）悬高测量。矿山测量过程中，尤其是遇到露天矿山的测量，经常会碰到台阶过高的现象，此时棱镜无法到达。比如输电电线的实际高度不在安全范围之内，在这种情况下为了顺利开展测量工作，就可以借助于全站仪的免棱镜测量功能，顺利实现工程测量。由此可见，全站仪在实际测量工作中极大地方便了测量人员工作的开展。

（2）露天矿开采工程測量。使用全站仪对露天煤矿的地表开展测量工作时，全站仪免棱镜测量可以有效满足矿上测量的精度要求。全站仪测量系统性很强，基础测量工作完成之后得到地形图，作为后期一切工作的基础，在此基础上后期的一些计算工作可以借助于电脑测绘软件完成，方便、高效。

（3）工程放样测量。全站仪也经常用于工程测量放样，这一工作主要在矿井建设初期开展，主要是借助全站仪进行特殊点的定位。放样过程主要借助于绘制的地形图进行特殊点的坐标计算，然后根据坐标指示借助于全站仪进行放样定位。矿山建设初期，矿区内的生活区、矿山道路以及井塔楼等都需要进行工程放样测量。鉴于全站仪在数据采集方面有很大优势，因此，工程放样多数情况都使用全站仪进行。

（4）运用全站仪技术进行坐标测量。工程测量人员使用全站仪进行坐标测量的过程中，首先要确定前视或者后视位置，然后准确放置全站仪，接着选择合适的坐标模式，并且输入后视点坐标以及测点坐标，从而准确定位后视点，最后科学测量并且读取前视点坐标数据。使用全站仪测量坐标位置时需要注意的是棱镜的选择会受到环境的影响，要根据不同的测量环境选择合适的棱镜，从而全面提高测量精度。

3.2 井下矿山工程测量

（1）竖井定向。煤矿开采过程中会经常碰到竖井，竖井定向在矿上测量工程中非常重要，此时可以借助全站仪进行竖井定向。全站仪竖井定向技术含量很高，测量过程中，借助于全站仪将地表位置坐标准确传入井下。对于一些小型煤矿，借助于全站仪进行竖井定向，能够完美完成竖井定向工作，同时可以确保井下的测量精度。竖井定向实际测量过程中，最难完成的工作环节是测量下传钢丝与井下测站点之间水平距离的确定。随着科学技术的发展，全站仪功能的不断升级和完善，借助于全站仪的免棱镜和红外线工作模式，这一问题得到了有效解决，尤其是在大煤矿竖井定向测量过程中，更是发挥了巨大作用。总而言之，全站仪应用于竖井定向测量，大大提高了工作效率和精度。（2）斜井、中段平巷的施工控制测量。巷道施工过程中需要埋设大量永久控制点，还需要进行大量的中线和腰线标定工作。标定中线和腰线过程中，伪倾角法是常用方法。煤矿工程测量中，系统误差会对测量精度造成严重影响。除此之外，测量精度还受到井下巷道贯通质量的影响，全站仪可以有效解决这一技术难题，不仅提高了测量精度，还提高了工作效率。（3）工程放样测量。煤矿工程测量中，地表需要放样，井下同样需要进行放样。一般情况下，井下放样工作通常在井下排水系统、运输系统以及酮室项目施工过程中开展。全站仪巨大的免棱镜和红外线测量功能，大大降低了放样的工作强度，并且大大提高了测量精度。（4）运用全站仪进行距离和角度的测量。全站仪可以方便进行距离和角度的测量。比如在巷道的距离和角度测量过程中，只需要将全站仪置于巷道中，就可以得到准确的距离和角度数据。此外，全站仪自带的辅助功能可以自行修正矿井内气压和温度变化造成的测量误差，测量精度大大提高。

4 总结

综上所述，全站仪在矿山井下测量过程中发挥着重要作用，不仅降低了工作强度，而且提高了工作精度。全站仪的一些功能是传统经纬仪和测距仪无法替代的，这是一款迎合矿山测量工作的新型产品，虽然目前有些工程项目测量过程中还没有使用全站仪，但是随着测量精度要求的不断提高，全站仪的使用也会如期而至，全站仪也会发挥其它仪器前所未有的作用。

参考文献：

[1]赵东春.矿山测量中空间信息技术的应用[J].房地产导刊，2017（20）：50-52.

[2]于建新.浅议矿山工程测量中RTK技术的应用现状及发展[J].科技创新与应用，2017（25）：20-25.

[3]张泽亮.煤矿测量技术的应用研究[J].煤炭与化工，2017（05）：50-55.

作者简介：田成玉（1989-），男，山东滕州人，专科，中级工程师，从事矿山测量方向的研究。