全站仪测量技术在矿山测量中的应用技术研究

（嘉兴市规划设计研究院有限公司，浙江 嘉兴 314000）

随着社会的发展，矿山开采工作效率显著提升，而在矿产开采前，技术人员需要应用现代化的测绘技术，获取准确的地质勘测信息，避开开采高危因素，为矿山开采安全性与高效性提供保障[1]。从功能上划分，矿山测量包括高程测量及平面位置测量两个方面，在传统的测绘工程中，高程测量所以工具为水准仪，平面位置测量所用工具多为钢尺、经纬仪，其数据精确度及时效性已经无法达到现代化测绘的要求了，因此逐渐被全站仪所取代。全站仪拥有光电测距和经纬仪的双重功能，能够全面满足矿山测量的需求，而且能够大大减轻测量作业人员的负担，提升工作效率，确保数据的准确性和精准度。

1 全站仪测量技术概述

全站仪是一套具备距离（斜距、平距）、高差、垂直角、水平角等多种测量功能于一体的测绘仪器系统，其核心技术为光学测绘技术、电子信息技术及现代化的数据系统[2]。这一现代测量技术将光学度盘换为光电扫描度盘，具备显示读数并自动记录数据的功能，而且通过测角操作的简单化，能够有效降低测量误差，确保数据的精确度，因此被广泛用于精密工程测量和变形监测领域。应用在矿山测量中时，为了明确测绘要素的三维坐标，需要通过多方位观测、碎部点测量、增补测站点或图根点这几道工序，获取全面的地物信息。

2 全站仪测量技术在矿山测量中的应用

2.1 井上矿山工程测量

（1）悬高测量：在露天矿山测量的许多项目中，常常都会碰到台阶过高等导致棱镜无法到达的区域，要想实现完成测量作业，就要用到全站仪的悬高测量功能。所谓悬高测量，就是测定空中某点距地面的高度。全站仪进行悬高测量的工作原理如图1所示。

图1 悬高测量示意图

具体来说，全站仪可应该在以下场景的悬高测量中：①测定输电线路实际高度，判断其是否达到安全标准；②测量硐口标高，验证其设计方案的合理性；③现场勘测，以寻找施工操作性强且成本较低的矿山入口；④在尾矿坝库容扩建时，需进行水位点数据测量吗，为施工方案制定提供数据支持。

（2）露天矿开采工程测量：在露天矿开采工程测量时，由于全站仪的测量精度较高，在测量过程中较为常用。全站仪具有数据和碎部点采集的功能，作业人员确定测量区域偶，全站仪即可自动显示测绘数据，记录数据，并标注好各点之间的位置关系，将结果传输到计算机中，即可借由相关软件自动生成地形图，获取矿区地形基础数据及图像。在矿山地表工程测量中，应用全站仪，配合地质、采矿技术人员进行矿体圈定点位测量，即可定期核算矿量，并通过不同时段的地形图，显示露天矿现状。

（3）工程放样测量：根据全站仪测量所获取的矿区地形图，设计单位可在矿区内划分生活区和作业区，并且合理布设选场建筑、尾矿库区等的位置，并且选择合适的地点布设竖(斜)井井口、井塔楼等，根据生产需求优化矿山道路设计，实现对于矿区布局的统筹规划[3]。在规划过程中，工作人员可利用全站仪获取数据，核算工程量，并进行数据放样，确保设计方案的合理性和经济性。

2.2 井下矿山工程测量

（1）竖井定向：竖井定向是矿山测量中不可或缺的项目，技术含量高，程序繁琐，需要将地表坐标准确传入地下。传统测量方法无法满足竖井定向的要求，而当矿山规模较小时，全站仪则能够胜任这一工作，满足井下测量在数据精度上的要求。在竖井定向时，要想测量井下测站点与下传钢丝间的水平距离，难度是比较大，不过全站仪具有免棱镜和红外线功能，能够轻松完成这项工作，而且安全系数较高。不过，当矿山规模较大时，全站仪只能够用于前期的过渡性测量工作中，主要测量工作还需沿用传统方法。

（2）斜井、中段平巷施工控制测量：在井巷工程中，需要埋设大量的永久性测量控制点，测设标定中线腰线，在斜井施工过程中，作业人员通常会采用伪倾角方法标定腰线[4]。由于测量精度与井下贯通质量效果联系较为紧密，这项工程对于测量数据精度的要求较高，而全站仪由于具备自动储存数据的功能，以及仪器对中及指向的可见性，有效消除了人工操作引起的误差，数据直观准确，再加上一起的红外线功能，数据精度可进一步提升，且工作效率较高。

（3）工程放样测量：在井下工程的放样测量中，涉及到设备储存硐室、安全躲避硐室、水仓硐室等硐室施工的放样控制，以及运输系统、排水系统、通风系统等的放样控制，工作量较大，而且工作环境相对恶劣，应用全站仪，利用其强大的免棱镜功能和红外可见光功能，能够实现测量的自动化，大大降低测量工作的强度，缩短测量周期。

3 结语

矿山测量是指应用现代化的测绘技术，通过深入全面的地质勘查工作，对影响矿物质开采的高危因素进行分析，为矿山开采方案的制定提供信息支持的一个项目。随着测绘技术的发展，矿山测量模式也发生了变化，全站仪成为现阶段矿山测量的主要仪器，这与全站仪可满足矿山高程测量及平面位置测量需求相关。而且，全站仪除了功能强大外，内部还有计算机处理系统，能够根据原始数据计算出待测电位的坐标并显示在屏幕上，实现了矿山测量的自动化作业，节省了大量的人力物力资源，极大程度提升了测量工作效率。