馬珊珊

摘 要：文章針對全站儀測量在煤礦勘查過程中的技術(shù)應(yīng)用問題，從井下測量和地面測量兩個方面詳細(xì)探討了其在煤礦勘查工作中的應(yīng)用。其中，對煤礦勘查工作中全站儀的操作細(xì)節(jié)以及實際操作規(guī)范進(jìn)行了論述，希望對該項工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：全站儀；煤礦勘查；工程測量

中圖分類號：TD178 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）14-0041-01

測量工作是煤礦勘查和煤礦生產(chǎn)建設(shè)工作中的一項重要的基礎(chǔ)性技術(shù)活動，良好的測量數(shù)據(jù)能夠為煤礦的開采以及生產(chǎn)提供安全指導(dǎo)和作業(yè)方向。通常，煤礦的勘查工作包括井下勘查測量以及地面勘查測量兩個方面。傳統(tǒng)的勘查工作采用了經(jīng)緯儀測角、鋼尺導(dǎo)線測量邊的方式進(jìn)行。隨著測量技術(shù)的發(fā)展，全站儀開始用于煤礦的勘查工作中。全站儀，即全站型電子速測儀，是一種集合了電子測角、電子測距、計算以及數(shù)據(jù)存儲于一體的測量系統(tǒng)。其能夠進(jìn)行角度測量、距離（斜距、平距，高差）測量、導(dǎo)線測量、三維坐標(biāo)測量、交匯點測量以及放樣測量等多種功能，能夠很好的實現(xiàn)測量工作中的一體化。在實際應(yīng)用過程中，將之應(yīng)用到煤礦的實際勘查工作中，能夠有效的簡化實地測量的工作強(qiáng)度，提高測量工作精度。本文從井下測量和地面測量兩個方面詳細(xì)探討了煤礦勘查工作中相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)問題，對全站儀在煤礦勘查測量工作中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了論述。

1 測量前的準(zhǔn)備工作

全站儀使用前的準(zhǔn)備工作是保證設(shè)備正常使用，并確保使用精度達(dá)到要求的基本途徑。全站儀在使用之前，必須對數(shù)據(jù)指標(biāo)差進(jìn)行嚴(yán)格校驗，尤其是對豎盤的讀數(shù)指標(biāo)差，應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格校驗。通常，在較長的使用周期中，一周需要對之進(jìn)行一次校驗，一旦發(fā)現(xiàn)豎角盤左、盤右的讀數(shù)指標(biāo)差出現(xiàn)偏差，則必須對儀器進(jìn)行校驗。

在使用過程中，要對儀器的設(shè)置位置進(jìn)行控制，對于使用環(huán)境中的非原生石板、石塊、公路、膨脹土等場所，一律不能設(shè)置勘查站。因為一旦將設(shè)備設(shè)置在這些地方，人員的走動、風(fēng)吹等因素都會給豎表造成3 s左右的抖動。因此，在實際使用過程中，對設(shè)備的使用環(huán)境要嚴(yán)格控制。由于人體同樣會給設(shè)備造成影響，因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)儀器的豎角出現(xiàn)2 s跳動，且一起的三角架設(shè)置沒問題時，可以要求周圍人員不要隨意走動，為設(shè)備提供良好的作業(yè)環(huán)境。另外，全站儀對視線也提出了對應(yīng)的要求，必須滿足《工程測量規(guī)范》中的相關(guān)要求，測量視線必須≥1.5 m。

2 全站儀在煤礦井下測量的應(yīng)用技術(shù)

井下勘查測量因為受到環(huán)境等多個方面的限制，由于照準(zhǔn)方向較少，因此在實地勘查測量過程中要對全站儀自帶的固化程序予以靈活運(yùn)用。

2.1 角度的測量

角度測量工作是煤礦勘查測量工作的基礎(chǔ)性工作，由于測量的精度將對最弱點與最弱邊的誤差造成影響。在角度測量過程中，全站儀開機(jī)之后進(jìn)入到測量模式中，按下角度測量按鍵，開始進(jìn)行角度測量。將儀器在O點設(shè)置好之后，選擇目標(biāo)A點，并“置零”。然后選擇第二個目標(biāo)B，此時在顯示屏中將選擇角度AOB的水平角目標(biāo)B的垂直角。

2.2 距離測量

在傳統(tǒng)的測量過程中，因為受到人為和地形等因素的影響，傳統(tǒng)的井下測量工作中存在的測量誤差較大的問題。而通過使用全站儀能夠顯著的減低誤差，提高測量的精度和測量效率。因為光在大氣中傳播的過程中，其速度將隨著溫度、氣壓等外部環(huán)境的變化而發(fā)生變化。通常，全站儀將15 ℃、760 mmHg作為設(shè)備設(shè)置的一個標(biāo)準(zhǔn)值，此時的大氣改正為0 ppm。在開展距離測量工作時，為了消除溫度、氣壓等因素對被測量目標(biāo)條件產(chǎn)的影響，應(yīng)該對測量設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。因為光在大氣的傳播過程中，其速度將隨著大氣溫度、氣壓發(fā)生變化，設(shè)置過程中需要將溫度值、氣壓值輸入，全站儀將自動對大氣改正值進(jìn)行計算，同時對測量結(jié)果機(jī)械牛修正。在完成測量次數(shù)、棱鏡常數(shù)和測置模式的設(shè)置之后就能夠進(jìn)行距離測量。

2.3 坐標(biāo)測量

在已知的測點上將測量設(shè)備安置好之后，選擇進(jìn)入到坐標(biāo)測量模式，并將儀器高、棱鏡高、測站點坐標(biāo)、后觀點平面坐標(biāo)和溫度氣壓值等輸入之后，就可以開始坐標(biāo)測量工作。其中，通過輸入后視點平面坐標(biāo)能夠獲得后視點方位角，若知道方位角則可以直接輸入該值。在測量過程中，將后視點照準(zhǔn)之后，將該照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動，通過照準(zhǔn)站點的立棱鏡，按下測量鍵之后就能得到站點的三維坐標(biāo)。

2.4 定向測量

對于礦井中的工程掘進(jìn)、巷道貫通作業(yè)過程中，定向測量尤為重要。需要在工程建設(shè)過程中在巷道的中線、腰線，規(guī)格的三個參數(shù)中，選擇合適的中線，腰線標(biāo)定，從而起到對應(yīng)的貫通作用。與產(chǎn)統(tǒng)的經(jīng)緯儀相比，全站儀的屏幕讀數(shù)能夠減少標(biāo)定過程中的諸多環(huán)節(jié)，從而提高定向測量的精度。

2.5 放樣測量

在井下測量過程中，放樣測量的工程量相對較少，但是對于部分重要的工程設(shè)備安裝時，需要對各種軸線進(jìn)行放樣標(biāo)定，這對測量工作提出了較高的要求。因為全站儀中固化了對應(yīng)的放樣程序，只需要將各項參數(shù)輸入之后就能夠達(dá)到放樣測量要求。

3 全站儀地面勘查測量技術(shù)

3.1 雨后天晴不宜進(jìn)行觀測

雨后天晴，尤其是在冬天山區(qū)中，因為霧氣較大，存在較大的空氣擾動，不宜開展對應(yīng)的工程勘查測量工作，而且地?zé)岱笤O(shè)等將導(dǎo)致視線抖動，不宜開展地面勘查施工。另外，在清晨日出的過程中，測站與前視高差相差較小時，測站至前視方向不宜存在逆光問題，否則不能在望遠(yuǎn)鏡中看到被測目標(biāo)。

3.2 光學(xué)對中器應(yīng)用技術(shù)

全站儀以及棱鏡連接器中都有光學(xué)對中器，在實際應(yīng)用過程中可以采用快速建站的方式：對中—調(diào)平—再對中—再調(diào)平，能夠顯著提高建站速度。在對中器應(yīng)用過程中，要注意幾個問題：①將全站儀固定在初定水平的腳架上；②完成腳架的初步對中，并使用腳螺旋進(jìn)行精確對中；③應(yīng)用腳螺旋精確居中長氣泡；④逐步松開一起與腳架之間的固定螺栓，并輕推儀器基座進(jìn)行精確對中；⑤反復(fù)進(jìn)行精平、對中操作，完成建站工作。

3.3 視距測回數(shù)

按照相關(guān)操作規(guī)范，在進(jìn)行視距測量的過程中，要進(jìn)行四測回操作，且每次測回的讀數(shù)四次平均之后，再將三測回的讀數(shù)平均處理之后作為視距測量的讀數(shù)。但是，在實際的測量過程中，因為全站儀的測距精度相對較高，且在記錄角度測量讀數(shù)過程中所耗費(fèi)的時間較少，所以只需要保證測量過程中視線不受干擾，視距每次的讀數(shù)基本都不會改變，一般一個測回就能夠滿足要求。因此，在實際測量過程中可以根據(jù)每次測回的讀數(shù)情況合理選擇測回次數(shù)。

3.4 其他操作技術(shù)細(xì)節(jié)

在全站儀的使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)儀高、棱鏡高測量精確度不足的問題。根據(jù)測量規(guī)范的相關(guān)要求，棱中心與基座采用游標(biāo)卡尺測量之后，將之作為固定值進(jìn)行記錄，測量過程中使用鋼卷尺對基座以下的部分進(jìn)行測量，兩者數(shù)值的和作為鏡高。但是在實際的操作過程中，對儀高（鏡高）進(jìn)行測量時，通常存在著直接從測樁中心到棱鏡進(jìn)行測量的為，或者將直線按曲線進(jìn)行測量，這種方式都是不準(zhǔn)確的。其次，按照測量規(guī)范中對視線的傾角的要求，全站儀操作過程中必須保證傾角角度<15 ？觷。但是，在實際的操作過程中通常難以達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)。在實際操作過程中通常存在著2 ？觷左右的誤差，這對實際的測量精度影響并不大。對于采用全站儀獲得的測量結(jié)果，必須通過現(xiàn)場進(jìn)行計算，并對測量成果進(jìn)行檢驗。由于整個計算過程相對比較復(fù)雜，因此在測量過程中必須采用計算機(jī)結(jié)合計算軟件對計算結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。另外，當(dāng)使用CAD幾何作圖法對各個控制點的坐標(biāo)進(jìn)行計算時，需要對平面控制測量中控制點的坐標(biāo)進(jìn)行計算，整個計算過程相對較為復(fù)雜，通?？梢允褂肅AD幾何作圖法預(yù)先得到各邊的長度、轉(zhuǎn)角，之后再查詢得到端點坐標(biāo)值。

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