全站儀支導(dǎo)線在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

謝東旭

摘要：隨著社會(huì)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建設(shè)綠色礦山在全國范圍內(nèi)開展得如火如荼，實(shí)現(xiàn)礦山數(shù)字化是綠色礦山的重要組成部分，新形勢(shì)下構(gòu)建礦山三維可視化模型依然成為礦山技術(shù)人員迫切需要完成的任務(wù)。通過對(duì)全站儀支導(dǎo)線技術(shù)和全站式三維激光掃描儀在某中型銅礦井下的應(yīng)用，闡述了兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，為礦山井巷工程構(gòu)建三維可視化模型提供參考。

關(guān)鍵詞：全站儀;支導(dǎo)線;礦山測(cè)量

1、前言

目前，我國正處于飛速發(fā)展的全新時(shí)期，礦山企業(yè)及礦山測(cè)量工作也將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。礦山測(cè)量的主要工作包括地面測(cè)量和井下測(cè)量，一直以來我們延續(xù)礦山測(cè)量的任務(wù)包括建立礦區(qū)地面控制網(wǎng)并繪制礦區(qū)地形圖;對(duì)礦區(qū)內(nèi)地面附著物進(jìn)行測(cè)量，繪制礦區(qū)平面圖;對(duì)井下各類工程進(jìn)行施工控制和竣工測(cè)量等。但是隨著科學(xué)技術(shù)和綠色礦山建設(shè)要求的不斷提高，礦山二維圖紙已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)需求，因此探索更加先進(jìn)并且適合礦山的新測(cè)量方法是當(dāng)下礦山測(cè)量人面臨的共同問題。

2、測(cè)量方法及應(yīng)用

2.1礦山測(cè)量簡要分析

我國的地理面積比較大，很多地區(qū)的地形地貌條件都有很大的差異，所以需要結(jié)合不同的情況做出分析。伴隨著項(xiàng)目規(guī)模在大幅的提升，很多人都開始重視項(xiàng)目工程的質(zhì)量和基礎(chǔ)，測(cè)繪質(zhì)量也隨之要求提高。因?yàn)轫?xiàng)目實(shí)施中包含很多的影響因素，特殊地形也是比較常見的，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)并不能滿足當(dāng)前的使用需要，測(cè)繪精度很差，會(huì)影響項(xiàng)目總體施工。因此，要積極的實(shí)現(xiàn)測(cè)繪技術(shù)的創(chuàng)新，提高測(cè)繪總體水平，尤其是特殊地形的測(cè)繪技術(shù)研發(fā)，要應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，以滿足特殊地形條件下的測(cè)繪工作需要。以傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)作為基礎(chǔ)，了解到不同地形條件的需要，通過現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)展開測(cè)繪工作，可以保證測(cè)繪工作有序的應(yīng)用，滿足當(dāng)前社會(huì)的應(yīng)用需要。在項(xiàng)目流程的設(shè)置中，包含很多種測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，還有些是傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的使用，任何技術(shù)都要考慮到測(cè)繪現(xiàn)場的具體情況，制定出切實(shí)可行的測(cè)繪方案，獲取準(zhǔn)確的測(cè)繪地形數(shù)據(jù)信息。

2.2測(cè)量中存在的問題

采用全站儀三架法測(cè)量支導(dǎo)線雖然具有很多的優(yōu)勢(shì)，但是在實(shí)際測(cè)量工作中，應(yīng)用三架法進(jìn)行支導(dǎo)線測(cè)量還存在著一定的問題，必須重點(diǎn)做好以下幾方面：

2.2.1讀數(shù)、記錄以及計(jì)算失誤

在礦井中進(jìn)行項(xiàng)目測(cè)量工作期間，邊長量測(cè)不精準(zhǔn)和角度量測(cè)不精準(zhǔn)的問題時(shí)有發(fā)生，偶爾還會(huì)出現(xiàn)水準(zhǔn)量測(cè)前后刻度讀反的情況，另外在對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行登記期間還會(huì)產(chǎn)生誤記和誤抄的問題。標(biāo)定工作不正確，在對(duì)礦井中的項(xiàng)目進(jìn)行量測(cè)期間，利用不精準(zhǔn)的標(biāo)注參數(shù)和不精準(zhǔn)的標(biāo)注長距的情況時(shí)有發(fā)生，另外還會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)線核算結(jié)果擇取不精準(zhǔn)、高程標(biāo)注不精準(zhǔn)和運(yùn)用的巷道方向標(biāo)注不精準(zhǔn)的問題。此外，有時(shí)在量測(cè)期間未能根據(jù)實(shí)際的量測(cè)參數(shù)為根據(jù)來實(shí)施標(biāo)注工作和未能針對(duì)標(biāo)注結(jié)果實(shí)施嚴(yán)格的檢驗(yàn)處理等問題。

2.2.2相關(guān)的管理制度、準(zhǔn)備工作不夠完善

一些部門人員沒有針對(duì)煤礦的量測(cè)工作編制完善的監(jiān)督管理規(guī)范，在進(jìn)行量測(cè)工作時(shí)有些流程并未充分遵照《煤礦測(cè)量規(guī)程》中的相關(guān)制度來進(jìn)行。對(duì)礦山進(jìn)行量測(cè)的工作人員在下到井內(nèi)以前必須將一切預(yù)備工作做好，特別是要將用到的工具儀器都帶齊全。假如在即將下井時(shí)才開始在慌亂中預(yù)備便會(huì)極易出現(xiàn)遺漏的情況，導(dǎo)致礦山量測(cè)活動(dòng)不能順利進(jìn)行，耽擱了時(shí)間。在對(duì)礦山進(jìn)行量測(cè)期間，必須要用的工具包括：筆、紙張、尺子、棱鏡以及激光筆等等。另外還有些量測(cè)儀器必須在蓄電池供應(yīng)電能的情況下才能保持工作狀態(tài)，因此在下到井中前還應(yīng)該預(yù)先檢驗(yàn)蓄電池是否有充足的電能，以免下到井中才發(fā)現(xiàn)電能不夠用，進(jìn)而嚴(yán)重影響了礦山量測(cè)工作的正常開展，甚至出現(xiàn)工期延誤的情況。

3、測(cè)量方法

3.1井下導(dǎo)線測(cè)量

礦山井下最常用的測(cè)量形式是全站儀測(cè)角測(cè)距導(dǎo)線測(cè)量，即通過測(cè)量各導(dǎo)線點(diǎn)水平角、垂直角和距離，并量取儀器高和覘標(biāo)高，然后再進(jìn)行導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)平差計(jì)算，以此來確定各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。根據(jù)礦山測(cè)量規(guī)范要求，全站儀導(dǎo)線方法所測(cè)量的水平角、垂直角和距離至少需要一個(gè)測(cè)回，從而使每個(gè)觀測(cè)量之間都有相應(yīng)地自我檢核，內(nèi)業(yè)平差計(jì)算得到各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)，它們的精度也會(huì)有較大提高。特別是在短距離導(dǎo)線測(cè)量時(shí)，我們對(duì)于測(cè)量水平角可以進(jìn)行上、下半測(cè)回或多個(gè)測(cè)回取平均值的測(cè)量方式，可有效地減小短距離測(cè)量時(shí)水平角測(cè)量所帶來的誤差影響。

3.2井下導(dǎo)線測(cè)量出現(xiàn)的具體問題

導(dǎo)線點(diǎn)位置在礦山井下巷道這樣的環(huán)境下，一般為了減少行人和車輛的破壞，都會(huì)將導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)置在穩(wěn)定的頂板巖石上。但是這樣的設(shè)置方法有不足之處，一是頂板較高，造成對(duì)中困難，每次進(jìn)行儀器、覘標(biāo)設(shè)置時(shí)，都是采用懸掛垂球的方法完成儀器地對(duì)中，測(cè)量過程中為了減小對(duì)中誤差對(duì)結(jié)果的影響，一般只能增加對(duì)中次數(shù)[3];二是儀器對(duì)中精確度不高從而對(duì)測(cè)角影響較大。那么如何及準(zhǔn)確又快速地安置好儀器，這是礦山井下導(dǎo)線測(cè)量工作的效率和精度保證。市面上的全站儀、半站儀、經(jīng)緯儀多數(shù)都是儀器下對(duì)中整平，因此本文研究將頂板導(dǎo)線點(diǎn)傳遞到巷道底板，這樣就可以大大提高工作效率和精度，又能符合大多數(shù)儀器操作，下面介紹此方法的具體實(shí)施和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。

3.3測(cè)回法的應(yīng)用

測(cè)回法的測(cè)量步驟如下：全站儀在盤左狀態(tài)下瞄準(zhǔn)后視棱鏡，水平度盤置零，按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)儀器，照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)前視棱鏡并讀數(shù);將全站儀置于盤右狀態(tài)下，先照準(zhǔn)前視棱鏡并進(jìn)行讀數(shù)，然后按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)儀器，照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)后視棱鏡并進(jìn)行讀數(shù)。將兩個(gè)半測(cè)回所得角度進(jìn)行求平均值，以此作為最終測(cè)得的角度值。

測(cè)量了水平角度之后，我們還需要兩點(diǎn)之間距離的測(cè)量數(shù)據(jù)，兩點(diǎn)之間距離的測(cè)量，我們使用全站儀的測(cè)距功能，會(huì)很快計(jì)算出兩點(diǎn)之間的斜距和平距。

3.3根據(jù)需要進(jìn)行比例尺的放大與縮小

測(cè)繪工作開展中，很多情況下被測(cè)繪的物體或者區(qū)域都屬于不規(guī)則的，測(cè)繪難度是很高的，要想有效的處理不規(guī)則的地物測(cè)量問題，可以在測(cè)量中進(jìn)行比例尺的放大與縮小來實(shí)現(xiàn)。具體是如下幾個(gè)方面：首先，確定合適的被測(cè)定的目標(biāo)，采取科學(xué)合理的測(cè)繪技術(shù)，通常會(huì)應(yīng)用航拍測(cè)繪技術(shù)，全站儀測(cè)圖技術(shù)可以使用到很大的范圍內(nèi)，然后就可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)地形測(cè)繪工作。為了讓測(cè)繪工作順利的進(jìn)行，可以把地形設(shè)定為規(guī)則的形式，然后才能開始進(jìn)行測(cè)繪工作。在基本測(cè)繪工作后，把測(cè)繪地形按照某種標(biāo)準(zhǔn)分解成為多個(gè)規(guī)則性的小塊，然后經(jīng)過分割較小的目標(biāo)利用比例尺放大的作用，通常都會(huì)放大到一定程度以保持和規(guī)則地形是相似的，就能夠測(cè)繪作業(yè)。這種多種情況下調(diào)整比例尺的方式，可以完成特殊地形測(cè)繪工作，數(shù)據(jù)信息也更加的精確。

4、結(jié)束語

綜上所述，隨著礦山測(cè)量要求的不斷提高，全站儀被廣泛的應(yīng)用在礦山支導(dǎo)線的測(cè)量工作中，礦山測(cè)量環(huán)節(jié)中，優(yōu)化特殊地形的測(cè)繪方案選擇和使用，可以提高特殊地形的準(zhǔn)確測(cè)繪，形成更加完善的測(cè)繪工作體系。此外，還需要加強(qiáng)新技術(shù)的研發(fā)，促進(jìn)特殊地形測(cè)繪的準(zhǔn)確性，提高測(cè)繪工作的效率，保證測(cè)繪工作高效、準(zhǔn)確的進(jìn)行，以滿足各個(gè)工程領(lǐng)域的應(yīng)用需要，促進(jìn)社會(huì)的科學(xué)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓祖炎.全站儀及貫通誤差預(yù)計(jì)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)研究，2019，4（22）：135-136.

[2]李濤.探析全站儀在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[J].決策探索（中），2019（04）：17-18.

[3]程明飛.全站儀測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2018（10）：53-54+57.

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