全站儀免棱鏡測量在礦山中的應(yīng)用及成果管理

張潛

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七O三隊 伊寧 835000）

傳統(tǒng)礦山測量主要用到普通經(jīng)緯儀、鋼尺量距等，此作業(yè)方法效率低。隨著科技的進步和大型設(shè)備的使用，礦井掘進效率大幅度提高，傳統(tǒng)的礦山測量作業(yè)方式已無法適應(yīng)生產(chǎn)的需要，全站儀的使用立刻受到普遍的歡迎，免棱鏡測量技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，應(yīng)用于礦山井下測量作業(yè)，有著傳統(tǒng)井下測量作業(yè)方式難以比擬的優(yōu)勢。隨著礦井開采不斷的擴大和延深，地質(zhì)條件越來越差，地殼壓力逐漸增大，礦井巷道也就隨之變形更為嚴(yán)重，加之井下生產(chǎn)環(huán)境比較差，給礦井測量工作帶來了很大的技術(shù)難題，在生產(chǎn)過程中加之地質(zhì)條件的變化以及受回采動壓帶來的影響，往往會使測點發(fā)生不同程度的位移，給測量工作帶來很大的難度和增加不少的工作量。免棱鏡測量技術(shù)不僅是個技術(shù)問題，也是一個管理問題，如何將科學(xué)有效的管理方法在測量工作中進行推廣和應(yīng)用，是做好礦井測量工作的一個重要方面。

1 全站儀免棱鏡測量技術(shù)在礦山建設(shè)及生產(chǎn)中的作用

全站儀免棱鏡測量技術(shù)是一門應(yīng)用科學(xué)，是從實踐中發(fā)展起來的，礦山測量是專門為礦山建設(shè)和生產(chǎn)服務(wù)的。礦山測量在礦山建設(shè)和安全生產(chǎn)中是一項重要的基礎(chǔ)工作，礦山測量工作的質(zhì)量直接影響到礦山的發(fā)展、建設(shè)及安全生產(chǎn)，它在礦山的可持續(xù)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。礦山測量工作為礦山建設(shè)的勘探、基建及生產(chǎn)各階段資源的保護與合理開采提供基礎(chǔ)性技術(shù)資料。地面資料是基礎(chǔ)，聯(lián)系測量是橋梁，井下全站儀免棱鏡測量是反映礦山開采關(guān)系的主要依據(jù)。測量成果繪制成的各種礦圖，及時反映了礦山建設(shè)生產(chǎn)面貌和位置關(guān)系，在安全生產(chǎn)方面起指導(dǎo)作用。

2 全站儀免棱鏡測量技術(shù)工作原理和特點

礦山測量工作是礦井生產(chǎn)和建設(shè)中不可缺少的一項技術(shù)性很強的基礎(chǔ)工作。礦山企業(yè)是由工業(yè)建筑物、地下井巷和采掘工作面所組成的一個復(fù)雜而又緊密聯(lián)系的整體。為了確定和反映井下巷道之間、采區(qū)之間、相鄰礦井之間，以及井下開采場所與地面之間的相互位置關(guān)系，確保礦井安全合理的生產(chǎn)，從礦區(qū)勘探、設(shè)計、基建和生產(chǎn)各階段資源的保護與合理開采提供基礎(chǔ)性技術(shù)資料，直到礦井報廢為止，在整個開發(fā)過程中，都必須經(jīng)常不斷地利用全站儀免棱鏡測量技術(shù)進行測量工作。

2.1 全站儀免棱鏡測量技術(shù)工作原理

全站儀免棱鏡測量一般采用紅外光R和可見激光RL 兩個測量頭同軸集成在小巧的照準(zhǔn)部中。紅外激光測量頭用于對反射板或棱鏡的常規(guī)測量，可見激光用于測量不易到達或根本無法到達安置棱鏡的目標(biāo)，采用的測量信號是激光，測量較近的目標(biāo)時，無需在目標(biāo)點設(shè)置全反射的棱鏡，經(jīng)過物體的漫反射回到全站儀的信號，足以被儀器識別，并通過計算得出所測目標(biāo)點的距離坐標(biāo)和高程，其測距精度可達到31nm+2ppm，現(xiàn)有技術(shù)最高測程可達上千米。

2.2 全站儀免棱鏡測量技術(shù)特點

（1）全站儀免棱鏡測量技術(shù)適宜測量反射面裸露的測點高程，如巖石、房屋、公路等視線可及的地形、地物點高程視線沒有任何障礙的地形地物測量，若中間有障礙物則測量到的是障礙物的坐標(biāo)高程。

（2）要求通視條件好，反射介質(zhì)好;在人員難以到達，反射介質(zhì)好的地形地物測量，如懸崖、溪谷、無法進入的空區(qū)、水庫等，無棱鏡測量技術(shù)非常適用;在反射介質(zhì)較暗、吸光性太強、反射條件不好等地方不宜使用無棱鏡測量。免棱鏡測量要耗費較大的電能，外業(yè)測量時要準(zhǔn)備充足的電源，必要時需配足外掛電源。

3 全站儀免棱鏡測量技術(shù)作業(yè)管理

3.1 基礎(chǔ)工作管理

礦山測量工作是一項基礎(chǔ)技術(shù)性很強的工作，是礦井建設(shè)、生產(chǎn)的重要組成部分。測量工作貫穿于整個礦井的每項工程，要做好這項基礎(chǔ)工作。首先，一定把好資料圖紙的審核關(guān)，設(shè)計圖紙是千萬個測量數(shù)字的成果，如果測量放線的人員沒有把錯誤審核出來進行施工測量放線，一定會造成重大的經(jīng)濟損失，也會給礦井的建設(shè)和安全生產(chǎn)及可持續(xù)發(fā)展造成很大的影響。這不僅僅是一項技術(shù)問題，也是一項管理問題。杜絕測量工作的失誤，如何將行之有效的基礎(chǔ)工作管理方法在測量中推廣應(yīng)用，也是做好礦山測量工作的重要內(nèi)容。

3.2 測量工作管理

礦山測量作業(yè)過程中，要求以最短的時間、最少的人力、最少的財力獲得符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的成果。因此，礦山測量人員除了掌握理論和儀器的熟練操作方法之外，還要求具備計劃與組織工作的能力，并能夠提出優(yōu)化的工作方案。在實際測量工作中，為了防止測量誤差的積累，要遵循的基本組織原則是:在布局上“從整體到局部”;在程序上“先控制后碎部”;在精度上“由高級到低級”。

4 全站儀免棱鏡測量技術(shù)的應(yīng)用

目前全站儀免棱鏡測量技術(shù)比較成熟，拓普康N603全站儀免棱鏡激光測量測程超過200m，測角精度為1”，無棱鏡測量精度可達2mm+2pp，可充分滿足礦山井下測量作業(yè)需要，能夠很好地應(yīng)用于井下采掘測量作業(yè)。

全站儀通過免棱鏡測量可提供通過視準(zhǔn)軸的可見光，在掘進工程放樣中可直接代替視準(zhǔn)軸視線，可順利地在現(xiàn)場投射至作業(yè)面的頂?shù)装?、幫板上，直接?yīng)用可見激光進行方向線、中腰線標(biāo)定，放樣工作直觀高效;采集到的數(shù)據(jù)均有三維坐標(biāo)，可在任意方向上切出準(zhǔn)確的剖面圖。對于井下大斜道、大型井下硐室等工程，采用全站儀免棱鏡測量優(yōu)勢明顯。并且作業(yè)時間較傳統(tǒng)方法大幅縮短，同時測量人員的安全得到了很好地保障。在測量精度和作業(yè)效率上，傳統(tǒng)測量作業(yè)方式都無法比擬。

5 全站儀免棱鏡測量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

（1）應(yīng)用于危險采場測圖時有安全保障優(yōu)勢:采場不安全因素多，用全站儀激光測量，可在安全區(qū)域設(shè)站，不需進入危險區(qū)域即可準(zhǔn)確地測出采場輪廓，為測圖人員提供了安全保障，并可大幅提高測圖精度。采用免棱鏡測量進行測圖，可快速準(zhǔn)確地采集硐室數(shù)據(jù)，每個采集到的點都有三維坐標(biāo)，反映采場輪廓和頂?shù)装迩闆r。

（2）提高測量作業(yè)效率和測量精度:采用全站儀免棱鏡紅外測量，可大大地加快作業(yè)工效對掘進工程進行測圖和中腰線標(biāo)定時，通過紅外線指示目標(biāo)，可輕易地實現(xiàn)采場頂?shù)装甯叨葴y量投點和標(biāo)定方向等工作，很方便地進行高精度導(dǎo)線測量及工程放樣，巖體位移監(jiān)測;通過采場和掘進工程實際結(jié)構(gòu)圖，可很方便的了解井下巷道工程施工狀況，控制施工質(zhì)量具有非常好的效果。

6 結(jié)束語

全站儀免棱鏡測量技術(shù)成熟，儀器性能可靠，通常情況下其測值精度和穩(wěn)定性與儀器的標(biāo)稱指標(biāo)一致。當(dāng)物體表面的反射能力足夠強、且信號穩(wěn)定，則物體表面的粗糙程度對測量數(shù)據(jù)的影響并不明顯，除特殊顏色(黑色)外，材料顏色對測距精度影響不明顯，但顏色越淺，物體的反射信號越強對測距有利。當(dāng)儀器瞄準(zhǔn)透明物體時，一般不能得到正確的距離值，其誤差隨被測物體的透明度及背景物體的距離而變化。因此，在實際工作中，應(yīng)避免照準(zhǔn)如玻璃之類的透明物體。全站儀免棱鏡測量技術(shù)在礦山測量中占有很重要的地位，由于測量工作在野外進行，野外環(huán)境條件的好壞對測量儀器的影響很大。因而，應(yīng)該選擇相當(dāng)精細(xì)的儀器，選擇有利的工作環(huán)境和良好的野外條件，測量作業(yè)人員必須熟練操作測量儀器，并且愛護儀器。有了精密完善的測量儀器，還必須對測量方法進行周密研究，以確保測量成果質(zhì)量可靠。