礦山井下全站儀導線測量方法的種類及其應用分析

1、礦山井下全站儀導線測量方法的種類及其應用分析    摘要：論述了許多種井下全站儀導線測量方法與測量技術，通過分析各種導線的應用條件，從而認為對于精度要求較高的井下測量，我們必須采取相應措施和合適的導線測量方法，才能確保測量的精度。 關鍵詞：導線測量；全站儀；井下測量 中圖分類號：V242文獻標識碼： A 文章編號： 0、引言 目前多數(shù)礦山井下測量的主要方法是導線測量，由于全站儀同時兼?zhèn)錅y距、測角的功能，并且現(xiàn)在生產(chǎn)的全站儀又有內(nèi)置許多種測量軟件，測量人員可以通過不同要求選取不同的測量方法。全站儀廣泛地應用在各個測量領域，全站儀已成為最常用的測量儀器，如在

2、鐵礦、煤礦等礦山生產(chǎn)建設的測量中，特別是在井下測量時，我們知道導線測量是最主要的測量技術，由于全站儀導線可同時測得井下目標的三維位置，這樣就可以省去井下水準測量，所以，在礦山測量中已經(jīng)得到了非常廣泛地應用。 1、井下常用全站儀導線測量方法 1.1、坐標導線測量 全站儀具備測距與測角的功能，同時它內(nèi)置又有大量的測量軟件，所以，測量人員只需通過進入坐標測量菜單，通過儀器操作提示步驟來進行測站設置、儀高覘高、后視定向等量取并且輸入后，即可以進行坐標測量，依此，一站一站地往前傳遞，即可以得到各導線點的平面坐標和高程，這是就是測量人員時常用到的方法，通過這種方法可直接測出每個點的三維坐標，而不需要進行導

3、線的內(nèi)業(yè)計算，但它也有不足的地方。例如，該方法測量導線，實際只測了半個測回垂直角、水平角、單次距離測量等，而測量結果沒有進行平差計算，并且測量過程中后視定向后所謂的坐標測量檢核只是起到了距離檢核的作用，若測站坐標和后視點坐標對調(diào)后，這樣就檢查不出來了。因此該方法的測量精度較低，容易出錯且難檢查出來，在井下控制測量、貫通測量時，要求慎用該方法。 1.2、測角測距導線 這是導線測量最基本的形式，即通過測量導線點水平角、垂直角和導線邊距離，量取儀器高和覘標高，然后再進行導線的內(nèi)業(yè)平差計算。根據(jù)規(guī)范要求，該方法測量的水平角、垂直角、距離至少一個測回，這樣每個觀測量之間都有檢核，其計算得到的各導線點坐標

4、都是通過平差計算后的值，其精度也有較大提高。特別是在短距離測量時，若用前面坐標測量方法施測，x、y坐標值可能只相差12mm，但相應的水平角或方位角就會相差幾十秒以上，這對后面導線點位置的影響較大。而測量水平角方法可以進行上、下半測回或多個測回取平均值，可有效地減小短距離測量時方向的誤差影響。 2、改進的全站儀導線測量方法 2.1、四架法 如圖，井下連續(xù)的支導線點A、B、C、D、E、F、G、H，若點為井下貫通導線的平面及高程起算點，BA點的方位為起算方位，則第一站時在點安置全站儀，在A、C兩點安置棱鏡，A、B、C點均對中整平后，即可開始觀測，同時對點人員用第四個腳架和基座在D點對中整平。點觀測結

5、束后 （此時D點基座也已對中整平），全站儀從B點基座拔出后快速、安全的移至C點基座上，后視作業(yè)人員將A點棱鏡移至B點基座上，前視作業(yè)人員將C點棱鏡移至D點基座上，B、C、D點均精確整平后即開始第二站的觀測。同時送腳架人員應迅速將點腳架和基座送給前面對點人員，以供對點人員在點對中整平。如此循環(huán)，直至該支導線施測完畢。該方法對于大型貫通測量是一種行之有效的施測技術，具有操作簡便、精度高、作業(yè)時間短等特點。適用于礦山井下貫通導線測量，對于風速較大的巷道，施測效果更顯著。 圖井下導線測量圖 2.2、三架法 三架法與四架法相比，少用一腳架，如圖，井下連 續(xù) 的 支 導 線 點A、B、C、D、E、F、G、

6、H，若B點為井下貫通導線的平面及高程起算點，BA點的方位為起算方位，則第一站時在點安置全站儀，在A、C兩點安置棱鏡，A、B、C點均對中整平后，即可開始觀測。點觀測結束后，全站儀從B點基座拔出后快速、安全的移至C點基座上，后視作業(yè)人員將點棱鏡移至點基座上，前視作業(yè)人員將點腳架基座移至D點并整平對中，將C點棱鏡插入D點基座中，B、C、D點均精確整平后即開始第二站的觀測。由此可見，每觀測完一站，只需在新的前視點上將腳架和基座整平對中一次，提高了工作效率，并可少配一技術人員。 2.3、臨時過渡點法 在井下導線測量時，有時并不需要每個導線點坐標，如圖，只需由已知點A、B開始，測出巷道開掘位置G、H點的坐

7、標，而中間點C、D、E、F只作為過渡點，這些點可不必保留，測量時就可選合適的位置，只需整平無需對中，這樣可節(jié)省大量中間點的儀器操作和選點埋石時間。 3、陀螺全站儀導線 陀螺全站儀是一種將陀螺儀和全站儀集成于一體的且具有全天候、全天時、快速高效獨立的測定真北方位的精密測量儀器，是利用高速回轉(zhuǎn)體的內(nèi)置陀螺進行真北方向準確定位的高精度全站儀，其優(yōu)勢在于其真北方向的準確確定，主要用于大型隧道貫通測量、地鐵定向測量、礦山貫通測量、建立方位基準及導航設備標校等領域。近年來，隨著國產(chǎn)陀螺全站儀的研制成功，陀螺全站儀導線測量在我國大型礦山已經(jīng)開始推廣應用。 3.1、陀螺全站儀導線優(yōu)點 操作簡便，自動定向測量，

8、精度高。而且全部數(shù)據(jù)現(xiàn)場自動記錄 （自動測時、自動記錄陀螺讀數(shù)、自動計算等），通過數(shù)據(jù)線可將數(shù)據(jù)存儲在計算機中，并打印輸出。 直接測得定向邊的坐標方位角，可同時完成定位、定向工作。實時指導現(xiàn)場施工工作，一般自動陀螺儀只給出定向邊的陀螺方位角。 測量效率高。完成一次定向時間約15分鐘，同時可在現(xiàn)場提供導線邊的坐標方位角、測站點的三維坐標、甚至還有待測點的坐標等，可不需要另外作繁瑣的內(nèi)業(yè)計算。此外，該系統(tǒng)對儀器內(nèi)、外溫差沒有特別的要求，從地面進入到豎井內(nèi)就可以立即開展定向工作。 受測量環(huán)境影響小。儀器能夠在一定振動環(huán)境下工作，可以大幅減少停工時間。 陀螺全站儀導線應用 圖2為*股份有限公司礦山二采

9、200中段貫通測量圖。該方案使用高精度磁懸浮陀螺全站儀進行定向和測量，大幅降低了豎井聯(lián)系測量的勞動強度，提高了聯(lián)系測量效率，節(jié)約了成本，提高了礦山巷道的貫通精度，保證了山巷道的準確貫通。 圖馬坑礦業(yè)礦山二采200中段貫通測量圖 測量效果 根據(jù)生產(chǎn)設計，該工程確定了兩個貫通相遇點。貫通點貫通路線從西風井至專用進風井，井下長1530m，地面約700m，共2200，貫通誤差為方位角誤差5，點位誤差42mm，高程誤差48mm。2貫通點貫通路線從專用進風井至副井， 井下長1484m， 地面約700m， 共2200，貫 通 誤 差 方 位 角 誤 差37，點 位 誤 差58mm，高程誤差97mm。均小于規(guī)范規(guī)定的要求，取得了良好的測量效果。 4、結語 全站儀導線測量是井下測量最常用的方法，其布點靈活方便，精度能高能低。從目前情況看，大部分礦山測量人員習慣用坐標支導線測量，通常不對測量導線能否達到工程建設所要的精度進行分析，這樣對精度要求較高的貫通工程，貫通后實測的偏差值往往偏大，有時滿足不了規(guī)范規(guī)定或生產(chǎn)設計的要求，勢必影響工程建設的質(zhì)量。因此，在井下測量全站儀導線時，應根據(jù)不同情況采用較理想的測量方法，特別是對于大型的巷道貫通測量，需先進行貫通測量的技術設