全站仪在矿山测量中的应用
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【摘要】在采矿工程中，测量工作起着重要作用。在矿区开发的全过程中都要进行矿山测量工作，伴随着矿井的建设、生产的每个时期。随着人们对测量精度要求的不断提高，全站仪的出现为测量精度带来了新精度，并且在测量领域得到了广泛应用。
【关键词】全站仪；平面控制测量；高程控制测量；贯通预计
随着测量技术的快速提高，全站仪已普遍用于控制测量、地形测量及矿山测量中，并以其简捷的测量手段、高速的电脑计算和精确的边长测量，深受广大测绘人员的欢迎。近年来，全站仪导线测量随着其测量精度的大幅度提高和作业方式的改变，在矿山测量方面得到了广泛应用。在具体生产过程中，采用全站仪导线测量的方法增加若干测站点，可以保证图根控制与碎部测量同时进行。
1.全站仪的概念
全站仪是全站式电子速测仪的简称，它是集测角、测距、记录、存储、运算等多种功能于一体的新型电子类仪器，具有速度快、精度高、存储量大、稳定性好、人为影响小等优点。近几年来，防爆型全站仪在煤矿测量中逐步得到应用，利用全站仪可以测设复合导线、支导线或者支点，进行矿区加密图根控制测量点。利用全站仪还可以依托现有的软、硬件设施，外接测量仪器和输入、输出设备，完成对井下空间数据进行采集、输入、编辑、成图、出图的一条龙作业，同时利用全站仪还可以完成井上下的联系测量、井下导线的测设、特殊工程放样等工作。由于全站仪测角和测距的电子化，大大简化了工作程序，减少了测角和钢尺的误差，从而大幅度的提高了井下作业的精度和效率。
2.全站仪应用在井下平面控制测量
由于受井下巷道条件的限制，井下平面控制均以导线的形式沿巷道布设，而不能像地面控制网那样有测角网、测边网和GPS网等多种可能方案。全站仪井下平面控制测量的目的是建立井下平面测量的控制，作为测绘和标定井下巷道、硐室、回采工作面等的平面位置的基础，也能满足一般贯通测量的要求。
在井下巷道掘进过程中，全站仪应用在井下平面控制测量，主要采用一个测回法，分为两个半测回，测量过程中要求两个半测回的互差和2C值均控制在《煤矿测量规程》的要求之中，测量人员在测量过程中必须严格执行，并做到认真检核。
井下基本控制导线测量是一项非常重要的测量工作，它直接影响着矿井各项贯通工程的精度以及地面建筑物和井巷工程的相对精度，必须认真执行《煤矿测量规程》的要求，同时做好人员的组织、协调工作，加强自身安全，保护好各种仪器。
3.全站仪应用在井下高程控制测量
3.1全站仪井下高程测量是测定井下各种测点高程的测量工作
其目的是为了建立一个与地面统一的高程系统，确定各种采掘巷道、硐室在竖直方向上的位置及相互关系，以解决各种采掘工程在竖直方向上的几何问题。
3.2全站仪高程测量的具体任务大体有以下几项：
（1）在井下主要巷道内精确测定高程点和永久导线点的高程，建立井下高程控制网。
（2）给定巷道在竖直面内的方向。
（3）确定巷道底板的高程。
（4）检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输巷道纵剖面图。
3.3全站仪井下高程测量的方法
全站仪井下高程测量主要采用三角高程测量的方法。三角高程测量方法主要是将全站仪安置在测点，对中整平，在前视点悬挂垂球。用望远镜瞄准垂球线上的标志点，测出倾角，并用激光测距法测出距离，最后量取仪器高和前视点，整个操作过程简单方便，取代了传统的钢尺测距法，简单、快捷且精度高。
全站仪附合高程路线的闭合差，可按边长成正比分配。复测支线终点的高程，应取两次测量的平均值。高差经改正后，可根据起算点的高程推算各导线点的高程。
3.4全站仪三角高程测量的优点
（1）用全站仪三角高程测量方法代替水准测量，方法简单易行，测量速度快，为今后快速、准确的建立高程控制网提供了新的途径。
（2）全站仪测量高程，可灵活选择测站点的位置，可节约时间，降低劳动强度，比钢尺量距更具有明显优势。
（3）全站仪单向高程测量，可消除一些系统误差的影响，并在一定范围内可代替四等水准测量。
（4）可灵活增加测回数，以提高距离和竖直角的观测精度。
为了提高贯通测量的准确性和可靠性，必须编制合理的测量方案，采取有效的测量方法，结合工程实例，分析井下控制网，进行导线测量并加测陀螺定向边对贯通巷道精度的影响，通过对贯通测量误差预计分析，在贯通点上，分别对两中线间和腰线间进行极限误差预计，保证贯通测量的精度。
全站仪在井下贯通测量中的应用，是一项非常重要的测量工作。贯通测量的任务就是保证巷道在贯通点或相遇点上，其测量误差不超过一定的数值，能够满足《煤矿测量规程》和巷道施工的需要。任何测量工作都不可避免的带有误差，所以每次贯通工程测量前必须做贯通误差预计，从而制定合理的测量方案，保证了井巷工程顺利贯通。在生产实践中，全站仪通过结合陀螺定向、立井定向、立井高程传递等测量方法，对贯通测量进行误差分析，评定全站仪的测量精度，并应用到贯通测量误差分析中，提高了贯通效率，节约了测量时间，提高了测量精度。
在全站仪井下贯通测量的数据处理中，主要利用AUTOCAD、EXCEL进行贯通测量误差预计。利用AUTOCAD的强大绘图功能可以进行煤矿各种测量图纸的绘制，把图上点位坐标直接导出到数据文件，可大大简化坐标输入工作，解决了手工输入坐标工作量大、而且容易出错的问题，同时EXCEL强大的表格处理、函数功能以及简便的可视化操作为广大用户所青睐，按照贯通测量误差预计的原理，与测量计算方法相结合，便贯通测量误差计算工作变得简单快捷，大大提高了测量人员的工作效率。
5.结语
传统的测量控制方法已经逐步被全站仪导线测量方法所取代，在采用全站仪进行矿山导线测量时，要牢牢记住全站仪的测量计算方法和误差分析方法，充分发挥其导线测量的优势，这样不仅可以提高测量效率，更能有效的将矿山测量的作用发挥到极佳。煤炭工业日新月异，煤矿已逐步实现标准化、现代化，相信随着测量仪器的不断更新换代，全站仪在矿山测量中的应用会促使煤矿测量这个交叉学科得到更加长足的发展，从而更好的服务于矿山，促进煤矿的可持续发展。[科]
【参考文献】
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