AUTO CAD制图和全站仪在矿井测量技术中的运用浅谈

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[摘 要]通过具体论述CAD制图软件应用特点和全站仪应用特点及实例，表述了全站仪以及CAD制图在矿山巷道测量中运用优点。

[关键词]CAD制图；全站仪；运用

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0100-01

1、前言

auto cad制图软件自1982年问世以来，短短20多年时间，其功能之强大，已应用到机械、电子、建筑、矿山等各方面领域，为国民经济的提高及对从业人员的效率起到了巨大的变革作用，目前，AUTO CAD制图软件已经成为国际通用的绘图软件，经过近30年的发展，其功能从最初的绘制工程用图，发展到各行各业的二次开发之后所需的各项功能，从数据的分析、信息的输入输出、模拟作业，直到建立相关行业所需的强大数据库，已经基本完成了制图软件和现代手段结合的角色转换。从煤矿制图和测量技术来讲，将AUTO CAD制图软件和全站仪相结合使用，其精确度和效率也达到了快速、准确的要求。

随着煤矿的生产能力向着大中型化和现代化发展趋势，矿井的建设和开采对测量的精度要求越来越高，矿山测量在煤矿建设发展过程中起着越来越重要的角色，直接关系到建矿初期投资成本和建成投产后对安全生产的指挥作用。在矿山测量中，内业资料计算占有很重要的比重，内业资料计算的准确无误与速度决定了测量工作的成效，内业资料计算的方法和准确性又与外业所用的仪器和操作方法又有着直接关系。传统的矿山测量一般采用经纬仪测量，其精度受人员操作、井下气候、仪器本身精度等诸多因素影响，其精度和效率难以达到设计要求，经常出现速度慢、误差大、成本高、效率低等现象。与传统测量相比较，全站仪作为现代矿井施工测量主要仪器之一，是一种将红外测距仪和电子经纬仪合为一体的仪器，具有测距和测角的双重功能，与传统经纬仪测量相比，可省时省工，测量速度快，精确度高等特点。

2、AUTO CAD的特点

AUTO CAD制图是一种矢量形式的CAD软件，其图形元素（如点、线、文字注记及各类专用符号）都是由一组或多组X、Y、Z坐标确定的，便于成图后使用。CAD图形中的元素可以是简单的点、线，也可以是由这些基本元素组合形成的块，不同元素可以存放在同一个图形之中，在同一个图形里又可分不同的层、不同的色，在同一层里可以存放具有相同性质的若干图形元素，如一幅井上下对照图中的地形等高线可放在同一图层中，采掘巷道可以存放到另一个图层中，井巷控制点还可以存放在另一图层里，使各类图纸易于管理。

3、AUTO CAD制图的应用

在矿井生产过程中，采掘工程平面图、井上下对照图、采掘计划布置图等是指导矿井生产的核心，各类采掘巷道的布置直接关系到生产各环节的好坏，所以采掘图纸成图质量的高低在矿井生产中起着重要作用。和传统绘图比较，采用手工将实测点放置到图纸中或者从图纸中选取导线点求取坐标都存在误差，造成数据精度低。在电子技术发展的今天，CAD图纸实现了电子化，图纸易于保存，不受自然因素（如空气湿度、图纸变形、破损等）影响，可以将全站仪实测的数据直接输入电脑中，通过CAD软件可以完美绘制成电子图，为现场生产提供准确的数据，并且数据准确，计算简单，大大提高的测量工作效率，减轻工作量。

4、全站仪的特点

全站仪是全站型电子测速仪的简称，可实现自动测角、自动测距、自动计算和自动记录的一种多功能高效率的测量仪器，电子全站仪进行空间数据采集和更新，实现测绘数字化，在矿井生产过程中，通过测量工作实现对生产进行实时监控和指导，由于井下采掘活动不断改变，就必须要求测量工作及时准确。

5、全站仪的应用

在当前的矿山测中，全站仪以其高精度、使用简便和特点，在矿山测量中得到广泛应用，它将测量从传统的二维测量提升到三维测量的高度，使测量效率大为提高，以全站仪为代表的智能化、数字化仪器是测量仪器今后的发展方向之一，有了全站仪等先进测量仪器和电子计算机技术的大力支持，可以建立三维护数据自动采集、传输、处理的测量数据处理系统，将传统的手薄记录、手工记录、繁琐的计算等大量重复工作中解放出来，在减轻工作人员的强度同时效率也得到了极大提高，同时速度加快，测量精度也得到了保证。由于AUTO CAD具有设定坐标系、绘图和取点的功能，而全站仪具有高精度与方便快捷特性。现结合博峰煤业有限责任公司东井在改扩建期间从2314m水平至2581m水平的井下轨道上山贯通测量简要说明全站仪和CAD制图相结合的方法。

6、工程实际

博峰煤业有限责任公司东井采用平硐开拓，设计二号至四号平硐轨道上山布置在A2煤层底板岩层中，伪斜倾角27°，下部车场标高+2317m，上部车场标高+2592m，伪倾斜轨道上山斜长624m，各分层通过石门及甩车场与轨道上山连接，锚喷支护，轨型22kg/m，净断面6.1m2。主要承担升降人员、上下材料及设备。

6.1 为了保证贯通该轨道上山，采用的测量仪器为徕卡TCR402型全中文电子全站仪，绘图软件采用CAD2004，首先将轨道上山下部车场巷道进行实测，将实测点绘制到CAD2004工程图上。

6.2在下部车场设置三个永久点，从CAD2004图上选取轨道上山起坡点，当施工到轨道上山起坡点时，可以从设计上的CAD2004图上标注轨道上山的中线点的坐标，利用全站仪的坐标放样功能，按照设计的坐标放将路线中线到巷道顶板上，避免了传统放线中夹角上的误差。

6.3轨道上山的腰线也利用坐标放样的方法，在该点坐标的高程点架上全站仪将高程点打在左右的巷道帮，并计算出巷道的腰线并标注在巷道的中线上，用激光指向仪打出巷道上山的27°的倾角，采用此方法避免了因巷道的伪倾角而巷道坡度不准的现象。

6.4将实测的点上到CAD2004工程图上，并进行比较，利用CAD2004图的平面图和立面图，查看巷道的平距与斜距是否与设计图相符，发现有与CAD工程图不相符的，及时进行调整，保证巷道按设计要求掘进。

6.5由于巷道掘进为支导线施工，为了保证精确度，必须对轨道上山的关键点进行复测复核，减少误差机会。由于轨道上山较长，为了加快施工进度，对轨道上山中部车场、上部车场采用上下对掘，利用全站仪坐标放样，CAD2004图中复核的办法，顺利按期完成了轨道上山的施工任务。

6.6通过这次轨道上山较长距离的贯通测量，证明了CAD不仅绘图精确，为现场施工提供了准确数据，而且与全站仪结合中可以准确、方便、快捷的放点，免于复杂计算，直接得到了想要的数据，大大提高了测量的工作效率。

7、结束语

现在全站仪和CAD制图软件在矿井建设和开采中得到了广泛应用，全站仪控制测量、测点、放线等方面的功能和CAD绘图的强大功能已经取代了传统的经纬仪使用及手工绘图，能更好更快地为矿山测量服务，发挥着巨大影响。

作者简介

游建军（1968），男，本科，新疆阿克苏地区温宿县，采煤助理工程师，现就职于新疆温宿县博峰煤业有限公司博孜墩煤矿东井，主要从采煤方面的工作。