全站儀在礦山井下測(cè)量中的應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

全站儀在礦山井下測(cè)量中的應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：全站儀是我國(guó)當(dāng)前最為常見(jiàn)的測(cè)量?jī)x器，基于其棱鏡和較為完善的紅外線(xiàn)功能被廣泛的應(yīng)用在我國(guó)的礦山測(cè)量工作中。為此，下文就全站儀的簡(jiǎn)單概述以及在礦山井下測(cè)量中的應(yīng)用方面進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：全站儀;礦山測(cè)量;應(yīng)用

1引言

新時(shí)期下，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)的礦山工程數(shù)量也在逐年增加，礦山測(cè)量作為礦山施工的重要組成部分，對(duì)于保證礦山施工的質(zhì)量和效率等方面有著至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，我國(guó)礦山測(cè)量單位需要加強(qiáng)對(duì)全站儀的分析，明確全站儀的工作原理和主要功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其在我國(guó)礦山測(cè)量工作中的更好應(yīng)用，促進(jìn)我國(guó)礦山工程的發(fā)展【1】。

2全站儀的簡(jiǎn)單概述

2.1全站儀的概念

全站儀從概念上來(lái)指的是集測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀的優(yōu)點(diǎn)于一體的一種測(cè)量?jī)x器，其在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，操作較為簡(jiǎn)單，且功能也較為完善。全站儀和我國(guó)傳統(tǒng)的測(cè)量工具相比較，在角度測(cè)量、距離測(cè)量以及三維坐標(biāo)測(cè)量等各個(gè)方面，其測(cè)量水平都較高。而且，從全站儀的外形上來(lái)講，其具有較為堅(jiān)硬的外殼，可以在任何氣候條件下進(jìn)行工作，因此，全站儀在我國(guó)礦山測(cè)量工作中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，其測(cè)量精確度也較高。

2.2全站儀的工作原理和功能

全站儀在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，其工作原理是利用測(cè)距儀的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，并在角度測(cè)量工作中結(jié)合了經(jīng)緯儀的操作優(yōu)點(diǎn)，然后再利用新時(shí)期下的計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理系統(tǒng)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，最終得出較為精確的測(cè)量數(shù)據(jù)。

從功能上來(lái)講，全站儀主要具有以下幾個(gè)方面的功能。第一，測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集功能。具體解釋為可以對(duì)需要測(cè)量的目標(biāo)三維坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，并實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的收集和整理;第二，工程放樣功能。利用全站儀，可以對(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)和要求，在測(cè)量過(guò)程中進(jìn)行有效的落實(shí);第三，記憶功能。全站儀的記憶功能主要體現(xiàn)在利用計(jì)算機(jī)將多個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量技術(shù)進(jìn)行有效的記錄和儲(chǔ)存，在應(yīng)用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象【2】。

2.3全站儀的優(yōu)勢(shì)優(yōu)點(diǎn)

3全站儀在礦山井下測(cè)量中的應(yīng)用

3.1懸高測(cè)量

礦山在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到露天的礦山測(cè)量，在這個(gè)過(guò)程中，由于礦山臺(tái)階較高，普遍的棱鏡無(wú)法達(dá)到測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，這個(gè)時(shí)候，測(cè)量單位就可以利用全站儀進(jìn)行測(cè)量，利用全站儀獨(dú)特的棱鏡測(cè)量功能，對(duì)礦山進(jìn)行有效的懸高測(cè)量。

3.2礦山井下的豎井定向

礦山在實(shí)際開(kāi)采的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到豎井，如圖2所示，尤其是煤礦山的開(kāi)采。因此，豎向定向也是我國(guó)礦山測(cè)量工作的重要環(huán)節(jié)，在這個(gè)環(huán)節(jié)中，工作人員利用全站儀可以實(shí)現(xiàn)豎井定向。具體的測(cè)量流程為：第一，工作人員在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，需要利用全站儀將地表位置坐標(biāo)準(zhǔn)確傳入井下。對(duì)于一些小型的煤礦來(lái)講，工作人員需要借助于全站儀進(jìn)行豎井定向，完美完成豎井定向工作，并確保井下的測(cè)量精度;第二，礦山井下的豎井定向測(cè)量工作中，較難的環(huán)節(jié)是測(cè)量下傳鋼絲與井下測(cè)站點(diǎn)之間水平距離，通過(guò)利用全站儀，工作人員可以利用全站儀的免棱鏡和紅外線(xiàn)工作模式，進(jìn)行下傳鋼絲與井下測(cè)站點(diǎn)之間水平距離的確定，以此來(lái)提高礦山井下的豎井定向測(cè)量工作的效率和質(zhì)量。

3.3工程放樣測(cè)量

礦山井下測(cè)量工作有時(shí)候需要進(jìn)行地表的放樣工作，通常情況下，礦山井下放樣工作都是在井下排水系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)以及酮室項(xiàng)目施工過(guò)程中進(jìn)行的。工作人員通過(guò)利用全站儀的巨大的免棱鏡和紅外線(xiàn)測(cè)量功能，可以有效降低工程放樣工作的強(qiáng)度，并提高測(cè)量精度。

3.4進(jìn)行距離和角度的測(cè)量

在礦山井下測(cè)量工作中，工作人員還可以利用全站儀進(jìn)行距離和角度的測(cè)量，例如，在進(jìn)行巷道的距離和角度測(cè)量過(guò)程中，工作人員就可以利用全站儀，將其安置在巷道中，進(jìn)而測(cè)量得出較為準(zhǔn)確的距離和角度數(shù)據(jù)。除此之外，全站儀和一般的測(cè)量工具相比較，還具有一定的輔助功能，可以對(duì)礦井內(nèi)氣壓和溫度變化造成的測(cè)量誤差進(jìn)行自動(dòng)的修正，以此來(lái)提高測(cè)量精確度。

3.5井下采場(chǎng)收方

在礦井的井下采場(chǎng)收方工作中，工作人員利用全站儀，可以在井下采場(chǎng)測(cè)設(shè)碎步點(diǎn)，并在CAD展繪成圖，繪制間隔5m的小剖面，同時(shí)，工作人員還可以在CAD里觀察到剖面的面積S，按照V=5（S1+S2）/2來(lái)計(jì)算各個(gè)剖面的空間體積，再加上采場(chǎng)開(kāi)口和尾部的體積，減去已掘進(jìn)的巷道體積，從而得出收方量，為采場(chǎng)采出礦量提供結(jié)算依據(jù)【3】。

具體應(yīng)用案例。以良礦+117中段采場(chǎng)為例，在這個(gè)采場(chǎng)中，工作人員需要選擇合適的站點(diǎn)架設(shè)全站儀，然后測(cè)設(shè)碎步點(diǎn)，包括采場(chǎng)開(kāi)口位置、采場(chǎng)邊界以及采場(chǎng)的頂板、底板高程點(diǎn)。該采場(chǎng)是一個(gè)小采場(chǎng)，通過(guò)全站儀共測(cè)取了27個(gè)點(diǎn)位。在CAD里把這27個(gè)點(diǎn)位展開(kāi)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況連線(xiàn)繪制出采場(chǎng)形狀。然后每間隔5m切割采場(chǎng)，圖1中左邊2、3、4、5、6、7均為間隔5m的剖面線(xiàn)。而剖面線(xiàn)2并未經(jīng)過(guò)采場(chǎng)不予計(jì)算，由此繪制出圖3中右邊的3、4、5、6、7共五個(gè)剖面圖。最終在CAD里直接查看五個(gè)剖面圖中的面積，按照公式V=5（S1+S2）/2，算出3至7剖面的體積V=1050.2m3，而采場(chǎng)開(kāi)口及尾部位置的體積為30.0m3，已掘進(jìn)的巷道體積為44.0m3，因此，該采場(chǎng)的收方量為：1050.2+30.0-44.0=1036.2m3

4結(jié)束