浅析如何使用全站仪施工腰线及确定参数

邢建明，窦高伟

(潞安环能股份公司 常村煤矿，山西 长治 046102)

1 全站仪施工腰线的方法及优缺点

全站仪是通过将经纬仪的角度测量、测距仪的距离测量以及电子计算机的自动处理系统结合起来，可以同时实现对角度(水平角和竖直角)和距离的测量。使用全站仪施工腰线有两种方法[1]：①利用全站仪可以调整水平视线的功能，把全站仪当成水准仪使用进行腰线施工，这一方法优点是可以选择有利的位置架设仪器，在需要同时施工中腰线时，省却了拿水准仪；缺点是全站仪比较沉重，下井耗费人力比较多，不如水准仪轻便，在只施工腰线时，还是水准仪更为合适；②利用全站仪可以调整竖直角这一功能，在施工完中线后，直接调整出施工坡度，把腰线点布置在中线上，这一方法优点是方便快捷，缺点是：①如果坡度较大，就无法布置在中线上；②线绳有弹性，在坠重物一段时间后或者所坠重物重量不一致情况下伸长不一致，导致较大误差，后期还得修正，所以在施工后需量取每一个腰线点距顶板的准确距离，便于以后调整。另外，全站仪和水准仪施工的腰线都可以进行相互验证，既可以避免出现错误，而且也可以节省人力资源，提高劳动效率。

2 全站仪施工腰线应用实例

2.1 全站仪在水平视线情况下腰线施工方法

由于井下巷道地形受限，尤其是刚开口巷道，往往不能在最合适的位置架设仪器，需得把仪器架设到巷道外面，这就需要用到全站仪的水平视线这一功能。如图1所示。

图1 全站仪水平视线法

该测量方法的步骤为：①选择好位置架设好全站仪，置竖直角90°-水平视线，开启激光；②先选取图中A、B、C中任意一点作为基点(本文就以B点作为基点进行说明)，直接把腰线点标定到中线上(标定时要选好距顶板的距离和点号，不然会导致因坡度变化较大而无法在其它中线点上标定腰线)；③旋转全站仪，使照准部对准基点，准确量取腰线点至激光的距离L(如图2所示)；④分别量取图1中L1、L2距离，根据所要施工坡度∠α，使用正切公式计算出调整的数据D1、D2，然后再加上或减去L，即可得到A、C点上腰线点位置(如图2所示)； ⑤量取各个腰线点至顶底板的距离。

图2 腰线调整示意

在施工腰线过程中为了使腰线能更加准确需要注意以下几点：①要用十字丝准确读取卷尺上的数据，以取得更精确的L距离，才能施工出合格的坡度；②线绳下的吊坠要使用统一标准吊坠(目前常村矿已经在使用)以减小因线绳弹性引起的误差。

2.2 全站仪调整竖直角情况下直接施工腰线方法

全站仪可以调整出0～360°的竖直角，这就方便了我们可以施工出任意角度的腰线。具体操作步骤如下：①全站仪对中整平施工完中线后，根据所要施工的坡度∠β，直接调整出∠β(正镜时上坡90°-∠β，下坡90°+∠β，倒镜相反)，开启激光(如图3所示)；②在中线点上激光处标定腰线点，标定腰线点时要用十字丝准确测定，以提高腰线点位置精度。③准确量取各个腰线点距巷道顶板的距离，以便今后进行腰线调整。

图3 全站仪直接施工腰线方法示意

全站仪直接施工腰线的方法简便快捷，但是需要注意以下几点：①因各中线点之间距离较远一般不宜施工较大坡度(大于10°)，如果坡度较大会造成后期架设激光距底板过低，给队组井下施工造成不必要的困难；②中线点要布置距离工作面较近的位置，避免腰线无法使用。

3 腰线参数的确定方法

腰线施工时确定腰线的坡度往往比较简单，就是根据两端的高程差及两端点之间的水平距离然后利用公式γ=arctan(△h/S) 计算出坡度即可施工。

但是有时候腰线距顶底板的距离因为冒顶或者底板堆有大量的煤却往往不好确定而出现错误，接下来我将阐述一下确定方法-用理论高程值减去腰线点对应高程这一计算方法来确定，以供大家参考。

第一步，先按照两端实测的高程和平距绘制出巷道理论剖面图(如图4所示)，根据这一剖面图可以很容易计算出图中任意一点对应的巷道顶底板的高程值即理论值：

图4 巷道理论剖面

Hi=H1±Si×tanγ

(1)

式中：Hi为巷道某一点的高程理论值；Si为腰线起点到某一点之间的平距；γ为腰线对应的坡度。

第二步，用全站仪实测出每个腰线点对应的高程值，然后用该点的实测高程和对应的理论值做差值即理论计算值，即可得出腰线对应顶底板的距离-腰线施工参数(如图5所示)。

图5 腰线施工参数

根据这一方法，我们可以直接且准确确定腰线施工参数而不受巷道地形的困扰得出错误的施工参数。同时，我们也可以根据量取的腰线距顶板的实际数值直观了解巷道的大致轮廓，再和理论值做比较就可以确定巷道掘进的偏差值，进而指导巷道准确施工，更有利于指导生产作业。

4 结 语

在矿山井下测量工作中，全站仪的应用完全改变了传统的测量工作方式。我们应该努力学习并利用好全站仪的各项功能，这可以给井下测量带来很多便捷，提高工作效率。