全站仪及贯通误差预计在矿山测量中的应用研究

冷 冰

（赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古 赤峰 024039）

科技改变了人们的生活和生产方式，目前在矿山的测量过程中，全站仪逐渐取代了经纬仪和水准仪，并且随着技术的更新，全站仪自身也在不断的发展，测量精度有了稳步的提升，但是其误差还是需要我们重视，这样才能够为矿山测量做出贡献。因此我们要做好这一预计，并在矿山测量中应用起来。

1 全站仪的在矿山测量中的应用

全站仪是一种高技术测量的仪器，能够测量水平、垂直、距离和高差的测绘仪器，应用于重大的地上建筑和地下隧道的测量，其中矿山测量就是其中最重要的领域之一，其具有自动记录和保存测量结果的功能，可以将测量的精度提升，减少人为记录的误差，同时能够同步到计算机中[1]。

矿山测量是采矿学的重要组成部分，不仅要运用测量和采矿等多种学科知识，还要研究矿山的地质形态。在采矿的过程中，矿山测量是重要的基础性工作之一，从勘测、设计，到建设、生产，乃至矿井的报废，都需要利用全站仪进行测量，并对测量数据进行保存和分析。在矿井勘测的时候，首先要利用全站仪进行矿区的地图绘制，以此设定好钻孔、探槽等工作的要点，保证矿山测量的有序进行。在矿山开采设计以及建设的阶段，需要进行施工的测量，这就需要利用全站仪测量出矿井与民用建筑物之间的距离等。在矿山生产的过程中，需要对巷道进行标记和测量，这样才能在开采过程中保护工作环境和后期的修复工作。

2 贯通测量在矿山测量中的作用

在计划开采前方面，矿山测量可以为矿山的管理过程中提供各种有用的资料和图纸信息，从而更好的完成采矿计划以及生产。当代的矿山，由于深度不同、方向不同等，有着复杂的井巷系统，因此需要进行大量的贯通测量来保证这些资料和图纸信息的准确度。对于矿井的测量，在时间和空间上都是不断的变化，如果无法及时和准确的将这一变化检测出来，便无法继续下面的工作，贯通测量可以通过大量数据来缩小变化[2]。实践表明，只要矿山测量制作成图有误，或者提供的材料和图纸不准确，就会给采矿带来安全性的问题，不仅危害采矿进程，还威胁着人身安全，从而给矿山开采带来严重的损失，因此贯通测量在矿山测量中是一定要进行的。

对于安全方面，矿山测量可以对危险的区域进行警戒处理，为工程事故以及自然灾害提供资料，通过贯通测量可以有效并最大化找出危险区域，从而有效的进行救援。矿山的开采是立体化的生产过程，这就要求矿山测量必须提供矿内各要素的准确位置，贯通测量通过大量的测量数据和结果来帮助人们判断出各要素的具体位置，这样在开采过程中才能够尽量避免事故的发生。

对于资源的有效利用来说，矿山测量可以通过对采矿产量、采矿过程中的损失以及土地消耗等进行统计，贯通测量通过大量的测量结果对损耗进行预测，这样后续才能够提出有效的指导意见，以此来平衡矿山的生产及环境的保护，最大程度的降低损失，最大程度的利用资源。开采矿山中的损失和环境破坏是多因素影响的，但是，只有做好矿山测量工作才能够最大化的完成工作。

在工程质量方面的保障来说，运用贯通测量来的方法进行的矿山测量是可以通过施工的检测和质量的检查等手段完成的，从而保证开采过程的各种施工要求，减少人为产生的误差[3]。由于矿山开采在地下进行，形成的空间也比较特殊，在施工的过程中以及施工完毕检查验收的过程中都带来了不小的困难，因此要通过大量的贯通测量结果来辅助数据的准确性和精准度。

3 全站仪贯通测量及误差来源

全站仪贯通测量分为水平巷道和沿导向层贯通测量两种。在进行矿山开采的过程中，对于同一个矿井，凿开两个石门，石门之间留有一条运输的道路进行测量工作。首先在两个石门之间放置全站仪进行高程测量，通过平面的坐标进行两门之间的计算，以及高程的计算。根据两个石门之间的坐标计算出这条通道中心线的方位角和水平的距离，在求出指向角，通过上面的结论在计算出这条通道的坡度，最后根据已得出的水平距离、高度和坡度等算出这条通道的长度。然后在两个石门之间分别放置全站仪，标出指向角，找出通道的中位线，同时根据坡度来画出通道的腰线。最后检查所有测量结果，确定整体的挖掘方向。

对于沿导向层贯通的水平通道，当导向层的角度大于三十度的时候，由于水平面的方向收到了导向层的限制，通道中的中位线可以不标出，只标出腰线即可。找出向下通道的两个点，将其中一个点切开，后挖掘至第二个点处，为了加快向下的速度，在第二个点与通道之间挖第三个点。可以用水平测量或者三角测量，测出第一个点和第二个点之间的距离以及下山通道的高度。然后计算出第三个点的高度，在已经得到通道的平面图中测量第一个点和第三个点之间的距离，进而能够测量出第三个点的高度。之后再计算出第二个点和第三个点之间的深度和斜度，从而作为向下挖掘的起点。最后要控制好通道的坡度，并通过全站仪随时检查并填充平面图纸。

对于绝大部分的全站仪来说，为了提高测量距离的精确度，通常采用的都是相位法进行测距，而这种方法就是把光度调整成连续变化的光波，虽然具有非常多的有点，但是仪器测量总归是有误差的，这些误差的大小将会直接影响到距离测量的精准度，从而引发一系列的问题。对于全站仪使用的系统误差有加常数误差、乘常数误差以及周期误差等。

4 贯通测量误差预计及方案

第一矿井水准测量产生的误差。主要是因为全站仪在测量的过程中望远镜瞄准有误差、水准管道中的气泡产生了误差、人为操作及外界影响的因素，包括通道中的空气密度，仪器的下沉情况等。贯通测量是通过电磁波测量三角高度来判断完成的。如果通道的角度比较小，则测量距离的误差会在1mm左右。对于电磁波的测量，主要是大气折射产生的误差，只有消除大气折射光中的误差，才能够保证角度测量的精确度[4]。对于地面三角测量和上下通道的高程测量引起的误差需要控制在0.3m的范围内。高程测量的误差主要是因为水准测量和高程导入过程中产生的误差，因此这种测量方式应该从两个方面去评价。而三角测量的误差改进就需要更多的细心和耐心了，在全站仪望远镜的瞄准过程中方向要准确，水准管中的气泡尽量的举重，在通道中照明要好等。

第二平面贯通测量产生的误差。地面导线的测量误差尽量控制在0.01m以内，井下导线测量的误差尽量控制在0.08m以内，通道在水平方向上的误差控制在0.2m以内。

全站仪的贯通测量是具有可靠性的。测量工作在固定的时间测量固定的次数，以达到测量结果的准确性和精准度。利用大量实际测量的结果来统计和分析出影响贯通测量的数据，从而制定出最有效的设计方案。对于通道前后连接出现的闭合贯通测量进行精度的测评，但是由于受到实际因素的影响和限制，有一定的测量难度。为了满足工程的要求，在水平方向上的误差要小于0.6m。全站仪的使用，要根据实际情况进行分工测量，以保证测量的精确度，从而为矿山的开采打下重要的基础。

5 结论

在矿山的开采中，利用全站仪的贯通测量可以提升测量的精度，而对于测量的质量，则取决于测量方法的正确性以及误差的大小。随着科学技术的进一步发展，全站仪的作用也越来越全面，包括测量，计算和记录等，受到了现代矿井作业人的推崇，在进行全站仪贯通测量的同时，人员一定要做好充分的准备，保证测量的质量以及准确性，因为这关系到矿山开采的效率以及工作人员的安全，因此提升全站仪的测量精度是最重要的，同时要将贯通测量的误差缩小到极致。