探析全站仪在煤矿测量中的应用

2022-09-27

测量工作是煤矿生产建设的一项重要的技术基础工作, 良好的测量所得数据能很好的指导安全生产。煤矿井下测量以往主要是使用经纬仪测角, 钢尺导线测量边随着科学技术的发展, 测量仪器也越来越先进, 全站仪已经被越来越广泛的应用到井下测量。

全站型电子速测仪 (简称全站仪) 是由电子测角、电子测距、计算和数据储存等组成的三维坐标测量系统。全站仪具有角度测量、距离 (斜距、平距、高差) 测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途全站仪可以较完善地实现测量与处理过程中的一体化和电子化, 将其运用到煤矿测量中能有效简化测量程序提高测量工作效率和精度。由于受井下条件的影响, 全站仪在井下测量工作的中应用受到了一定的限制, 以下介绍了全站仪在煤矿井下测量中的使用方法及注意事项。

由于井下受阴暗潮湿等因素的影响在进行选型时要考虑井下的特点, 选择防水等级在IXP4以上, 电池使用时间长、稳定可靠的全站仪。

1 仪器的对中

对中误差是引起测量误差的重要影响因素, 测量人员在进行测量之前需要认真的对中, 假设仪器离测量点的高度为15m, 而对中的误差为0.5mm时, 按照理论计算可知引起仪器竖轴倾斜误差为, 这导致我们测量的10m以外的目标将产生约的水平角误差。由此可知, 对中在测量中的重要性。

一般的井下测量对中要包括全站仪的对中和镜站的对中。由于全站仪未设置点下光学对点器, 所以在井下测量时需要借助垂球进行对中, 此时要排除井下风流对垂球的影响。全站仪的对中也可以采用光学对中。

2 测量

井下测量可能由于环境的限制, 照准方向不多, 在进行测量时要灵活运用全站仪自带的固话程序来进行测量。

2.1 角度测量

角度测量是煤矿测量工作中的重要工作, 因其测量精度的高低影响到方位角的大小, 从而决定了最弱点和最弱边的误差大小。在进行角度测量时, 开机后在测量模式下, 按角度测量键, 开始角度测量。仪器在O点装置好后, 选准第一个目标A, 选择“置零”使A目标为, 然后选准第二个目标B, 此时仪器显示出∠AOB的水平角 (如图1) 和目标B的垂直角。

2.2 距离测量

传统的井下导线测量是两个人水平拉动钢尺, 由于受地形、地势导致的钢尺扭动曲折以及钢尺长度的限制等因素的影响, 导致测量误差较大。使用全站仪进行电子测量, 可以降低误差, 提高测量精度和工作效率。

由于光在大气中传播时, 速度会随温度和气压而变化, 15℃和760mm Hg是仪器设置的一个标准值, 此时的大气改正为0ppm。在进行举例测量时, 为排除温度、气压以及测量目标条件的影响, 通常需要进行测量设置。光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化, 设置时输入温度和气压值, 全站仪自动计算大气改正值, 并对测距结果进行改正。设置测量次数、棱镜常数以及测量模式后即可进行距离测量。

2.3 坐标测量

在已知测站点安置好仪器, 选择坐标测量模式, 输入仪器高和棱镜高、测站点坐标和后视点的平面坐标以及温度气压值, 即可开始测量。输入后视点的平面坐标是使仪器求得后视点的方位角, 如果已知该方位角, 也可直接输入该角。在测量时照准后视点, 然后转动照准部, 照准站点上所立棱镜, 按测量键即可求得站点的三维坐标。

2.4 定向测量

在井下指导工程掘进, 尤其是巷道进行相向贯通时, 定向测量显得非常重要, 在巷道的中线、腰线、规格三要素中, 中线、腰线的标定对贯通起关键作用[1]。全站仪屏幕上的角度相比传统经纬仪的读数可以减少标定方向过程中的许多环节, 提高定向测量的准确性。

2.5 放样测量

井下测量过程中, 放样测量工作相对比较少, 但在一些比较重要的工程设备安装时, 各种轴线的放样标定工作, 对测量提出了较高的要求。全站仪中设置有各种放样固化程序, 设置好各项参数后可以较好的达到测量要求。

3 全站仪测量数据的记录

在进行数据记录时, 可利用记录本记录水平角、垂直角、斜距等数据, 也可充分利用全站仪的自动存储功能记录数据。

4 井下使用全站仪的注意事项

(1) 使用全站仪进行光电测距时, 需要进行测距常数的改正, 不同的反光镜其常数改正也不相同, 在进行测量时, 要注意检查常数改正是否与正在使用的反光镜匹配。 (2) 采用导线测量时, 若使用仪器自动存储功能进行数据记录, 大部分类型的仪器不能使用“后前前后”的观测方法, 只能使用“后后前前”或者半测回观测方法, 而这两种方法对井下测量来说, 都存在一定的缺陷, 所以记录数据时最好不要使用仪器的自动存储。

5 结语

全站仪的有点在进行工程测量工作中已经得到了充分的体现, 尤其在提高测量精度和降低劳动强度方面的优势是传统的经纬仪无法做到的, 但全站仪在某些功能上仍然需要进一步的完善和提高, 比如井下使用的全站仪必须有点下对中点, 且不宜做在手把上, 可做在粗瞄器上。但在井下测量中全站仪代替经纬仪是必然的趋势。

摘要：全站仪是一种电子、机械及光学器械构成的高技术测量仪器, 是集水平角、垂直角、斜距、平距、高差测量等功能于一体的测绘仪器, 因其功能强大且使用方便, 被广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。在煤矿测量中使用经纬仪, 水准仪进行相关数据的测量, 不仅工作量大, 且精度低。使用全站仪可以明显的提高测量精度, 而且能减轻测量人员的劳动强度, 提高工作效率。本文根据全站仪在煤矿测量中的应用实践, 分析了全站仪的使用方法及注意事项。

关键词：全站仪,煤矿测量,测量精度