淺述全站儀在礦山測量中的應用

倪 磊，朱兆先

（江西省煤田地質局測繪大隊，江西 南昌 330001）

礦山測量是現代化礦山建設的基礎，是提高礦產資源綜合開發利用的最基礎的依據。如何加強礦山測量的準確性是現代礦山開發利用的保障，也是避開開采高危區域的主要途徑。因此，礦山測量質量的高低制約著礦山企業的發展[1]。礦山測量也是礦山企業必須進行的必要工作之一，包含高程測量和平面位置測量兩大類型。全站儀是現階段常用的測量儀器，基本滿足了現代礦山企業的基本需求。

1 全站儀的基本概況

全站儀是現階段礦山測量工作中常用的測量儀器，是借助光學技術、電子信息技術與數據系統而形成的現代化測繪儀器，可以實現距離、高差、垂直角、水平角等的測量工作。該技術具有較高的自動化程度，能夠自動顯示測量數據并將獲得的數據記錄到全站儀中，此外，該儀器的操作也相對簡單，精度卻明顯提高，能夠有效的降低測量過程中產生的各類誤差，進而確保了獲取的測量數據更加可靠。因此，全站儀被廣泛的應用于礦山測量、工程測量、水利水電測量和變形監測等領域。

2 全站儀在礦山測量中的應用

全站儀在礦山測量中的應用主要包含了兩部分，一是礦山井上工程的測量，二是礦山井下工程測量。

2.1 井上工程測量

井上工程測量是礦山測量中常見的測量任務之一，包含了懸高測量和露天礦開采工程測量、工程放樣測量等內容。

（1）懸高測量，是礦山測量中常遇到的測量現象之一，主要用于陡坎、懸崖或者臺階過高的地區，即因自然條件限制使得棱鏡無法到達被測區域而獲取被測區域坐標的一種測量方法。要實現上述區域的測量工作，一般選用懸高測量功能[2]。該功能技術測量目標體距離地面的高度，其工作原理見圖1。在礦山測量中，懸高測量主要應用于以下幾個方面：測量平硐口的標高，判斷探礦工程是否按照相關設計進行開挖；測量輸電線路的實際高度，是判斷輸電線路是否達到安全標準的主要方法；用于礦山現場勘測，選取最為合理的礦山入口；測量陡崖、懸崖、陡坎等區域的地形地貌，為實現礦山三維建設奠定基礎。

圖1 懸高測量工作原理示意圖

（2）工程放樣測量，全站儀常用于礦山工程測量或者放樣測量，一般借助極坐標法。極坐標法是將設計圖紙中的測量點和需要放樣的點坐標數據采集好，按照一定的順序整理并輸入到全站儀測量儀器中。在完成放樣點數據采集與錄入的基礎上，就可以進行放樣工作，為了確保放樣測量的準確性，可以將放樣點數據多次進行測量，直至沒有問題為止。

（3）露天礦開采工程測量，露天礦產資源的開發利用是我國礦產資源開發的重要組成部分，全站儀常用于該項工作中。全站儀具有整體數據采集和碎部點數據采集的性能，相關測量人員在進行露天礦開采工程測量過程中，可以根據自動存儲的測量數據獲得相應自動生成的地形圖，進而指導礦山資源的開發與利用工作。

2.2 井下工程測量

井下工程測量是礦山探礦工程、開采巷道中常用的測量，因其處理地下深部有限的空間范圍內，如GPS等定位系統無法準確獲得相應的測繪數據，此時，全站儀占據了優勢，因此，全站儀廣泛的應用于礦山井下測量中[3]。井下工程測量主要包括豎井定向測量、斜井、平硐巷道施工測量等內容。

（1）豎井定向測量的技術要求較高，在豎井定向測量過程中需要將地表已建立好的坐標體系引入到地下，其他的測量儀器無法滿足這一要求。全站儀借助棱鏡、紅外線等功能可以實現地表系統的引入工作，并且可獲得精度較高的測量結果，為平硐的開挖等提供了精確的方向。當礦山規模較大時，在完成坐標系統的引入工作時一般采用全站儀，而后期其他測量工作結合傳統的測量方法完成相應的工作任務。

（2）斜井、平硐施工控制測量。探礦工程和開礦工程的開挖是礦山企業不可避免的工程，在巷道工程中，需要埋入大量的永久性測量控制點，為后期測量服務。井下測量的精度與井、巷工程的施工質量關系密切，其精度要求較高，因此通常使用全站儀來完成該項測量任務。由于地下測量環境惡劣，全站儀的棱鏡和紅外線功能具備優勢，因此使用范圍較為寬泛，且能夠獲得更高精度的測量結果。

（3）地下工程放樣測量。地下工程中的采樣工作具有系統性和精確性，是研究進一步深部找礦的主要手段之一[1]。因此，如何提高井下工程放樣的準確度是影響深部礦體預測的制約因素之一。此外，井下工程中的安全躲避硐室、設備儲存室、水倉硐室、排水系統、通風系統、運輸系統等均需要精度的測量結果，上述測量工作均可借助全站的棱鏡和紅外線功能而實現，不僅可以獲得更高精度的測量結果，而且能夠降低測量工作的難度，提高測量工作的進度。

3 結語

礦山測量是礦山企業建設礦山和開采利用的基礎，也是進一步深部找礦勘查的基礎依據。礦山測量的精確度是影響礦山建設安全性，提高探礦工程精確度的基礎。隨著現代化技術的快速發展，礦山測量技術與手段發生了較大的變化，如無人機航空攝影技術、GPS測繪技術等已逐漸應用于礦山測量中。與全站儀相比而言，現代化技術可以在更短的時間內獲得較高精度的地形圖等，但無法將地表坐標體系準確的引入到地下井巷工程中，此時全站儀因具有棱鏡和紅外線等功能而占據明顯的優勢。基于此，本文以全站儀為研究對象，講述了全站儀在礦山測量中的應用，為推動礦山測量技術的發展提供參考。