全站儀在井下測量中的合理運用

雷洋

摘 要：在井下測量工作中傳統用到的測量工具包括經緯儀和水準儀，隨著當前井下工作量不斷加大且遇到的地址環境也更加復雜，因此作為全新科技儀器工具的全站儀運用而生。全站儀自身具有測量精度高、測量操作簡便等優勢，不僅有效減輕了相關工作人員的勞動強度，同時也有效提高了井下測量工作的精度和效率。本文針對井下測量工作的特點進行分析，探索全站儀的合理運用方式與維護方法。

關鍵詞：井下測量;全站儀;合理運用;策略分析

我國社會正處于深化改革階段，各行各業的發展都必須依托于現代化的管理技術以及先進的儀器工具，在礦產資源開采領域更加強調工作的精準性和生產的規范性，因此井下測量需的提高測量精度及工作效率。全站儀在普及使用之前，井下普遍使用經緯儀和水準配合鋼尺測量，但是由于井下黑暗、潮濕、噪音大，粉塵多、視野不好，所以傳統的測量方式常常誤差較大，而全站儀則集合了角度測量、距離測量、放樣測量等諸多功能于一身，極大提高了井下測量精度和工作效率，同時也能更好的適應井下特殊工作環境。

一、全站儀與井下測量的概述分析

（一）井下測量的特點

井下測量的主要工作是以巷道為主要對象，而測量任務都是確定不同工作面或巷道的坐標及高程，同時這些測量數據也是井下工作的前提條件。當前的井下巷道測量主要是以導線測量為主，主要可分為直導線、閉合導線以及復合導線，在施工前的測量主要以織導線為主，巷道打通以后進行聯合測量才會用閉合導線及符合導線。井下工作面較為狹窄，各種機械車輛在其中運行，同時由于內部光照及通風效果不好，因此測量工作也會受到諸多阻礙，加上環境黑暗潮濕，會給測量工作帶來諸多影響，同時井下測量對于精度要求較高，一旦產生偏差可能導致井下巷道貫通出現問題，不僅會造成經濟成本的增加，同時還可能發生安全事故，目前井下測量通常采用“后前前后”的測量方式，而導線點則布置在巷道頂面，對頂點掛繩進行對中測量[1]。

（二）全站儀的使用特點

全站儀（Electronic Total Station），顧名思義全稱為全站型電子測距儀，是集合了光、電、機為一體的高科技測量儀器，在水平角、垂直角、距離高差等方面具有測繪功能，相較于傳統的經緯儀，將其光學度盤換為了光電掃描鍍盤，減少了讀數誤差，并且一次安置儀器后就可完成測站上的全部測量工作，因此被較多的應用在建筑及地下工程領域當中。全站儀的使用特點主要包括以下幾個方面：首先，只進行一次照準反射棱鏡在測量水平角、豎直角以及斜距時，測量后得出的數據可以直接進行數據計算，能夠得出平面坐標及高程數據，且數據和計算結果均可保存在儀器當中。其次，全站儀的測量主機與通信接口可以進行數據交換，以此實現了測量與計算設備的有效結合，同時儀器內部含有微處理器，能夠對數據進行計算，并形成了一套屬于自身完整的測量測繪系統。最后，測量器械在井下工作時不免會受到各種各樣因素影響，因此會產生較大誤差，而全站儀本身具有雙軸補償系統，可以對基礎數據進行自我修正，尤其在橫軸與豎軸上的傾斜方面有較好的修正能力[2]。

（三）全站儀的選購注意事項

首先，全站儀的選購不僅要查看儀器的功能、型號及精準度，各方面標準要與工作實際情況需求相吻合，同時由于井下工作具有一定的危險性，因此全站儀必須具有防爆功能，否則不緊不允許帶到井下，同時還可能在使用過程中產生危險。如果在門店進行全站儀購買，一般不會帶有防爆功能，需要相關工作人員提前向廠家訂購，另外井下測點一般設在巷道頂端，因此全站儀必須有鏡上中心，以適應井下測量點的對中需求。其次，井下測量須將棱鏡架設在向到頂端，但是懸掛后的棱鏡會受到空氣流動以及繩索自身旋轉的影響，為了更好的對棱鏡進行穩定加固，需選購360度反射棱鏡，也就是常說的萬象棱鏡，這種棱鏡可以方便測量人員進行反射中心對準，即便受到空氣流動及上部繩索影響產生旋轉，也能夠反射信號。

二、全站儀的合理化運用分析

（一）四架法與三架法綜合運用

井下測量工作需注重工作效率，提高準確性，采用四架法與三架法綜合運用的方式可以有效減少工作量，同時對于平面控制測量具有較高的利用效率，尤其對于測量規模較大的測量工作，采用四架法進行傳遞功能，而用三架法測量導線，能有效的讓測量時長縮短[3]。

（二）井下采用兩架法導線測量

兩架法與三架法在測量手法上有諸多相似之處，但是由于操作更加便捷，因此適用于測量工作量不大的任務，其不同之處在于兩架法后視并非運用架腿，而是用吊掛線繩代替，但是前視依然通過架腿架設棱鏡實施測量。相關工作人員應根據測量實際情況和測量條件進行選擇，注重兩架法與三架法的各自優勢。

（三）充分重視全站儀的數據記錄功能

相較于傳統的經緯儀和水準儀而言，全站儀不僅測量精度更高，同時還有相應的數據記錄功能，實現了測量與計算的高效結合，因此相關工作人員應充分重視全站儀的數據記錄功能，對水平角、垂直角以及斜距等數據進行高效記錄并自動存儲，對整個測量項目進行“全視野”審視，但同時也要注重數據測量記錄功能的不足，例如無法在觀測過程中使用“后前前后”的觀測技術。

（四）合理運用全站儀的其它功能

由于全站儀與信息化技術的完美結合，因此除了上述的功能外還有其他功能，例如，其中的坐標進行正算和反算，對于井下開口測量控制具有十分的便捷功效。另外，在新道口開口標定時，還可以利用全站儀的后視方位輸入功能，將水平角進行自動調整，減少了傳統測量工作中的撥角計算，有效提高了測量精度，也節省了時間，對于新巷道開口工作效率提升具有積極性意義[4]。

三、全站儀的合理化維護分析

全站儀對于井下測量具有非常積極性的作用，也是測量工作人員重要的工具，對于全站儀的選購要根據自身的需求進行綜合考慮，而且也要在井下合理化運用，同時全站儀在井下疏于特種環境，作業因此需要提高相關工作人員的維護意識，并在維護過程中按照標準規程進行操作，以此提高全站儀的使用壽命以及使用精度。

（一）建立全站儀檔案資料

全站儀根據使用要求以及進入要求有不同的型號，而且適用于不同的工作環境，因此相關工作人員應該為每一臺全站儀建立相應的檔案卡，檔案卡不僅要記錄全站的自身使用特點以及使用說明，同時還要對全站儀的維修及維護過程進行詳細記錄，這樣有利于全站儀的后期保養，同時也能針對全站儀出現的問題進行快速問題分析查找，此提高全站儀的使用效率，并能根據前站儀的工作狀態進行任務分配。

（二）采用正確的拿、取方式

全站儀屬于精密儀器，因此在拿、取過程中必須采用正確的方式方法，否則可能會對全站儀造成損壞。首先，開箱后提取全站儀要先事先觀察全站儀的擺放位置和方式，以便于后期歸箱時能夠正確擺放。其次，在安裝全站儀時必須握住提手將儀器從箱中取出或放入箱中，另一只手要握住全站儀的底托，不可拿取全站儀的其他部位，否則會影響全站儀的內部結構，從而降低全站儀精度。最后，當全站儀使用完畢后，先蓋上物鏡罩，并清潔表面浮塵，按照開箱時的擺放位置進行各部件入箱，關閉箱蓋時不易太用力，而是應該注重各部位是否貼合，防止關蓋時損害儀器。

（三）注重全站儀的震動損傷

全站儀屬于精密儀器，因此不恰當的震動，可能損害儀器內部的精密零件，例如在架設全站儀時，三腳架盡可能選置木制結構，因為金屬結構在產生振動時具有較大的振幅，本身缺乏材料彈性，不僅會影響測量精度，同時還會損傷全站儀。全站儀裝箱前應先將水平螺旋以及各制動進行復位，并扣好安全帶，在運輸過程中盡量保持全站儀連同三腳架垂直放置，在升井和入井乘車過程中要做到人不離機，并保證全站儀箱子靠貼在松軟物品上，防止顛簸時造成損壞[5]。

（四）注重全站儀的清潔

全站儀中的光學元件較為敏感，因此要保持其清潔程度，相關使用人員和保管人員不得用手直接觸碰儀器中的敏感部件，如果鏡頭、反光鏡、目鏡的光學原件出現灰塵，應該使用干凈干燥的毛刷進行浮沉，然后再用無絨毛布藝蘸取酒精或乙醚溶液進行擦拭，清洗全站儀的箱子也要用相同的方法進行清理。另外，全站儀在使用后，升井放在干燥通風處進行清潔保存，不得直接放在日照直射的區域，要保持儀器箱內干燥，如果自然條件不允許，可在箱內放置干燥劑并及時進行更換，同時放置儀器時要擺列整齊，不得隨意倒置。如果井內、外的溫差較大，需要開箱后讓儀器有一個溫度過渡過程，不能立即開箱后使用。

結語：綜上所述，全站儀屬于高精度的測量工具，相較于傳統的測量儀器，有著諸多優點，不僅有效的提高了測量工作效率，同時也降低了測量工作人員的工作強度。因此相關工作人員應充分了解井下測量與全站儀的使用特點，按照科學的方式進行選購，注重井下的合理化運用手段，并對全站儀進行多元化的維護，以保證全站儀的精準度和精密度。

參考文獻：

[1]張旭.全站儀在井下導線測量中的應用及其精度分析[J].建筑工程技術與設計，2020（14）：4153.

[2]祁公團，王浣塵.全站儀為井下測量技術革新帶來的幾點思考[J].內蒙古煤炭經濟，2019（1）：47，117.

[3]戴立佳.全站儀在井下導線測量中的應用及精度分析[J].能源與節能，2017（1）：136-137.

[4]史新科，晉藝祥.井下全站儀測量中應注意的事項[J].內蒙古煤炭經濟，2017（12）：13-14.

[5]解運鋒.全站儀支導線在井下測量中的精度估算與布測[J].科技創新與應用，2019（11）：51-52.

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