全站仪在井下测量中的合理运用

雷洋

摘 要：在井下测量工作中传统用到的测量工具包括经纬仪和水准仪，随着当前井下工作量不断加大且遇到的地址环境也更加复杂，因此作为全新科技仪器工具的全站仪运用而生。全站仪自身具有测量精度高、测量操作简便等优势，不仅有效减轻了相关工作人员的劳动强度，同时也有效提高了井下测量工作的精度和效率。本文针对井下测量工作的特点进行分析，探索全站仪的合理运用方式与维护方法。

关键词：井下测量;全站仪;合理运用;策略分析

我国社会正处于深化改革阶段，各行各业的发展都必须依托于现代化的管理技术以及先进的仪器工具，在矿产资源开采领域更加强调工作的精准性和生产的规范性，因此井下测量需的提高测量精度及工作效率。全站仪在普及使用之前，井下普遍使用经纬仪和水准配合钢尺测量，但是由于井下黑暗、潮湿、噪音大，粉尘多、视野不好，所以传统的测量方式常常误差较大，而全站仪则集合了角度测量、距离测量、放样测量等诸多功能于一身，极大提高了井下测量精度和工作效率，同时也能更好的适应井下特殊工作环境。

一、全站仪与井下测量的概述分析

（一）井下测量的特点

井下测量的主要工作是以巷道为主要对象，而测量任务都是确定不同工作面或巷道的坐标及高程，同时这些测量数据也是井下工作的前提条件。当前的井下巷道测量主要是以导线测量为主，主要可分为直导线、闭合导线以及复合导线，在施工前的测量主要以织导线为主，巷道打通以后进行联合测量才会用闭合导线及符合导线。井下工作面较为狭窄，各种机械车辆在其中运行，同时由于内部光照及通风效果不好，因此测量工作也会受到诸多阻碍，加上环境黑暗潮湿，会给测量工作带来诸多影响，同时井下测量对于精度要求较高，一旦产生偏差可能导致井下巷道贯通出现问题，不仅会造成经济成本的增加，同时还可能发生安全事故，目前井下测量通常采用“后前前后”的测量方式，而导线点则布置在巷道顶面，对顶点挂绳进行对中测量[1]。

（二）全站仪的使用特点

全站仪（Electronic Total Station），顾名思义全称为全站型电子测距仪，是集合了光、电、机为一体的高科技测量仪器，在水平角、垂直角、距离高差等方面具有测绘功能，相较于传统的经纬仪，将其光学度盘换为了光电扫描镀盘，减少了读数误差，并且一次安置仪器后就可完成测站上的全部测量工作，因此被较多的应用在建筑及地下工程领域当中。全站仪的使用特点主要包括以下几个方面：首先，只进行一次照准反射棱镜在测量水平角、竖直角以及斜距时，测量后得出的数据可以直接进行数据计算，能够得出平面坐标及高程数据，且数据和计算结果均可保存在仪器当中。其次，全站仪的测量主机与通信接口可以进行数据交换，以此实现了测量与计算设备的有效结合，同时仪器内部含有微处理器，能够对数据进行计算，并形成了一套属于自身完整的测量测绘系统。最后，测量器械在井下工作时不免会受到各种各样因素影响，因此会产生较大误差，而全站仪本身具有双轴补偿系统，可以对基础数据进行自我修正，尤其在横轴与竖轴上的倾斜方面有较好的修正能力[2]。

（三）全站仪的选购注意事项

首先，全站仪的选购不仅要查看仪器的功能、型号及精准度，各方面标准要与工作实际情况需求相吻合，同时由于井下工作具有一定的危险性，因此全站仪必须具有防爆功能，否则不紧不允许带到井下，同时还可能在使用过程中产生危险。如果在门店进行全站仪购买，一般不会带有防爆功能，需要相关工作人员提前向厂家订购，另外井下测点一般设在巷道顶端，因此全站仪必须有镜上中心，以适应井下测量点的对中需求。其次，井下测量须将棱镜架设在向到顶端，但是悬挂后的棱镜会受到空气流动以及绳索自身旋转的影响，为了更好的对棱镜进行稳定加固，需选购360度反射棱镜，也就是常说的万象棱镜，这种棱镜可以方便测量人员进行反射中心对准，即便受到空气流动及上部绳索影响产生旋转，也能够反射信号。

二、全站仪的合理化运用分析

（一）四架法与三架法综合运用

井下测量工作需注重工作效率，提高准确性，采用四架法与三架法综合运用的方式可以有效减少工作量，同时对于平面控制测量具有较高的利用效率，尤其对于测量规模较大的测量工作，采用四架法进行传递功能，而用三架法测量导线，能有效的让测量时长缩短[3]。

（二）井下采用两架法导线测量

两架法与三架法在测量手法上有诸多相似之处，但是由于操作更加便捷，因此适用于测量工作量不大的任务，其不同之处在于两架法后视并非运用架腿，而是用吊挂线绳代替，但是前视依然通过架腿架设棱镜实施测量。相关工作人员应根据测量实际情况和测量条件进行选择，注重两架法与三架法的各自优势。

（三）充分重视全站仪的数据记录功能

相较于传统的经纬仪和水准仪而言，全站仪不仅测量精度更高，同时還有相应的数据记录功能，实现了测量与计算的高效结合，因此相关工作人员应充分重视全站仪的数据记录功能，对水平角、垂直角以及斜距等数据进行高效记录并自动存储，对整个测量项目进行“全视野”审视，但同时也要注重数据测量记录功能的不足，例如无法在观测过程中使用“后前前后”的观测技术。

（四）合理运用全站仪的其它功能

由于全站仪与信息化技术的完美结合，因此除了上述的功能外还有其他功能，例如，其中的坐标进行正算和反算，对于井下开口测量控制具有十分的便捷功效。另外，在新道口开口标定时，还可以利用全站仪的后视方位输入功能，将水平角进行自动调整，减少了传统测量工作中的拨角计算，有效提高了测量精度，也节省了时间，对于新巷道开口工作效率提升具有积极性意义[4]。

三、全站仪的合理化维护分析

全站仪对于井下测量具有非常积极性的作用，也是测量工作人员重要的工具，对于全站仪的选购要根据自身的需求进行综合考虑，而且也要在井下合理化运用，同时全站仪在井下疏于特种环境，作业因此需要提高相关工作人员的维护意识，并在维护过程中按照标准规程进行操作，以此提高全站仪的使用寿命以及使用精度。

（一）建立全站仪档案资料

全站仪根据使用要求以及进入要求有不同的型号，而且适用于不同的工作环境，因此相关工作人员应该为每一台全站仪建立相应的档案卡，档案卡不仅要记录全站的自身使用特点以及使用说明，同时还要对全站仪的维修及维护过程进行详细记录，这样有利于全站仪的后期保养，同时也能针对全站仪出现的问题进行快速问题分析查找，此提高全站仪的使用效率，并能根据前站仪的工作状态进行任务分配。

（二）采用正确的拿、取方式

全站仪属于精密仪器，因此在拿、取过程中必须采用正确的方式方法，否则可能会对全站仪造成损坏。首先，开箱后提取全站仪要先事先观察全站仪的摆放位置和方式，以便于后期归箱时能够正确摆放。其次，在安装全站仪时必须握住提手将仪器从箱中取出或放入箱中，另一只手要握住全站仪的底托，不可拿取全站仪的其他部位，否则会影响全站仪的内部结构，从而降低全站仪精度。最后，当全站仪使用完毕后，先盖上物镜罩，并清洁表面浮尘，按照开箱时的摆放位置进行各部件入箱，关闭箱盖时不易太用力，而是应该注重各部位是否贴合，防止关盖时损害仪器。

（三）注重全站仪的震动损伤

全站仪属于精密仪器，因此不恰当的震动，可能损害仪器内部的精密零件，例如在架设全站仪时，三脚架尽可能选置木制结构，因为金属结构在产生振动时具有较大的振幅，本身缺乏材料弹性，不仅会影响测量精度，同时还会损伤全站仪。全站仪装箱前应先将水平螺旋以及各制动进行复位，并扣好安全带，在运输过程中尽量保持全站仪连同三脚架垂直放置，在升井和入井乘车过程中要做到人不离机，并保证全站仪箱子靠贴在松软物品上，防止颠簸时造成损坏[5]。

（四）注重全站仪的清洁

全站仪中的光学元件较为敏感，因此要保持其清洁程度，相关使用人员和保管人员不得用手直接触碰仪器中的敏感部件，如果镜头、反光镜、目镜的光学原件出现灰尘，应该使用干净干燥的毛刷进行浮沉，然后再用无绒毛布艺蘸取酒精或乙醚溶液进行擦拭，清洗全站仪的箱子也要用相同的方法进行清理。另外，全站仪在使用后，升井放在干燥通风处进行清洁保存，不得直接放在日照直射的区域，要保持仪器箱内干燥，如果自然条件不允许，可在箱内放置干燥剂并及时进行更换，同时放置仪器时要摆列整齐，不得随意倒置。如果井内、外的温差较大，需要开箱后让仪器有一个温度过渡过程，不能立即开箱后使用。

结语：综上所述，全站仪属于高精度的测量工具，相较于传统的测量仪器，有着诸多优点，不仅有效的提高了测量工作效率，同时也降低了测量工作人员的工作强度。因此相关工作人员应充分了解井下测量与全站仪的使用特点，按照科学的方式进行选购，注重井下的合理化运用手段，并对全站仪进行多元化的维护，以保证全站仪的精准度和精密度。

参考文献：

[1]张旭.全站仪在井下导线测量中的应用及其精度分析[J].建筑工程技术与设计，2020（14）：4153.

[2]祁公团，王浣尘.全站仪为井下测量技术革新带来的几点思考[J].内蒙古煤炭经济，2019（1）：47，117.

[3]戴立佳.全站仪在井下导线测量中的应用及精度分析[J].能源与节能，2017（1）：136-137.

[4]史新科，晋艺祥.井下全站仪测量中应注意的事项[J].内蒙古煤炭经济，2017（12）：13-14.

[5]解运锋.全站仪支导线在井下测量中的精度估算与布测[J].科技创新与应用，2019（11）：51-52.

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