浅谈全站仪弯管目镜法在矿山竖井中的应用

浅谈全站仪弯管目镜法在矿山竖井中的应用

马子枫

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【摘要】矿山井下测量作为矿山生产建设过程中实现安全生产的一个重要环节，测量工作对生产矿井非常重要，对矿山搞好生产技术管理，和矿山的安全生产有重要意义。在矿区开发的全过程中都要进行矿山测量工作，随着矿井建设、生产的每个时期。随着人们对精度要求的不断提高，全站仪的出现为测量带来了新精度，并且在测量领域得到了广发应用。

【关键词】竖井定向测量；全站仪；弯管目镜；全站仪后方交会；

竖井定向测量是通过竖井将地面坐标系中的平面坐标及方向，传递到井下的测量工作。竖井定向测量俗称竖井定向、地下定向测量，是通过竖井将地面控制网的坐标与高程传递到地下坑道进行的测量。矿山、隧道和地下工程建设中通过竖井将地面控制网的坐标和方位角传递至地下的竖井联系测量。根据竖井数目分为单井定向和双井定向。它包括平面联系测量（通常称竖井定向测量或竖井定向）和高程联系测量（或称竖井高程传递）两部分。

全站仪是全站式电子速测仪的简称，它是集测角、测距、记录、存储、运算等多种功能于一体的新型电子类仪器，具有速度快、精度高、存储量大、稳定性好、人为影响小等优点。近几年来，防爆型全站仪在煤矿测量中逐步得到应用，利用全站仪可以测设复合导线、支导线或者支点，进行矿区加密图根控制测量点。利用全站仪还可以依托现有的软、硬件设施，外接测量仪器和输入、输出设备，完成对井下空间数据进行采集、输入、编辑、成图、出图的一条龙作业，同时利用全站仪还可以完成井上下的联系测量、井下导线的测设、特殊工程放样等工作。由于全站仪测角和测距的电子化，大大简化了工作程序，减少了测角和钢尺的误差，从而大幅度的提高了井下作业的精度和效率。 

弯管目镜带有转向棱镜以改变目视方向的目镜，用于经纬仪进行大倾角测量时的附件。全站仪也可配置弯管目镜，为了便于在测量中照准被测物体顶部点，可以配置90°弯管目镜进行照准目标点。

全站仪后方交会是指仅在待定点设站，向三个已知控制点观测两个水平夹角a、b，从而计算待定点的坐标。

具体工作操作如下：

1、竖井定向测量井上工作

从事矿山井下测量工作多年来，我认为矿山测量中竖井定向测量是个难点。竖井开采一般分为圆形井口和方形井口，均可使用全站仪加弯管目镜方法进行竖井定向测量。具体操作方法如下：

1.1首先用三等导线测量精度，将竖井附近的地面控制点坐标，引测到井口附近，埋设两个近井点A、A’。

1.2利用全站仪在地面控制点上测量A、A’的坐标。

1.3然后将全站仪架设到A，对中整平，应用全站仪的坐标测量，设定测站点A的三维坐标，并量出输入仪器高；将A’点设定为后视点坐标；把镜杆放倒并压住，使镜杆固定，保持不变，均匀分布在井下巷道方向的一侧（井下单侧巷道的将镜杆和棱镜放置井下巷道的对面，双侧巷道则放到任意一侧）。棱镜尽量向竖井中心方向延伸，但不要影响罐笼的升降，以防止棱镜损坏。

1.4调整棱镜方向，将棱镜高度输入为“0”，用全站仪分别测出点1、2、3点的坐标。测量过程中，罐笼要是阻碍视线，可指挥绞车工将罐笼上下提升。

2、竖井定向测量井下操作方法

2.1测出1、2、3点坐标后，棱镜杆和棱镜始终不动。

2.2测绘人员拆除全站仪，2人坐罐笼深入井下巷道，1人留在井口。

2.3到达井下测绘人员，一人在井下巷道可视竖井中心位置埋设固定点B、B’，另一人将全站仪架设在井口棱镜的对面巷道边缘（观测角度小于90°），便于观测。

2.4架设完仪器后，拿出弯管目镜，将原有目镜和提手卸掉，安装上弯管目镜。（安装前后照片见下）

2.5使用全站仪的后方交会功能，量出输入仪器高。在测绘文件中调出1点坐标，将棱镜高度输入为“0”，让井口测量人员调整井口棱镜方向，使其冲向仪器方向，如果亮度不够，井口测绘人员还要对棱镜进行补光照射，以方便井下观测人员能快速找到镜子，瞄准棱镜，然后读数确定。依次调出2点和3点坐标，测量读数并确定。然后点计算，计算出仪器架设点4点坐标。

2.6查看点位误差，符合精度，方可应用。在以4点为已知点，以1、2、3中任一点为后视。运用全站仪坐标测量，测出B、B’坐标。

2.7以B、B’坐标作为起算坐标，拆除弯管目镜，改回原有目镜和提手。对矿山井下工程进行导线测量。此时我们完成了竖井定向测量。如果竖井为多中段开采，依次将数据导入即可。要是单向巷道，也可将井下固定点做到全站仪一侧巷道。

3、全站仪弯管目镜方法的意义

竖井联系测量的目的就是将地面控制的坐标和方法按要求精度准确地传递给井下导线，为施工提供依据。

竖井联系测量通常用联系三角形法，联系三角形法，，即在地面和地下各建立一个三角形，其中两个顶点是通过竖井用挂有重锤的钢丝从地面投影到地下，量测两三角形的边长和有关的角以求得地下一个控制点的坐标和一条边的方位角。

全站仪弯管目镜方法相比与联系三角形法，观测过程中井口棱镜保持不变，可连续测量多个中段，棱镜受到外界影响小。更为便捷，更为简单，更为节省时间。

  4、结语

在矿山井下测量中全站仪导线测量方法逐步的取代了传统的测量控制方法，在采用全站仪进行导线测量时，要熟练掌握全站仪各项功能和测量方法，以便更充分发挥其导线测量的优势，这样不仅可以提高测量效率，更能有效的将矿山测量的作用发挥到极佳。随着矿产资源的不断发现和开采，矿山企业已逐步实现标准化，矿山测量将是不可缺少的部分。全站仪在矿山测量中的应用和新方法的使用，会使矿山开采得到更加合理和持续的发展，从而更好的服务于矿山。

【参考文献】

［1］矿山测量学；

    ［2］全站仪在矿山测量中的应用；

［3］百度百科：竖井定向测量；全站仪；弯管目镜；全站仪后方交会。