简论测量全站仪悬镜法测量在矿山测量中运用

摘要：通过对全站仪常规的导线测量方法改进为悬挂棱镜法导线测量的阐述和理论分析。并福建煤电苏二煤矿白沙南主井贯通测量实践进行分析。全站仪悬镜法导线测量在生产矿井测量中可以满足精度要求，减少测量劳动强度，提高工作效率。为生产矿山测量工作提供学习和借鉴。
关键词：全站仪导线测量三架法 悬挂棱镜法应用
由于全站仪的普及被广泛应用到生产大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量等领域。全站仪的地面控制测量和矿山井下导线测量常规采用三架法，即利用3副三脚架、一台全站仪、两台棱镜（前、后视）进行导线测量的一种测量方法。这种测量方法可以满足各种工程测量精度的需要。但这种测量方法在矿山井下测量中存在一定的局限性，由于矿山井下作业空间小，测量导线点位一般都设置在巷道顶板上等特点，这种测量方法仪器设备多，操作方法繁锁，劳动强度大，作业时间长，对矿山正常生产造成一定的影响。笔者通过多年的矿山井下测量实践，对全站仪导线测量三架法改用悬挂棱镜法进行导线测量，悬挂式棱镜能克服这些缺点而且能最短的时间内，准确、及时、快速地完成各项测量工作，减小对生产的影响并能满足测量工程的精度要求。

1、悬挂棱镜法导线测量方法

（1）悬挂棱镜的制作方法：使用带活动支架的带觇板的单棱镜，先用棱镜安设在三角基座上架设整平好棱镜，在20米开外架设全站仪整平好。竖丝瞄准棱镜中心，固定照准部，在棱镜活动支架和觇板上分别在距边缘5mm处竖丝方向标出记号，在标出记号处用精密车床分别钻1mm小孔，以便于悬挂绳子。
（2）悬挂式棱镜的检验：在地面选一高处约2米左右钉上一测点，用线绳挂上悬挂式棱镜，棱镜下端小孔也悬挂一锤球，一人用手稳住，另一人在另一处安置全站仪，整平对中后用竖丝瞄准悬挂式棱镜上、下线绳与棱镜中心检验是否与全站仪竖丝重合，再用上、下对换悬挂棱镜检验。若能重合，悬挂式棱镜制作合符要求，可以使用。同时，正倒镜测量几组距离和倾角数值，是否在允许值范围内。

2、贯通测量实例分析

2.1 贯通测量实例概况

福建煤电苏二煤矿白沙南主井贯通工程是解决白沙南各采区排矸、通风、供水、供电、放料。导线全长5.4km，地面导线长

2.3km，井下导线3.1km，井下斜井导线0.8km。

2.2 贯通测量作业实施

2.1 地面导线测量

地面导线测量采用全站仪三架法导线测量，导线全长设测站12个，平均边长175米。地面导线按矿区一级导线控制测量要求施测，每次测量一次对中二测回，二次独立观测。测前测后各量取一次仪高、觇高，距离（斜距）由全站仪直接测得。半测回、测回间测角、测距互差要符合一级导线控制要求。

2.2 井下导线测量

井下导线按井下7″级控制导线测量要求施测，导线全长设测站48个，平均边长65米，最短边16.5米，最长边153米。采用悬镜法导线测量，就是利用特制的棱镜悬挂在井下测点上进行测角、测距。测量要求与地面测量一样，测量时，用线绳穿过小孔悬挂在测量点上，量取点位至棱镜中心距离记录为镜高，当巷道内风流较大时棱镜下端用线绳穿过另一小孔可拴重物，起稳定作用，测水平角照准锤球线，测倾斜角照准棱镜中心。平巷测量时悬挂棱镜觇板小孔，斜井测量是悬挂活动支架小孔，以便于调节棱镜面垂直照准视线。用这样的棱镜配合全站仪在井下测量导线就非常方便了。但有一点要注意的是：因点位是在巷道顶板，量取仪高、觇高时是按铅锤方向从测点小孔中心到仪器、棱镜中心量取仪高、觇高，计算测量点高程时是前一点高程加高差减仪高加觇高而得（即HB=HA+△H-i+v）。用仪器记录测量坐标时在输入仪高、觇高数值时必需在输入数值前加“负号”。

2.3 导线测量精度分析及贯通测量效果

2.3.1 导线测量精度分析

对贯通测量导线进行精度分析，分别通过地面和井下独立二次观测，求得地面导线最弱点点位中误差为0.028m，相对精度为1：75000。井下导线最弱点点位中误差为0.048m，相对精度为1：64500。井上、下导线精度均高于规范精度要求。

2.3.2 贯

源于：论文参考文献www.udooo.com

通测量效果

贯通后对贯通相遇点（相遇点在上山斜井上）进行实测，在水平重要方向上的误差为0.098m，高程方向上的误差为0.151m。贯通精度在允许偏差范围内。

3、结论及体会

（1）通过多次、多条导线的测量实践，悬挂棱镜法测量方法完全可满意足工程测量精度要求。
（2）悬挂棱镜法测量大大地简化了井下导线测量方法，缩短了作业时间，减少了劳动强度。
（3）最大限度地减少了对矿井正常生产的影响。
（4）通过这种测量方法的实践改进对今后矿山井下测量有积极的借鉴作用。
（5）这种测量方法特别适合矿井生产过程中的日常测量。
（6）特别注意用仪器记录测量坐标时在输入仪高、觇高数值时必需在输入数值前加“负号”，区别于地面测量时直接输入仪高、觇高量取值。
参考文献
张国良.矿山测量学.中国矿业大学出版社，2001年7月.
孔祥元，郭际明.控制测量学.武汉大学出版社，2006年10月.
[3]武汉大学测绘学院测量平差学科组.平差理论与测量平差基础，2003年1月.
[4]煤矿测量规程.2010年.