野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪在地下矿山风速较大巷道导线测量中的应用

邓子波

摘要：随着电子技术的发展，科技的进步，各种精密测量仪器的的不断出现，为测绘技术的发展提供了广阔的前景，全站仪在工程建设中已广泛使用，但是传统全站仪的对中一般都是悬挂对点垂球,采取点下对中的方式进行对中、整平，在地下矿山风速较大巷道中对中、整平误差较大，如何解决这一难题，是当前迫切需解决的问题。野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪及多功能觇牌采用激光点上对中测量程序的方式进行对中整平，不受巷道内风流的影响, 可以解决传统全站仪在地下矿山风速较大巷道中点下对中误差较大的难题。

关键词：野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪；多功能觇牌；点上对中

一、前言

矿山测量成果是矿井施工建设的基础资料，是安全生产决策的依据，是矿山长远规划，生产设计的基础，矿山测量成果的精准性直接影响矿山的生产与安全，所以必须要认真、严格的对待矿山测量的相关工作。

在矿山测量中，导线控制测量是工程施工过程中极为重要的一环，对于工程施工质量的影响不言而喻，提升其精度能够保证其施工的准确性，避免工程质量问题的出现。

矿山井下导线测量点大部份布设在巷道顶板位置,细线绳悬挂对点垂球,采取点下对中的方式进行对中整平,由于受巷道内风流影响,垂球摆动,影响对中的速度和精度。通过采用野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪及多功能觇牌可以在风速较大的巷道中快速准确的进行对中、整平,不受巷道内风流的影响, 可以提高井下导线测量的精度及效率。

二、工程概况

玉溪矿业有限公司西部矿段，该回采区域从690标高-（-60）标高，B80线-B168线，690无轨斜坡道全长6011.254米。自开工建设以来，由于该工程属于大包工程，在工程测量过程中，由于承包单位在基础建设施工过程中对测量基础资料重视程度不够，导致后期的测量资料不全，测量成果达不到规范要求。根据公司年度采矿计划相关工作安排，为满足公司生产持续衔接需要，保证690无轨斜坡道导线的控制精度，满足生产需要、确保安全生产，对西部矿段690无轨斜坡道导线进行重测是一个亟待解决的工作。

玉溪矿业有限公司西部矿段回采区域新鲜风流主要从690 无轨斜坡道、中部进风竖井、B116 线措施竖井、东部箕斗竖井进风，新鲜风流经过各生产中段、水平、进风回风上山，向南、北回风斜井汇聚，最终由南部充填回风斜坡道以及北部回风竖井回到地表。

西部矿段690 无轨斜坡道是该回采区域的主要进风系统，进风量达到61.94m³/s，风速较大。在斜坡道内采用传统的全站仪进行导线测量，对仪器的对中误差影响较大，对中误差往往超过3mm。传统的全站仪是采用点下挂设垂球进行对中，由于风速较大，垂球摆动幅度较大，仅靠雨伞遮挡不起作用，控制点点位误差仍然较大。解决风速大影响仪器对中误差是690无轨斜坡道导线重测工作中迫切解决的难题。

三、精度分析

前期通过采用徕卡TCR1202全站仪对690无轨斜坡道进行导线复测，发现该测量成果达不到井下一级控制导线（±7″）技术规范要求，存在以下问题：

(一)690坑口-500探矿斜坡道

1.方位：+（00°03′56″）＞f_容±72″（f_容＝±14√27=±72″）

2.△X：-（0.309m）

3.△Y：-（0.119m）

4.△Z：+（0.370 m）

（二）500探矿斜坡道-（-60）水平

1.方位：+（00°02′55″）＞f_容±88″（f_容＝±14√40=±88″）

2.△X：+（0.269 m）

3.△Y：+（0.308 m）

4.△Z：-（0.336 m）

四、原因分析

传统的徕卡全站仪虽然有速度快、精度高等优点，但如果在外业观测中不注意使用方法，极易产生误差超限。通过长期的实践总结，我认为全站仪导线误差主要来源于三个方面：

（一）仪器设备

1.全站仪未经检验校正，各项轴线不满足几何条件

由于仪器长期使用加之测绘作业现场环境恶劣以及运输途中的颠簸，均会导致轴线不满足几何条件，产生较大误差。

2.全站仪棱镜常数设置有误

使用全站仪进行导线测量时，必须以棱镜作为反射体，因此在使用全站仪之前必须正确设置棱镜常数，否则观测成果会产生较大误差。

（二）观测者

1.全站仪、圆棱镜对中误差

仪器、圆棱镜的竖轴与测站点不在同一条垂线上从而引起的角度误差不能通过盘左盘右取平均值的方法消除，所以观测水平角是要仔细对中。

2.全站仪及圆棱镜整平误差

全站仪、圆棱镜整平的目的是使仪器的竖轴垂直，水平度盘处于水平位置。如果观测前未严格整平，或者在观测过程中由于振动等原因导致仪器未水平，那么观测结果会产生较大误差。

3.目标瞄准偏差

全站仪外业观测时要利用十字丝分划板中心点精确瞄准目标，并且消除视差后再进行读数。如果未精确瞄准目标，观测结果就会产生误差。

4.观测者的专业技术水平和责任意识

如果测量员不能完全掌握井下作业的技术要领，那么在他们进行作业的时候所测量出来的成果，肯定不是非常精准。

（三）外界环境

1.温度气压未进行修正

全站仪是利用电磁波进行距离测量，当仪器使用环境的温度和气压发生变化时，电磁波的传播速度会发生变化，因此如不进行温度、气压修正，观测结果会产生误差。

2.气象条件

巷道中风速、温度、湿度、矿尘等气象条件，会影响导线测量的精度。如果风速大会导致仪器晃动，目标摆动，影响对中整平精度，从而导致观测结果会产生误差。

五、解决措施

通过对导致导线测量成果精度低的原因进行分析，风速大影响对中精度是导致导线测量精度低的主要原因。由于西部矿段690 无轨斜坡道是该回采区域的主要进风系统，风速较大解决不了，故对690无轨斜坡道导线进行重测时采用野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪、多功能觇牌来进行导线测量，该仪器采用激光点上对中，可以解决风速大影响对中精度的难题。

（一）仪器介绍

野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪、多功能觇牌，不用助手持灯照明，不用搭设梯子挂锤球，不用钢卷尺量仪高，不怕巷道风流影响测量。在井下无光条件下进行测量时有以下特点：

1.上下激光点对中

相较光学下对点，在黑暗的巷道里，激光对点能快速实施对地面点位的对中，激光上对点又免除了在巷道顶部点位悬挂锤球的不便。

2.专用上对点观察目镜

带有专用的上对点观察目镜,可以同时观察到点位标志和激光点，可以确保精确对中。

3.自动测量仪高、标高

仪器具备的最短0.3m的高精度免棱镜测距功能，可以比钢尺更精确、更快速的测量仪器高（上对点）。

4.“点圆”十字丝分划板

望远镜内安装有“点圆”十字丝分划板，配合专用棱镜可有效提高瞄准精度和测量速度。传统全站仪分化板为十字丝样式,在瞄准目标时，很难实施精确的照准。本仪器的分划板中心是一个小点和小圆，在近距离用中心点来与目标重合，远距离的用小圆来符合目标。特别在选配专用觇标时，用点圆来捕捉觇标的中心发光点就可以实现精确的照准。相较传统十字丝更加精准。

5.仪器多处都有照明

粗瞄准器、对中整平用长、圆水准器带照明，无论多暗的环境下都能快速的进行对中、整平以及照准目标。

（二）采取措施

根据确定的主要影响因素和野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪、多功能觇牌的技术参数，经过验证、比较分析，确定以下对策、措施：

1.采用野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪、多功能觇牌对690无轨斜坡道进行导线复测。

2.采用HGG05陀螺全站仪在690坑口、500探矿斜坡道、-60水平各加测一条陀螺加强边。

3.观测时采用三连架法进行建站，提高建站速度及精度。

4.测角采用两测回法进行观测，高程控制采用三角高程进行测量。

5.690坑口-500探矿斜坡道为一条附合导线进行平差计算。

6.500探矿斜坡道-（-60）水平为一条附合导线进行平差计算。

六、结论

通过采用野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪、多功能觇牌对西矿段690无轨斜坡道进行导线测量，提高整体控制精度，达到井下一级导线（7″）技术规范要求。

（一）690坑口-500探矿斜坡道

1.方位：-（00°00′43″）＜f_容±72″（f_容＝±14√27=±72″）

2.△X：-（0.073 m）；

3.△Y：+（0.130m）；

4.△Z：+（0.003 m）

5.K=1/14849＜K_容（1/8000）

（二）500探矿斜坡道- (-60)水平

1.方位：+（00°00′30″）＜f_容±88″（f_容＝±14√40=±88″）

2.△X：+（0.286 m）；

3.△Y：+（0.197 m）；

4.△Z：-（0.031 m）

5.K=1/10947＜K_容（1/8000）

七、总结

通过采用野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪、多功能觇牌对西矿段690无轨斜坡道导线进行重测，对测量精度进行分析和实践得出如下结论：

（一）激光上对中，克服了巷道风速大影响无法正常观测的难题。

（二）自动测量仪高、觇标高，取代钢卷尺测量带来误差。

（三）不用持灯照明和搭设楼梯悬挂锤球，使井下的测量变的安全、高效，精度更高。

（四）对点精度和观测精度提高，建站速度提高，减少工作人员。

（五）提高导线控制精度，满足生产施工需要，为安全生产提供技术服务和保障。

（六）满足导线控制的精度,从而更精确地标定巷道中、腰线，指导安全生产。

野阳RTS112R5L-Y多功能全站仪、多功能觇牌现已在西矿段180中段、-20中段各水平采准干线斜坡道岔口和-20中段运输巷南沿脉风速较大巷道中积极推广使用，效果显著，为安全生产经营决策提供准确的技术依据, 培养锻炼了技术人员，促进技术进步和技术革新。对今后因巷道风速大影响精确测量起到很好的示范作用，对于大部分风速较大矿山巷道导线测量中具有参考意义。

参考文献

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