摘 要：測(cè)繪工作是煤礦生產(chǎn)建設(shè)中非常重要的基礎(chǔ)性工作，貫穿于煤礦生產(chǎn)建設(shè)的整個(gè)過程。要做好煤礦的測(cè)繪工作，必須裝備先進(jìn)的測(cè)繪儀器。帶有免棱鏡模式的激光全站儀是光電技術(shù)在測(cè)繪儀器上的最新應(yīng)用，是一種高效快捷的測(cè)量?jī)x器。通過使用先進(jìn)的全站儀進(jìn)行煤礦測(cè)繪，不僅可以滿足煤礦在巷道掘進(jìn)、安裝、維修及其他等各階段需求，還能應(yīng)用在煤礦測(cè)繪的其他領(lǐng)域。文章通過對(duì)煤礦生產(chǎn)建設(shè)不同階段的論述，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，主要介紹徠卡TS09-PLUS全站儀在煤礦測(cè)繪中的應(yīng)用。帶有免棱鏡模式的激光全站儀不僅可以滿足煤礦生產(chǎn)建設(shè)各階段的需求，還可在一些特殊條件下進(jìn)行測(cè)繪作業(yè)，解決了常規(guī)全站儀無法進(jìn)行測(cè)量的難題，提高了測(cè)繪人員工作的安全性。
關(guān)鍵詞：全站儀;測(cè)繪;高效快捷;煤礦
引言
煤炭被稱為現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”，是我國(guó)的重要能源之一，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)于煤炭的需求與日俱增。煤炭資源的開采是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，在煤炭資源的開采過程中，測(cè)繪工作是非常重要的基礎(chǔ)性工作，不僅能為生產(chǎn)建設(shè)提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，還能為搶險(xiǎn)救災(zāi)提供資料上的支持，這就需要測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展并應(yīng)用于煤礦測(cè)繪中。通過最新技術(shù)的免棱鏡模式的激光全站儀在煤礦測(cè)繪中的應(yīng)用，不僅可以高效快捷的進(jìn)行測(cè)量，而且在使用過程中還能解決一些常規(guī)全站儀無法進(jìn)行測(cè)繪的難題，在很大程度上解決了井上下測(cè)繪工作中存在的問題，在一定程度上解決了其局限性。同時(shí)，也在很大程度上提高了測(cè)繪人員作業(yè)的安全性。
1 煤礦測(cè)繪中免棱鏡模式的激光全站儀的應(yīng)用
免棱鏡模式的激光全站儀是一種集光電技術(shù)為一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，是集水平角、傾角、斜距、平距、高差等測(cè)繪功能于一體的綜合性測(cè)繪儀器，它具有自動(dòng)測(cè)距、測(cè)角、計(jì)算和記錄功能，由光電測(cè)距單元、電子測(cè)角及微處理器單元、電子記錄單元三部分組成，安置一次就可以完成該測(cè)站上的全部測(cè)量工作，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于礦山測(cè)繪。
為了減小煤礦井下測(cè)繪工作對(duì)巷道掘進(jìn)、皮帶運(yùn)行和車輛運(yùn)輸?shù)挠绊�，提高測(cè)量效率，煤礦測(cè)量引進(jìn)了基于視覺引導(dǎo)的免棱鏡模式的激光全站儀。免棱鏡模式的激光全站儀采用紅色可見激光束，具有可見激光斑點(diǎn)，下對(duì)中采用激光輔助，免棱鏡模式下可以進(jìn)行一些人員無法到達(dá)地點(diǎn)的測(cè)繪作業(yè)，這些先進(jìn)的功能使得煤礦測(cè)繪工作變得安全可靠、高效快捷、節(jié)省體力。目前，免棱鏡模式的激光全站儀已廣泛應(yīng)用于煤礦的控制測(cè)量、巷道寫實(shí)、中腰線標(biāo)定、機(jī)電管路安裝、巷道變形監(jiān)測(cè)、罐道變形監(jiān)測(cè)、巷道維修、地表巖移觀測(cè)、建筑物沉降監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域�！ �1.1 巷道掘進(jìn)時(shí)免棱鏡模式的激光全站儀的應(yīng)用
煤礦井下巷道掘進(jìn)施工時(shí)，測(cè)量放線使用的儀器一般是全站儀，然而礦井生產(chǎn)建設(shè)都是三班倒的制度，24小時(shí)不停工，所以巷道內(nèi)的情況變化較快，同時(shí)，煤礦井下測(cè)量環(huán)境惡劣，風(fēng)流、噴霧、粉塵引起空氣的不穩(wěn)定及礦壓、皮帶、膠輪車引起的底板震動(dòng)等，增加了導(dǎo)線測(cè)量的難度，影響了觀測(cè)精度，為了減少對(duì)巷道施工和運(yùn)輸系統(tǒng)的影響，提高測(cè)量放線效率就顯得尤為重要。在這種情況下，免棱鏡模式的激光全站儀的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來了，除了具有一般全站儀的功能外，它的激光在井下具有較好的應(yīng)用，不但可以用來較快的確定通視與否，還可以用來傳遞信號(hào)，前后視掛線人員在看見激光后可以節(jié)約掛線時(shí)間，降低工作強(qiáng)度，無關(guān)人員會(huì)主動(dòng)避開激光，節(jié)約前后視時(shí)間。在放樣定點(diǎn)時(shí)，激光指哪定哪，掛線時(shí)，后視完成后直接撥角，前視掛線時(shí)直接掛在激光上，然后再瞄準(zhǔn)，不但精度較高，而且方便快捷。免棱鏡模式的應(yīng)用，不僅可以用來測(cè)量巷道頂板、高冒點(diǎn)、井底水倉(cāng)等人員難以到達(dá)的地點(diǎn)，還可以進(jìn)行較長(zhǎng)距離的無人測(cè)繪，較好的保障了測(cè)繪人員的安全性，同時(shí)，也節(jié)約了人力，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
在巷道內(nèi)進(jìn)行延線時(shí)，架設(shè)好儀器，后視人員在看見激光時(shí)開始掛線，并排除影響通視的因素，后視完畢后，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算撥角，同樣，前視人員在看見激光后開始掛線，并排除影響通視的因素。同時(shí)，也可以利用激光進(jìn)行校線，方便快捷。在進(jìn)行井下導(dǎo)線測(cè)量的同時(shí)，還可以利用激光進(jìn)行碎部寫實(shí)，用輔助工具（鋼尺）測(cè)量?jī)x器中心到巷道頂板、底板和兩幫的距離，畫好草圖，展繪在相關(guān)礦圖上。在巷道開口標(biāo)定時(shí)，由于距離較短，掛線誤差較大，開啟激光直接掛線，然后進(jìn)行瞄準(zhǔn)，速度快、精度高，同時(shí)也可以利用激光直接標(biāo)識(shí)巷道輪廓線和中腰線。
在巷道內(nèi)進(jìn)行中線標(biāo)定時(shí)，把儀器架設(shè)在已知導(dǎo)線點(diǎn)下，上對(duì)中整平后，打開激光進(jìn)行后視，完成后視后利用激光進(jìn)行中線的標(biāo)定，同時(shí)，打開免棱鏡模式測(cè)取需要的頂板標(biāo)高，并進(jìn)行記錄，展繪在相關(guān)礦圖上。
在巷道內(nèi)進(jìn)行腰線標(biāo)定時(shí)，由于腰線是地坪和水溝施工，管路和電纜吊掛的主要依據(jù)，同時(shí)，也是用來控制巷道施工坡度的，所以腰線的設(shè)置及延伸顯得非常重要。在腰線延伸時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)頂?shù)装鍢?biāo)高，把儀器架設(shè)在標(biāo)志點(diǎn)，打開激光，量取儀器中分別到頂?shù)装鍞?shù)據(jù)，激光調(diào)至水平位置，瞄準(zhǔn)標(biāo)志腰線點(diǎn)，量取差值，然后依據(jù)設(shè)計(jì)坡度調(diào)整激光，通過激光的左右移動(dòng)，標(biāo)定人員可以輕松的完成腰線的標(biāo)定任務(wù)。
1.2 巷道安裝時(shí)免棱鏡模式的激光全站儀的應(yīng)用
在煤礦的安裝測(cè)量工作中主要是帶式輸送機(jī)的安裝測(cè)量和工作面支架的安裝測(cè)量。帶式輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)建設(shè)中應(yīng)用比較廣泛的一種運(yùn)輸設(shè)備，輸送機(jī)在運(yùn)行的過程中經(jīng)常發(fā)生皮帶跑偏的現(xiàn)象，正確的安裝是保障其正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素，所以要重視輸送機(jī)的安裝測(cè)量工作。在實(shí)際的安裝放線過程中，將免棱鏡模式的激光全站儀架設(shè)在已知導(dǎo)線點(diǎn)，后視完畢后，打開激光，對(duì)帶式輸送機(jī)安裝基礎(chǔ)中心和巷道中心進(jìn)行校核，可以快速進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，量取各類安裝數(shù)據(jù)，避免了安裝時(shí)不通視造成的臨時(shí)點(diǎn)較多，精度降低。帶式輸送機(jī)的安裝測(cè)量工作主要是標(biāo)定帶式輸送機(jī)的各種基準(zhǔn)線，主要包括帶式輸送機(jī)的皮帶中心線和腰線，皮帶中心線是保證帶式輸送機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素，腰線是安裝與調(diào)整所有軸系的重要依據(jù)。
在運(yùn)輸巷或膠帶大巷皮帶安裝完成后，架設(shè)好免棱鏡模式的激光全站儀，后視完畢后，打開激光，利用激光就可以直接檢查皮帶安裝的平直與否，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，方便快捷，還可以打開免棱鏡模式測(cè)量所需數(shù)據(jù)。
在工作面支架的安裝測(cè)量中，按照設(shè)計(jì)確定運(yùn)、回順的中心線，在運(yùn)、回順中線與切眼中線的交叉點(diǎn)處各定一點(diǎn)，在其中任一點(diǎn)安置儀器，對(duì)中整平完畢后打開激光，瞄準(zhǔn)另一點(diǎn)，進(jìn)行置零，再進(jìn)行倒鏡觀測(cè)，打開免棱鏡模式，前視人員可以很快的標(biāo)示支架就位線及其里程。
1.3 巷道維修時(shí)免棱鏡模式的激光全站儀的應(yīng)用
由于巷道施工屬于井下工程，且都埋藏較深，應(yīng)力、礦壓顯現(xiàn)頻繁，開拓大巷及回采順槽經(jīng)常會(huì)有維修任務(wù)，巷道經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)底鼓、片幫、頂板下沉、巷道收縮等現(xiàn)象，這就對(duì)巷道維修提出了放線要求，通常在這種情況下，巷道內(nèi)的導(dǎo)線點(diǎn)已破壞殆盡，即使在，其可靠性也較差，從別的地方引線，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也沒有必要，在這種情況下激光全站儀就發(fā)揮了它的優(yōu)勢(shì)，在維修巷道的兩端選取較完好的地點(diǎn)，在滿足使用精度的前提下量取固定位置，一般都是巷中，然后在一點(diǎn)架設(shè)儀器，通視瞄準(zhǔn)另一點(diǎn)，打開激光，然后置零，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況量取激光點(diǎn)到巷道的上下左右，進(jìn)行寫實(shí)工作，可以快速確定需要維修的工程量，同時(shí)也可以根據(jù)實(shí)測(cè)高差，依據(jù)激光現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定腰線、中線和坡度，簡(jiǎn)單快捷。在破壞比較嚴(yán)重的巷道內(nèi)也可以利用激光進(jìn)行碎部測(cè)量。
1.4 免棱鏡模式的激光全站儀在煤礦測(cè)繪其他方面的應(yīng)用
在實(shí)際的煤礦生產(chǎn)建設(shè)中，由于激光全站儀比一般全站儀具有較明顯的優(yōu)勢(shì)，其還廣泛應(yīng)用于煤礦建設(shè)的其他領(lǐng)域。諸如工業(yè)廣場(chǎng)重要建筑物及構(gòu)筑物的變形監(jiān)測(cè)，采空區(qū)的沉降觀測(cè)，也可以用來監(jiān)測(cè)井下主要機(jī)電設(shè)備及硐室的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，激光全站儀也可以結(jié)合免棱鏡模式，用來監(jiān)測(cè)罐籠罐道變形、觀測(cè)井底水倉(cāng)、水淹區(qū)等人員難以到達(dá)的地點(diǎn)并進(jìn)行測(cè)量作業(yè)，很大程度上提高了測(cè)繪人員作業(yè)的安全性。
2 結(jié)束語
在煤礦的生產(chǎn)建設(shè)中，測(cè)繪工作是非常重要的基礎(chǔ)性工作，通過對(duì)激光全站儀在巷道掘進(jìn)、安裝、維修及其他方面應(yīng)用的敘述，了解了其主要優(yōu)點(diǎn)。激光全站儀由于其觀測(cè)速度快、測(cè)量方式多樣、測(cè)量精度高，并且容易掌握等優(yōu)點(diǎn)，在很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)全站儀在煤礦井上下測(cè)量中的局限性。同時(shí)，免棱鏡模式的激光全站儀在測(cè)量過程中，可以采用無接觸的測(cè)量方式，這種測(cè)量方式在煤礦測(cè)量中有著特殊的應(yīng)用場(chǎng)景，無接觸的測(cè)量方式在很大程度上提高了測(cè)繪人員工作的安全性。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳斌，等.非正交軸系激光全站儀坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)與工程技術(shù)版），2018（11）：1188-1194.
[2]李超.全站儀免棱鏡測(cè)距技術(shù)在煤礦測(cè)繪中的應(yīng)用[J].山西科技，2017，32（06）：135-139.
[3]程明飛.全站儀測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2018（10）：53-54.
[4]劉星.工程測(cè)量學(xué)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2004.
[5]煤礦測(cè)量規(guī)程[S].
