全站仪后方交会测量缩短酮室定向时间

全站仪后方交会测量缩短酮室定向时间

祁全峰

铜陵有色集团铜冠矿山建设股份有限公司 安徽 244000

摘要：新时期，在我国中大型矿山建设中，会存在酮室施工情况，一般酮室施工工程为大型项目，因此在施工中要做好全面设计以及施工技术管理工作。同时要做好酮室定向时间点的设置，酮室施工方式通常采用分层施工技术，但工程施工环境较为复杂，在一些岩层不稳定性施工环境下，酮室施工会增加难度系数，因此相关工作人员要做好相应准备，同时利用全站仪后方交会技术缩短酮室定向时间，为施工安全做好准备，同时保证施工进度，避免由各界外来因素或自然因素对施工造成不稳定性，促进我国矿业持续发展。

关键词：全站仪；后方交会；测量酮室；定向时间

1.工程概括

大型矿山施工建设中，井下内部存在大型酮室施工情况，如：泵房，酮室配电，电机车，矿车维修酮室，盲井系统等等。此工程应用分层施工技术，将酮室破碎部分从顶部挖掘出去，之后使用临时支护技术做好顶部猫网施工，由上至下刷大，将酮室施工分为四个分层，掘进结束后，建设脚手架，进行钢筋绑扎操作，以及浇灌，立模等。

因此本文选取沙溪铜矿破碎硐室工程为例，对此进行分析，此工程掘进断面较大（长35.5m，宽10.9m，高12.95m），采用分层法进行施工。先在破碎硐室底部施工中央导硐到达破碎硐室两端,导硐断面3m*3m，然后在破碎硐室两端和中间各施工一条天井到达破碎硐室顶部，天井断面1.5m*1.5m，在天井顶部施工导硐进行两两贯通，其中两条天井作为人行通风天井，一条天井作为矸石溜井。

2.本工程全站仪后方交会前期分析

(1)全站仪自由设站方式属于方便加快检测速度的方法，由于全站仪的应用以及创新，促使全站仪自由设站方式更为精确，灵活，高效，在数字化测量，加密测量以及各种工程测量中较为常见。酮室施工中得知，测量定向方案、方法选取没有密切结合现场实际结合，数据处理占用了定向一半时间

(2)在酮室施工中，全站仪自由设站方式精度与角度，边长有着不可分隔的联系，与相关点位形成图形大小，设站点，已知点的交会图形状大小有关。那么在选择站点的时候，应密切关注这些因素，此外，测量定向使用经纬仪，须钢尺配合测距，人员需求多且精度低、长时间高空作业安全风险大，因此使用全站仪后方交会施工进行测量，在测量中站点精度跟随已知点的数目增加，相关施工人员在工程中根据此次工程的实际情况将已知点数目设置为四个，站点看选完成后，四个已知点形成的图形点位精度为此次工程之最佳点位。

（3）针对影响破碎硐室测量定向因素，我组从人、机、法、现场条件四个方面进行分析总结并绘制树图1如下：

1.酮室人为因素：在酮室施工中，操作人员的专业水准以及熟练程度有着较高要求，如酮室施工人员技术出现问题会造成后期施工出现质量问题。

2.酮室施工设备因素：在酮室施工中应对施工工具进行分析，选取合适的设备，通过模拟对比分析方式，结合工程实际做出正确抉择。

3.酮室施工方案或方法：方案1选用两井分层几何方式进行模拟施工，方案2选用全站仪后方交会测量进行模拟施工。

4.酮室施工现场条件：顶板找翘，支护方式，井口平台设置是否为影响因素。

图1树图

3.基于全站仪的交会法测量概述

后方交会法属于测量技术中的特例技术，呈三角网形式的存在，因此被称之为自由设站方式，此次工程施工中，待定点建站四个点位均由已知点位控制观测方向以及距离，同时将平均值作为参数，依据方向进行观测同时与边长观测值数建立方程式，方程式应按最小二乘原理计算数据作为定点坐标平均值数差，这种方式属于控制测量精度法。硐室中心方位线上任意取点，然后运用全站仪设站、放样。在全站仪内部应设置相应功能，因为此方法操作速度快，便捷精确度较高，应用广泛。

下面为此方式计算方程式:

斜率计算公式为:tanα＝YP-YAXP-XAtanβ＝YP-YBXP-XB

形变整理:YP-YA＝tanα（XP-XA）YP-YB＝tanβ（XP-XB）

图2酮室中心测量方位线实例图

4.硐室施工测量方法对比分析

4.1硐室分层施工两井定向测

铜矿床埋深大于km，为大型硫化铜矿床，1尾室065m长52.2m，宽8.7m，高12.25m，采用分层法：先在底部（小断面）修建隧道，再修建3座天溜井，再修建2天溜井在上部交叉，人员对天溜井进行定向测量，划定中心生命线后，形成顶板，最后去除岩层，当天通道形成并与各层连接后，上下层不稳定的围岩必须清除，并在上分层井筒内各架设１层引线平台，以确保测量人员作业安全。上下层形必须形成平台，保证安全，然后将放在下层B上，固定在平台上，下端装上重量相当砝码，卡线Ａ、Ｂ投放到下分层，待卡线摆动趋于稳定并确认无误后，方可进行测量。

4.2硐室分层施工全站仪后方交会测量

全站仪后方交会测量是一种先进的测量方法，可以自动地解决整站装置的功能，该方法根据站与两个已知点之间的距离和角度提供测量点的坐标。传统的后方交会包括在一个未知点安装一个台站，观察至少三个已知点的水平角，并根据三个已知点的坐标和两个水平角计算未知点的坐标方式。

通过最近几年公司承建施工的若干破碎硐室来看，施工测量主要运用了全站仪两井几何定向，我组所采用的全站仪后方交会测量方法在精度上与前者相当，都能够满足大型硐室施工测量精度要求。全站仪后方交会测量方法的优点在于在有限的空间可以任意布站，使人员远离天井周边范围，解析几何三角形由全站仪自动完成，直接计算出架站点的坐标，再通过设站放样确定硐室的中心方位。破碎硐室上分层通风差、高温缺氧，而且定向时风流不能过大；全站仪后方交会定向能更好地确保人员安全，缩短定向时间同时我部小组成员经过14余次的中段定向、成员配合默契。鉴于以上分析，小组认为运用全站仪后方交会测量方法将定向时间目标控制在3-4小时左右是可行目标。步骤示例图见图3：

图3步骤示例图

5．对比结果

上述两种方式对比分析得知，硐室分层施工两井定向测施工方式，操作步骤较为复杂，施工难度较高，对于细节问题有着较高数据标准，对比全站仪后方交会测量方式而言，此技术较为复杂。全站仪后方交会测量方式施工较为便捷，在实际应用数据中显示定向破碎硐室从活动前的一次定向6-8小时到活动后定向一次3小时左右。首先我组掌握了全站仪后方交会测量原理、优点所在，并在今后的生产过程中能够合理应用。其次加深了我组年轻技术人员的安全意识、创新意识、效率意识、实践能力及团队协作能力；再者我组系统全面的理解和掌握了大硐室施工导硐施工层施工的工艺流程，为后期施工做好准备.

结语

综上所述，本次小组活动，在全体组员的共同努力下，取得了圆满成功，提高和加深我们对大型硐室施工技术和施工工艺的理解，全站仪的交会法测量能够较好地适应露天矿采剥场复杂的作业环境，同时小组成员对QC活动的认识也更加深刻，安全、效率意识、团队协作精神均得到提高，实践表明，如果能够充分利用矿区周围的固定设施作为交会控制点，交会法测量就能够大大提高测量工作效率，今后我们将认真钻研学习，边实践边总结，积极参与公司的创新发展。

参考文献：

［1］张国良，朱家钰，顾和和.矿山测量学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2000.

[2]songFusheng.Applicationofdigitaltechnologyinacceptancesurveyofopenpitminingandstrippingfield[J],openpitminingtechnology,2010,(3)

备注：作者 祁全峰

单位 铜陵有色集团铜冠矿山建设股份有限公司

省份 安徽省

邮编 244000