徕卡S910测距仪在井下测量中的应用*

2021-11-18邓苏龙杨元东

包头职业技术学院学报 2021年3期

邓苏龙杨元东王源

(包头鑫达黄金矿业有限责任公司，内蒙古包头014060)

经过一个多月对徕卡S910测距仪(以下简称测距仪)的研究试用，发现测距仪的相对坐标测量功能在井下测量中应用广泛、可靠，由于测距仪本身质量较小、操作简便，测量精度可靠(如下图1所示)，能够大大地减轻劳动强度、减少工作时间，在特定条件下采用测距仪测量较传统测量方式优势明显。现将测距仪在井下测量中的具体应用介绍如下。

图1 操作界面

1 相对坐标测量功能简介

利用测距仪相对坐标测量功能可以直接得到所需点位相对坐标(如下图2所示)，将所得到的相对坐标数据以dwg格式储存到测距仪硬盘。硬盘中的数据文件可以利用数据线与计算机连接，用计算机安装的CAD软件可以直接打开测距仪硬盘所储存的dwg格式文件，测距仪硬盘可以储存20个dwg格式文件，每个dwg文件可以储存30个点坐标数据。

图2 应用场景

2 在平巷及穿脉测量中的应用

2.1 测量前的准备工作

在进行平巷及穿脉测量前，首先要进行仪器的架设(将仪器架设在与两个已知点通视的位置，距两个已知点距离不宜大于50米)与整平，整平时要求测距仪横向与纵向倾角不得大于5°。

在测距仪架设和整平结束后，启动测距仪相对坐标测量功能，在测量开始前，测距仪进行整平自检，自检不合格时，需重新整平仪器，直到合格为止。

2.2 测量方法及解算方法

在进行相对坐标测量过程中，测量的点位坐标中至少有两个点的坐标是已知的，并在记录本上记录好已知点的测量点号。在测量外业完毕后，将测距仪硬盘储存的dwg文件传输到计算机，通过CAD软件打开dwg文件，通过对任意两个已知点的数据与测距仪测的已知点数据(方位和距离)进行解算，经过对测距仪储存的dwg图形进行旋转和移动，从而得到所需点位的真实坐标。

2.3 测量精度及工作效率

为了检验徕卡S910测距仪测量精度，经过多次对井下已知控制点(两个控制点距离一般小于50米)进行了坐标测量，测量的控制点点位误差一般小于10mm，适用于平巷及穿脉碎步测量，对于控制点点位坐标测量最好利用全站仪进行测量。

在进行平巷及穿脉碎步测量时，徕卡S910测距仪工作效率优势明显。对一个20米的穿脉利用全站仪进行碎步测量时，大约需要20分钟，利用徕卡S910进行测量时，只需10分钟就可以完成测量工作，而且徕卡S910测距仪本身质量轻便，操作简便，极大地减轻测量人员的工作强度。

2.4 注意事项

测距仪在进行相对坐标测量时，测量的第一个点Z坐标是零，以后每个点的Z坐标是相对于第一个点的高差，所以在进行测量时，测量的第一个点最好是已知点，在内业计算时方便计算各个点的Z坐标。在测量完毕时要切记进行数据保存。

3 在缓倾斜矿体矿房测量中应用

3.1 应用场景

现阶段鑫达公司缓倾斜矿体采矿方法一般利用全面法进行采矿，在进行测量验收时，传统方法是利用皮尺配合罗盘进行导线测量，测出矿房的平面面积，用普通测距仪测量矿房的采幅。在进行采幅测量时，矿房底板往往有渣，测量时不能测出矿房的真实采幅，验收的矿量与实际矿量有所偏差。待矿房采矿结束，矿房内矿石出净，进行验收测量时，需要测量人员进入矿房内进行采幅测量，矿房空顶暴露面积太大，测量过程中存在着较大的安全隐患。徕卡测距仪可以免棱镜打点测量，减少人员暴露在采场中时间，提高了测量作业安全性。

测距仪在进行缓倾斜矿体矿房时，测量的方法大致与平巷及穿脉测量方法相同。首先进行矿房的水平轮廓测量，然后沿矿体的倾向进行剖面测量，剖面测量是将矿房的顶板、底板的特征点沿矿体倾向方向进行坐标测量，测距仪内部软件会自动生成剖面图(剖面方向是沿第一个测点和第二个测点的连线方向)。

在测量外业结束后，内业利用计算机CAD软件对测距仪储存的文件进行编辑、查询等操作，从而进行矿房采矿量的计算。

3.2 与传统方法相比较的优缺点

利用徕卡S910测距仪进行缓倾斜矿体矿房验收测量与传统方法相比较的优点：利用测距仪进行测量时，无需进入矿房危险区域，只需在矿房的安全区域架设仪器通过测距仪免棱镜进行测量，大大地提高了测量作业的安全性；传统测量精度高，提高了验收的准确性；测距仪测量原始数据不支持修改，确保了验收的公平性。缺点：测距仪测量倾角范围为：-40°到+80°，如果矿房倾角(大于35度)较大时，测量时需要将仪器架设在矿房中下部，从下向上进行测量。

4 在急倾斜巷道(天井)测量的应用

4.1 应用场景

在进行急倾斜巷道测量及通过急倾斜巷道进行采区定向测量时，一般使用矿用经纬仪或测角仪测量导线。如悬挂式经纬仪、轻便型经纬仪或带有目镜棱镜、偏心望远镜等附件的经纬仪进行测量。

若导线边所通过的巷道成弯曲状，测量作业周围没有磁场影响的情况下，一般利用罗盘配合皮尺进行测量，由于作业场所的限制，测量作业比较困难，测量精度也难以保证，一直是井下测量的难题。

经过研究和试用，发现徕卡S910测距仪配合发明的测距仪支架(如图3，已申请专利)可以进行弯曲状的急倾斜巷道测量，导线全长相对闭合差小于1/4000，满足井下测量15秒级导线测量要求，测量方法与前面介绍的平巷测量方法相同。

图3 测距仪支架

4.2 与传统方法相比较的优缺点

利用徕卡S910测距仪进行急倾斜巷道测量与传统方法比较的优点：质量轻便、操作简便，降低了劳动强度，提高了作业安全系数；测量精度较高，对于一个50米的天井利用罗盘导线进行贯通测量时，一般贯通误差为1～2米(对多个天井进行贯通测量数据统计所得)。利用S910测距仪对东13号脉914天井贯通后贯通点通过上下中段控制点进行坐标测量，测得的点位误差为5厘米。缺点：测量作业时测距仪不能显示出指示方位，不利于现场工作指导。