嚴(yán)春春1安徽理工大學(xué)；2淮南礦業(yè)集團(tuán)

激光指向儀在井下的安裝和使用

嚴(yán)春春12
1安徽理工大學(xué)；2淮南礦業(yè)集團(tuán)

激光指向儀具有安裝方便，激光指向清晰可見(jiàn)，方便使用等優(yōu)點(diǎn)，在井下使用時(shí)能快速的標(biāo)定巷道的中、腰線位置，有效的控制巷道超欠挖，大大的提高了巷道施工進(jìn)度。

激光指向儀；井下測(cè)量；安裝使用

在礦山的井巷掘進(jìn)施工中,工期一般都較為緊迫。在掘進(jìn)過(guò)程中,由于光線和風(fēng)量等因素影響，用人工方法在掘進(jìn)過(guò)程中每班進(jìn)行中腰線的標(biāo)定既費(fèi)時(shí)，又有一定的人為誤差。而激光指向儀直觀，方便等特點(diǎn)，能快速、準(zhǔn)確的指示巷道掘進(jìn)的方向和坡度，能較直觀的反應(yīng)巷道超欠挖現(xiàn)象。

1、激光指向儀的安裝調(diào)試

1.1 激光指向儀的安置方式

激光指向儀既可安置在巷道頂部，使激光光束和巷道中線重合，也可以安置在巷道邊墻上，使激光光束和巷道中線平行。在井下巷道施工過(guò)程中由于巷道兩幫一般都懸掛有風(fēng)水管和風(fēng)筒，激光指向儀安置在巷道幫部則安裝和調(diào)試都比較困難，所以通常安置在巷道頂板上，方便調(diào)試和使用。

1.2 激光指向儀的調(diào)試

在巷道內(nèi)調(diào)試激光指向儀需要全站儀的配合，首先將激光指向儀安裝在巷道頂板處，位于A,B,C三個(gè)測(cè)點(diǎn)中線點(diǎn)之后，用A測(cè)點(diǎn)作為激光校正起點(diǎn)，將激光光束調(diào)整與巷道中線方向一致（即A,B,C三個(gè)測(cè)點(diǎn)棉線上都有明顯的激光光斑）。

當(dāng)巷道坡度不大時(shí)，以坡度為3‰為例，首先將全站儀安置在有A,B,C三個(gè)測(cè)點(diǎn)都能同視的位置，把全站儀豎直角調(diào)整到90°或270°，觀測(cè)A,B,C三個(gè)測(cè)點(diǎn)分別在三個(gè)測(cè)點(diǎn)的棉線上做好記號(hào)1、2、3（如圖1）。量取A點(diǎn)上激光光斑與記號(hào)1的距離h1，在B測(cè)點(diǎn)上記號(hào)2向上量取距離h2=h1+LAB(A與B兩測(cè)點(diǎn)間平距）* 0.003做記號(hào)2'；在C測(cè)點(diǎn)上記號(hào)3向上量取距離h3=h1+LAC(A與C兩測(cè)點(diǎn)間平距）*0.003做記號(hào)3'；微調(diào)激光指向儀將激光光斑與記號(hào)2’，記號(hào)3'重合，由于激光校正起點(diǎn)A測(cè)點(diǎn)并不是激光指向儀的中心點(diǎn)，一般進(jìn)行2～3次的調(diào)整，即可使激光與巷道中線重合由于巷道坡度一致。

圖1

2、用激光指示巷道掘進(jìn)方向

如圖2所示，在直線巷道內(nèi)安置的激光指向儀經(jīng)過(guò)調(diào)試，滿足了激光光束與巷道中線重合、激光光束的坡度和巷道坡度一致的條件。則任一激光點(diǎn)和巷道兩幫的距離e、激光點(diǎn)和巷道設(shè)計(jì)的高差h均為定值。根據(jù)激光指向儀調(diào)試結(jié)束時(shí)根據(jù)激光校正起點(diǎn)A測(cè)點(diǎn)頂板到激光光斑1’之間的距離并參照設(shè)計(jì)文件，可以確定e、h的值。

圖2

3、精度分析

激光指向儀的指向精度主要受以下因素影響：①激光光束的標(biāo)定精度；②激光光斑的直徑大小、亮度等。激光光束的標(biāo)定精度受激光校正點(diǎn)起點(diǎn)位精度誤差影響，當(dāng)在頂板剛安裝好激光指向儀時(shí)，激光光束與巷道坡度不一致，激光光斑與理論值有一差值h'',當(dāng)激光光束與激光校正起點(diǎn)A很近時(shí)，很小可以忽略它對(duì)激光光束方向的影響。如果激光指向儀與距離比較遠(yuǎn)時(shí)，h''值很大就無(wú)法消除，在激光校正起點(diǎn)A測(cè)點(diǎn)上的激光光斑就有一定的誤差，起始距離h1就不是固定值，調(diào)整激光光束時(shí)就無(wú)法調(diào)整到巷道的設(shè)計(jì)坡度，所以在安裝激光指向儀時(shí)，一定要盡量靠近巷道的某一測(cè)點(diǎn)或中線點(diǎn)。如果無(wú)法靠近測(cè)點(diǎn)時(shí)，可以在激光指向儀正前方打一測(cè)點(diǎn)務(wù)必與巷道的中線保持致。

除此以外，激光指向儀還受到施工震動(dòng)、光斑漂移、巷道邊墻變形以及其他意外因素的影響，所以激光指向儀要定期進(jìn)行檢查測(cè)量；每次使用前還要檢查激光光束是否通過(guò)了事前設(shè)置好的檢查點(diǎn)。

4、結(jié)論

激光指向儀能快速、準(zhǔn)確的標(biāo)定巷道的中腰線位置，大大提高了巷道的掘進(jìn)進(jìn)度，但在激光指向儀的安裝，調(diào)整過(guò)程中一定要認(rèn)真調(diào)整與設(shè)計(jì)吻合，尤其是確保激光校正起點(diǎn)的位置與激光指向儀保持很近距離。

[1]張志勇.井下激光指向儀的使用[J].水利采煤與管道運(yùn)輸，2009，59-60．

[2]王平，王璟玥.激光指向儀在井下大壓力巷道施工中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2003,22(3):34-35．

嚴(yán)春春(1983-)，男，河南焦作人，工程師，現(xiàn)在就讀于安徽理工大學(xué)，淮南礦業(yè)集團(tuán)新莊孜煤礦工作。