伸縮式指向儀在長溜井施工中的應用

呂英磊，程繼勝，張國棟

(山東黃金礦業(萊州)有限公司三山島金礦， 山東 萊州市 261442)

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伸縮式指向儀在長溜井施工中的應用

呂英磊，程繼勝，張國棟

(山東黃金礦業(萊州)有限公司三山島金礦， 山東 萊州市 261442)

設計制作了伸縮式激光指向儀的伸縮式套桿并改進其固定裝置。在長溜井開口處安置YBJ-800礦用隔爆型伸縮式激光指向儀指導控制溜井方向及頂、底板，采用尼康全站儀定期檢校誤差，素描溜井三視圖。實踐表明，溜井中腰線以半導體激光光束為依據，方便了作業人員日常施工，緩解了由于施工坡度起伏大或方位差異大引起的長溜井堵塞現象，解決了高傾角長溜井難攀爬、難施工、難掌握的難題，提高了長溜井施工質量和貫通效果，繪制的溜井三視圖可為后續工程提供精確位置參考。

伸縮式激光指向儀；中腰線；全站儀；三視圖

0 引 言

山東黃金礦業(萊州)有限公司三山島金礦新立礦區屬于海底開采，主要采用機械化盤區、進路兩種采礦方法，溜井卸載與電機車有軌運輸配合為主，在施工-480中段至-413分段49線卸載溜井及分支溜井、-400中段至-333分段121線卸載溜井及分支溜井等一系列長溜井中應用了伸縮式激光指向儀，提前15 d實現高段溜井貫通并通過驗收，提高了新立深部卸載能力，節省了二次轉運費用。

1 YBJ-800礦用隔爆型指向儀簡介與改進

YBJ-800型礦用隔爆型激光指向儀采用半導體激光器作為光源，便攜式結構，光束質量好、體積小、重量輕、安裝使用簡便、性能穩定可靠，獨特的一體化設計，且安裝方便。指向儀探頭主要是由激光管、光學鏡頭、水平以及垂直微調機構、安裝桿附件組成。

電源由本質安全型鎳氫電池組組成。指向儀由直流電源驅動低功耗半導體激光器發出激光束，通用光學系統會聚，使其成為準直性良好的激光束，通過調節水平和垂直微調，起到準直指向的作用。由于YBJ-800型礦用隔爆型激光指向儀水平調節角度和垂直調節角度均為±2.5°, 要應用于溜井中指導施工，須對其角度調節裝置進行改進，同時為保護安裝在溜井下聯絡巷的激光指向儀不受損傷，須對其固定裝置進行優化改進。因此設計并加工了伸縮式套桿和角度調節裝置，如圖1所示。

圖1 改進后指向儀結構

2 長溜井施工中的測設與指向儀安裝

如圖2所示，首先在-480中段49線溜井下口位置頂板挑0.8 m深的保護硐室，采用7655鉆機打2 m深豎孔并安裝伸縮式套桿，在中1點安置尼康全站儀，按設計方位在巷道頂板上標定中(線)2點和中(線)3點；待溜井施工長度超過20 m時，在中2和中3點懸掛垂線，中2至中3間距約為6 m，拉出已安裝的伸縮式套桿，并固定YBJ-800型礦用隔爆型。

激光指向儀，接通電源，調節角度粗調裝置使紅外線方位大體與已標定中線平行，反復調整水平微動螺旋，使光束中心穿過中2、中3點所掛垂線，此時的光束方向即為設計方位；用尼康全站儀正、倒鏡分別按設計坡度在中2垂線、中3垂線上標定點a1、a2、b1、b2，取正、倒鏡所標定點位的平均位置a、b，調整角度粗調裝置使指向儀豎角與標定傾角大體相符，采用豎直微動螺旋，使兩垂線上光斑中心到a、b的距離相等，即aA=bB，此時的光束坡度即設計坡度。如圖3所示，以指向儀光束作為溜井中腰線，不但指示了長溜井的設計方位和設計坡度，方便作業人員日常施工，而且為分支溜井的準確貫通提供了保障。

圖2 伸縮式指向儀安裝示意

圖3 長溜井及分支剖面

3 檢驗校核及精度分析

溜井每施工30 m應檢驗校核YBJ-800型礦用隔爆型伸縮式激光指向儀的方位與傾角，同時采用尼康全站儀實測溜井輪廓，繪制平、剖、縱三視圖，與設計比對，對斷面不夠或坡度差的堵卡部位現場標定并協助施工人員進行修整，校正后繼續指導施工。YBJ-800型礦用隔爆型激光指向儀的指向精度主要受激光光束的標定精度影響，激光光束的標定精度受控制點點位精度和儀器測量精度的共同影響。忽略控制點的點位誤差影響, 激光光束的標定精度主要由儀器的測量精度決定。

4 結 論

通過設計施工制作YBJ-800礦用隔爆型指向儀伸縮式套桿及對其固定裝置的改進，使指向儀成功運用于高段溜井，指向儀紅外線直觀清晰，方便了作業人員日常施工，提高了測量放線效率。采用尼康全站儀素描溜井三視圖可為后續工程設計提供精確位置參考。通過一系列測設新方法提高了長溜井系統施工質量和貫通效果，在施工中取得了較好的效果。

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[3]趙大江.淺談激光指向儀的安裝[J].礦山測量,2011(5)：77-78.

[4]呂英磊,楊承金,于常先,等.激光坡面指向儀在井巷裝備中的應用[J].采礦技術,2015,15(1)：76-77,95.

[5]許紹文,段蔚平.全站儀在礦山測量中的應用[J].現代礦業,2013(10)：79-80.(收稿日期：2016-01-03)

呂英磊(1978- )，男，山東萊州人，測量工程師，主要從事礦山測量技術管理工作，Email：437818053@qq.com。