激光指向儀在井下的安裝和使用

嚴春春1安徽理工大學；2淮南礦業集團

激光指向儀在井下的安裝和使用

嚴春春12
1安徽理工大學；2淮南礦業集團

激光指向儀具有安裝方便，激光指向清晰可見，方便使用等優點，在井下使用時能快速的標定巷道的中、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度。

激光指向儀；井下測量；安裝使用

在礦山的井巷掘進施工中,工期一般都較為緊迫。在掘進過程中,由于光線和風量等因素影響，用人工方法在掘進過程中每班進行中腰線的標定既費時，又有一定的人為誤差。而激光指向儀直觀，方便等特點，能快速、準確的指示巷道掘進的方向和坡度，能較直觀的反應巷道超欠挖現象。

1、激光指向儀的安裝調試

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。在井下巷道施工過程中由于巷道兩幫一般都懸掛有風水管和風筒，激光指向儀安置在巷道幫部則安裝和調試都比較困難，所以通常安置在巷道頂板上，方便調試和使用。

1.2 激光指向儀的調試

在巷道內調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三個測點中線點之后，用A測點作為激光校正起點，將激光光束調整與巷道中線方向一致（即A,B,C三個測點棉線上都有明顯的激光光斑）。

當巷道坡度不大時，以坡度為3‰為例，首先將全站儀安置在有A,B,C三個測點都能同視的位置，把全站儀豎直角調整到90°或270°，觀測A,B,C三個測點分別在三個測點的棉線上做好記號1、2、3（如圖1）。量取A點上激光光斑與記號1的距離h1，在B測點上記號2向上量取距離h2=h1+LAB(A與B兩測點間平距）* 0.003做記號2'；在C測點上記號3向上量取距離h3=h1+LAC(A與C兩測點間平距）*0.003做記號3'；微調激光指向儀將激光光斑與記號2’，記號3'重合，由于激光校正起點A測點并不是激光指向儀的中心點，一般進行2～3次的調整，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方向

如圖2所示，在直線巷道內安置的激光指向儀經過調試，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。則任一激光點和巷道兩幫的距離e、激光點和巷道設計的高差h均為定值。根據激光指向儀調試結束時根據激光校正起點A測點頂板到激光光斑1’之間的距離并參照設計文件，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激光光束的標定精度；②激光光斑的直徑大小、亮度等。激光光束的標定精度受激光校正點起點位精度誤差影響，當在頂板剛安裝好激光指向儀時，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'',當激光光束與激光校正起點A很近時，很小可以忽略它對激光光束方向的影響。如果激光指向儀與距離比較遠時，h''值很大就無法消除，在激光校正起點A測點上的激光光斑就有一定的誤差，起始距離h1就不是固定值，調整激光光束時就無法調整到巷道的設計坡度，所以在安裝激光指向儀時，一定要盡量靠近巷道的某一測點或中線點。如果無法靠近測點時，可以在激光指向儀正前方打一測點務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、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行檢查測量；每次使用前還要檢查激光光束是否通過了事前設置好的檢查點。

4、結論

激光指向儀能快速、準確的標定巷道的中腰線位置，大大提高了巷道的掘進進度，但在激光指向儀的安裝，調整過程中一定要認真調整與設計吻合，尤其是確保激光校正起點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用[J].煤炭技術，2003,22(3):34-35．

嚴春春(1983-)，男，河南焦作人，工程師，現在就讀于安徽理工大學，淮南礦業集團新莊孜煤礦工作。