煤礦快速掘進(jìn)中激光指向儀的應(yīng)用

柳耀東

摘 要：

隨著煤礦機(jī)械化的發(fā)展，巷道掘進(jìn)速度不斷提高，傳統(tǒng)標(biāo)定中腰線的方法已不適應(yīng)施工的需求。使用激光指向儀控制巷道的中腰線省時省力，并且對巷道的施工質(zhì)量控制極為有利。本文探討了激光指向儀控制巷道中腰線的安裝及調(diào)試方法，分析了激光指向儀精度的影響因素，闡述了使用過程中的注意事項。

關(guān)鍵詞：激光指向儀；中腰線；安裝與調(diào)試

一、 概述

激光指向儀具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、光束質(zhì)量好、工作穩(wěn)定、安裝調(diào)試方便等優(yōu)點，現(xiàn)已普遍應(yīng)用于煤礦井下施工掘進(jìn)。經(jīng)過實際應(yīng)用，使用激光指向儀控制巷道中腰線相比于傳統(tǒng)方法標(biāo)定中腰線，簡化了標(biāo)定中腰線的程序，節(jié)省了時間及人力，提高了施工效率，非常適合長距離直線巷道的施工控制。

二、 安裝及調(diào)試

2.1現(xiàn)已淮南礦業(yè)集團(tuán)朱集東礦-880m西翼軌道大巷為例，介紹激光指向儀在巷道中的安裝、調(diào)試及應(yīng)用。朱集東煤礦-880m西翼軌道大巷設(shè)計長度1071.5m，為西翼永久軌道大巷，3‰上坡施工，巷道凈斷面為5000×4100mm，該巷道安裝有一部YBJ-600型激光指向儀，用以控制巷道的中線及腰線。

2.2 激光指向儀的安裝

該激光指向儀安裝于WG10號點后25.3m處，激光指向儀前有WG10及WG11兩組施工導(dǎo)線點，為我礦地測科測量設(shè)置。WG10測點標(biāo)高為-875.551，WG11測點標(biāo)高為-875.788，兩測點間距為48.3m。

2.3激光指向儀的調(diào)試

2.3.1 調(diào)整儀器，使激光大致對準(zhǔn)前方WG10號及WG11號兩組中垂線，然后進(jìn)行微調(diào)激光指向儀水平螺旋，使激光光束對準(zhǔn)兩組中線。

2.3.2在WG10號測點的中垂線上激光光束的位置做好標(biāo)記，然后量取測點與光束的距離，根據(jù)WG10號點的高程算出該處激光點的標(biāo)高。

2.3.3 根據(jù)WG10號點及WG11號點的水平距離及巷道的坡度，算出WG11號點的中垂線上激光光束應(yīng)通過的標(biāo)高，再根據(jù)WG11號點的高程算出激光標(biāo)高與高程的差值，按該差值從WG11號點向下量取，并做好標(biāo)記。

2.3.4 調(diào)整激光指向儀的垂直方向上的螺旋，使激光光束通過WG10號點及WG11號點中垂線上的標(biāo)記位置，對準(zhǔn)后該激光光束即指示了巷道的中線又與巷道的腰線平行。在根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計算得出該激光光束與巷道頂、底板的距離。

2.4需要注意的是，由于激光指向儀安裝時不可能保證絕對水平，在調(diào)整垂直方向螺旋時，激光水平方向會產(chǎn)生微小的偏移，在調(diào)整過程中需要多次調(diào)節(jié)水平、垂直螺旋，直至激光光束通過兩根中垂線標(biāo)記的位置。

三、 誤差原因及控制

3.1激光指向儀的光斑直徑一般控制在5mm～10mm之間，當(dāng)激光光束通過中垂線標(biāo)記點時，應(yīng)盡量讓光斑中心對準(zhǔn)標(biāo)記點。井下實際操作過程中，有時光斑通過中垂線標(biāo)記點，但光斑中心與標(biāo)記點有一定的距離，此時激光光束照在巷道迎頭時會產(chǎn)生一定的偏差。

3.2 用于做標(biāo)記點的兩組導(dǎo)線點間距不應(yīng)太小。由于巷道來壓或者放炮震動的影響，導(dǎo)線點通常在使用一段時間后會有微小的偏移，在兩處導(dǎo)線點的間距一定的情況下，激光光束照到迎頭時產(chǎn)生的偏差會隨著導(dǎo)線點的偏移量增大而增加；井下實際操作過程中，我們無法控制由于巷道來壓導(dǎo)致的導(dǎo)線點偏移，但我們在設(shè)置導(dǎo)線點時可以將兩處導(dǎo)線點的間距適當(dāng)放大，一般以不少于30m為宜，以此來減少激光光束照到迎頭的偏差量。

3.3激光指向儀控制巷道中腰線的方法適用于圍巖壓力不明顯、巷道頂板變形量小的巷道，當(dāng)巷道來壓明顯導(dǎo)致頂板變形量較大時，激光指向儀控制中腰線的精確度會降低較多，此時應(yīng)聯(lián)系礦測量部門進(jìn)行復(fù)核。

四、 使用效果

4.1使用激光指向儀給定了激光光束到巷道的頂板距離、底板距離，班隊長可根據(jù)迎頭激光光束位置快速畫出巷道輪廓線，打眼工可以根據(jù)激光光束來控制打眼的方向，耙矸機(jī)司機(jī)根據(jù)光束來控制底板的位置，鋪設(shè)軌道時省去了頻繁拉線、度線的工作。

4.2使用激光指向儀標(biāo)定巷道中腰線，消除了人員多次延中線時產(chǎn)生的誤差，相比于傳統(tǒng)的重力坡度規(guī)方法度腰線，省時省力，并且能保證較高的精確度。

4.3施工過程中可以根據(jù)激光光束隨時檢查巷道的輪廓尺寸，可以及時發(fā)現(xiàn)巷道的掘進(jìn)偏差，對施工不合格的部分巷道進(jìn)行處理，對施工質(zhì)量控制極為有利。

4.4已成巷的巷道可以定期檢查激光光束到頂、底板的距離，掌握巷道的頂板下沉量及底鼓量，對于圍巖壓力明顯、來壓較大的部分巷道采取補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，提高巷道掘進(jìn)的安全性。

五、 結(jié)論

激光指向儀控制巷道中腰線有利于井下施工現(xiàn)場工人的施工，比傳統(tǒng)方式更加方便、直觀，并且對施工過程中的動態(tài)質(zhì)量控制非常有利。施工過程中要及時檢查激光指向儀的安設(shè)情況，激光光束與中垂線標(biāo)記點的交匯情況，若發(fā)生偏移，應(yīng)及時進(jìn)行校正，以免造成施工錯誤。

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（作者單位： 淮南礦業(yè)集團(tuán)朱集東煤礦開拓一區(qū)，安徽 淮南 232000）endprint