激光標線儀井下對中整平連接件設計與應用

（山東黃金礦業（萊州）有限公司三山島金礦，山東 萊州 261442）

三山島金礦為盤區進路式回采工藝，掘進任務繁重，施工中需要標設大量的測量數據，然而為確保施工安全，大量“U”型鋼、錨桿、穿帶支護降低了羅盤開口施工放線精度，同時現場作業地點點多、面廣、距離長，現場施工管理薄弱，從而給工程施工質量帶來了嚴峻挑戰[1]。

1 羅盤施工投影放線技術

1.1 羅盤施工投影放線技術要求

三山島金礦掘進工程開口施工、采場進路施工、采場下盤通道施工、點柱施工、間柱施工、上下盤邊界控制施工等，通常采用羅盤控制基準線，投影法標設基準線的給線方法，不但確保了給線的準確性，而且縮短了井下作業時間，提高了測量技術人員的作業效率[2]。投影法給線具體步驟如下：

①1人將線繩一端固定在基準點上，1人將線繩另一端固定在前進方向上；②清理線繩周圍對羅盤磁性有影響的物品；③1人在線繩中間懸掛羅盤，調整線繩前進方向，直至與基準線方向一致；④在線繩前進方向一端懸掛1根0.5米左右并帶錘球的線繩，使其穩定，此時兩根線繩必在同一豎直平面內；⑤1人在垂直線繩后面手持電棒照射線繩，如果頂板有兩條線繩影像，則影像與線繩不在同一豎直平面內，逐步調整照射角度，使其兩條影像重合，此時影像必與線繩在同一豎直平面內，影像前進方向既是基準線前進方向；⑥根據影像在頂板標出基準線；⑦根據基準線和施工指導圖將需要標設的數據現場標定[3]。

1.2 羅盤施工投影放線現狀

①采用羅盤控制基準線，投影法標設基準線的給線方法，克服了全站儀給線測站多，井下作業時間長的弊端， 但是隨著井下“U”型鋼支護方式的普及，在相當大的施工區域該放線技術不適用。②測量現場施工技術人員相對匱乏，不能保證現場有3名技術人員嚴格按照羅盤施工投影放線技術要求放線。大部分測量技術人員“單兵”作業，1個相關專業技術人員配合。吊線懸掛羅盤測方位，簡化成了手端羅盤測方位；雙線投影放線，簡化成了單線投點放線，放線精度很難保證。

圖1 投影法標設基準線

2 激光標線儀施工放線技術

2.1 激光標線儀與經緯儀基座連接件設計

激光標線儀現在已廣泛應用于建筑工程施工過程，只需要提供水平線或垂直線即可，市場上用于井下施工放線測設方位的激光標線儀實屬罕見，通過設計激光標線儀與經緯儀基座連接件，解決了激光標線儀的對中問題，使激光標線儀用于井下成為可能。

圖2 激光標線儀與經緯儀基座連接件設計

2.2 激光標線儀水平刻度常數檢測

本次購置的是龍韻激光標線儀用于井下施工放線實驗,由于類似設備沒有專門針對井巷工程施工測設方位設計,其水平角度刻度值精度較低,需要通過現場實際測設方位與全站儀測設的方位比較,得出常數方可應用于井下。

表1 標線儀測角檢測常數

由上表我們可以發現，當觀測的角度較小時，標線儀每度的修正值較大；隨著觀測角度的增大，標線儀每度的修正值逐漸減小，并逐漸接近某一個值。逐漸接近的這個數值是激光標線儀自身水平刻度的真實值，因為隨著觀測角度的逐漸增大，標線儀觀測讀數誤差對角度的影響越來越小（對中誤差、瞄準誤差與全站儀觀測類似，在此我們不做考慮），雖然其累計誤差是逐漸增大的，我們仍將該標線儀的每度修正值推論為1°0＇30＂。

2.3 激光標線儀施工放線流程

通過激光標線儀水平線發射的激光加強點瞄準后視點，讀出標線儀的水平角后視讀數，再根據設計計算測設方位線與后視邊的水平夾角，水平夾角除以標線儀每度的修正值1°0＇30＂，我們可得出標線儀所需旋轉的夾角度數，再加上后視讀數，即是標線儀旋轉測設方位度數。標線儀在頂板上投射的垂直紅線即為中線；在巷道兩幫投射的水平紅線可以作為畫腰線的基準線。

3 激光標線儀放線與羅盤放線對比

①激光標線儀施工放線需要有兩個相互通視的導線點，而羅盤施工放線只需要一個導線點即可；②激光標線儀施工放線只需要兩個技術人員即可，而羅盤投影施工放線按技術要求必須三個技術人員方可；③激光標線儀施工放線可應用于井下所有區域，而羅盤投影施工放線必須避免“U”型鋼支護、道軌鋪設及其他鐵質材料的影響；④激光標線儀投射到頂板上的垂直紅線即為中線，無需投影，而羅盤投影施工放線投影技術要求較高，投影精度很難保證；⑤激光標線儀受讀數誤差影響，適用于測設角度大于45度的方位線測設，而羅盤投影放線與測設夾角無關；⑥激光標線儀放線精度通過修正值改正，放線精度達到1°以下，明顯高于羅盤投影施工放線精度。

4 結語

激光標線儀放線完全適用于井下采準工程開口施工、采場內工程施工，尤其在羅盤不適用的“U”型鋼支護巷道、采場更為方便，2人即可放線，無需投影。隨著激光標線儀設備的推陳出新，該放線方法在礦山工程施工過程中必將大方異彩！

[1]楊承金.施工指導圖及投影放線法在采場施工中的應用［J］.采礦技術，2012（2）:94-95.

[2]礦山測量學[M]. 中國礦業大學出版社 , 張國良主編, 2001.

[3]李軍.羅盤儀在生產使用中的探討[J].采礦技術,2005(01):96-97.