陀螺經(jīng)緯儀定向在礦井貫通聯(lián)系測(cè)量中的實(shí)踐

尹東紅

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050）

礦井施工不同于其他類型的施工工作，一方面工作內(nèi)容較為復(fù)雜，另一方面也存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)性，對(duì)于礦井生產(chǎn)行業(yè)來說是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，尤其是對(duì)于行業(yè)的管理層來說。為了給后期的施工奠定有利基礎(chǔ)，營(yíng)造良好的施工環(huán)境，需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)豎井之間的相互貫通，因此需要在豎井內(nèi)進(jìn)行相關(guān)的聯(lián)系測(cè)量工作[1]。為了保障測(cè)量工作的準(zhǔn)確性，這里采用了幾何定向法，通過陀螺定向進(jìn)行坐標(biāo)方位角的確定，這種方法的準(zhǔn)確度比較高，同時(shí)具體工作較為簡(jiǎn)便，所以在礦井聯(lián)系測(cè)量中的應(yīng)用較為廣泛。

1 地面控制測(cè)量與儀器常數(shù)測(cè)定的概述

地面控制網(wǎng)可以布設(shè)GPS相應(yīng)等級(jí)網(wǎng)，近井點(diǎn)與地面控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)工作是地面控制測(cè)量工作中的重點(diǎn)，可以采用全站儀進(jìn)行測(cè)量，推進(jìn)測(cè)回觀測(cè)工作，對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制。儀器常數(shù)測(cè)定步驟為：①在地面已知邊上測(cè)定儀器常數(shù)；②在井下定向邊上測(cè)定陀螺方位角；③儀器上井后重新測(cè)定儀器常數(shù)；④求算子午線收斂角；⑤求算井下定向邊的坐標(biāo)方位角。

2 井上下聯(lián)系測(cè)量的概述

首先要推進(jìn)的就是投點(diǎn)工作，由于投點(diǎn)工作中的不穩(wěn)定因素比較多，所以很容易出現(xiàn)各種誤差，為了最大程度降低投點(diǎn)工作的誤差，保障相關(guān)工作的質(zhì)量，第一要關(guān)閉風(fēng)機(jī)，減少不穩(wěn)定氣流的負(fù)面影響；第二進(jìn)行小信號(hào)圈的施放，結(jié)合具體的施工工作來看，對(duì)兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行利用，通過兩者的擺動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼絲的準(zhǔn)確定位；兩次對(duì)中四個(gè)測(cè)回，對(duì)限差進(jìn)行合理控制[2]。

3 井下陀螺經(jīng)緯儀定向和精度分析工作

在礦井的施工過程中，陀螺儀定向一般用逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法或者中天法進(jìn)行，逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法亦稱跟蹤法，陀螺定向的一種傳統(tǒng)方法，定向時(shí)使陀螺儀的照準(zhǔn)部連續(xù)地跟蹤陀螺轉(zhuǎn)子軸的擺動(dòng)，記錄其逆轉(zhuǎn)點(diǎn)在水平度盤上的讀數(shù)，取5個(gè)～7個(gè)讀數(shù)，采用舒勒平均值法，可得真北方向在度盤上的讀數(shù)，若再觀測(cè)某一待定向方向的角值，即可得到該方向的方向值，用照準(zhǔn)部微動(dòng)螺旋進(jìn)行逆轉(zhuǎn)點(diǎn)跟蹤觀測(cè)，連續(xù)讀取五個(gè)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)位置水平度盤讀數(shù)ui，相鄰三個(gè)可計(jì)算一個(gè)中點(diǎn)位置的讀數(shù)Ni：

最后的數(shù)據(jù)和信息往往需要進(jìn)行多次測(cè)量，才能最后確定，最值和然值是主要的參數(shù)類型，其最終平均值為：

測(cè)邊的陀螺方位角A=H-(N-Δα)。式中H為全站儀正倒鏡觀測(cè)測(cè)邊方向的平均值；Δα為懸?guī)Я阄桓恼?/p>

式中T為跟蹤時(shí)陀螺擺動(dòng)周期s；T1為不跟蹤時(shí)陀螺擺動(dòng)周期s；△τ為懸?guī)Я阄恢邓鶎?duì)應(yīng)的角度值，懸?guī)Я阄皇峭勇莶恍D(zhuǎn)時(shí)，自由懸掛陀螺軸穩(wěn)位置相對(duì)于陀螺分劃板零刻線的角度，通過對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)做相應(yīng)的計(jì)算，在誤差允許范圍內(nèi)可以測(cè)出任意方向的真方位角，達(dá)到定向目的[3]。

除了對(duì)相關(guān)技術(shù)設(shè)備的合理利用之外，相關(guān)工作也要依據(jù)《規(guī)程》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)，為了在最大程度上保障測(cè)量結(jié)果的客觀性，在地面和井下最好選用同一測(cè)量?jī)x器，選用同一測(cè)量人員。

4 完善陀螺經(jīng)緯儀定向在礦井貫通聯(lián)系測(cè)量的策略

結(jié)合具體工作來看，在實(shí)際的聯(lián)系測(cè)量工作中需要對(duì)多項(xiàng)影響因素進(jìn)行把握，譬如工作人員、儀器設(shè)備和測(cè)量方法等等，這些關(guān)鍵點(diǎn)既是測(cè)量工作中的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，需要行業(yè)工作人員充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性，主要有以下幾個(gè)策略有待推進(jìn)。

4.1 轉(zhuǎn)變測(cè)量理念

正確的測(cè)量理念能為相關(guān)測(cè)量工作起到導(dǎo)向作用，對(duì)后期工作產(chǎn)生重要的反作用，由此可見測(cè)量理念的重要性，但是在大多數(shù)測(cè)量工作中，工作人員都忽視了這一點(diǎn)，主要還是因?yàn)槭軅鹘y(tǒng)理念的影響較為嚴(yán)重，測(cè)量觀念的轉(zhuǎn)變一方面要順應(yīng)行業(yè)的發(fā)展潮流，另一方面也要滿足行業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求，理念和觀念的轉(zhuǎn)變是一個(gè)長(zhǎng)期的過程中，需要行業(yè)諸多部門的群策群力。

4.2 提高作業(yè)人員素質(zhì)

作為聯(lián)系測(cè)量工作中的核心，工作人員的重要作用不言而喻，但是結(jié)合行業(yè)的實(shí)際發(fā)展情況來看，工作人員的素質(zhì)不容樂觀，隨著行業(yè)的發(fā)展，技術(shù)設(shè)備不斷更新，對(duì)工作人員提出了更高的要求，因此提高工人的素質(zhì)也很有必要，主要有以下幾個(gè)方面的工作有待推進(jìn)：首先可以提高行業(yè)的入職門檻，從根本上提高行業(yè)工作人員的素質(zhì)；其次要充分發(fā)揮后期培訓(xùn)工作的作用，培訓(xùn)的內(nèi)容不僅要包括專業(yè)技能和知識(shí)的培訓(xùn)，同時(shí)也要提高工作人員計(jì)算機(jī)水平等綜合素質(zhì)，為測(cè)量工作的推進(jìn)奠定堅(jiān)實(shí)的人才基礎(chǔ)。

4.3 促進(jìn)設(shè)備更新

綜合多種影響因素來看，在聯(lián)系測(cè)量的具體工作中需要利用到大量的技術(shù)設(shè)備，隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，技術(shù)設(shè)備處于不斷革新之中，對(duì)于行業(yè)來說既是一個(gè)機(jī)遇，也是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樾碌募夹g(shù)設(shè)備更新需要企業(yè)花費(fèi)更大的成本，對(duì)于一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較薄弱的企業(yè)來說，很難完成設(shè)備的更新工作，但是為了保障企業(yè)和行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，促進(jìn)技術(shù)設(shè)備的更新很有必要。技術(shù)設(shè)備在更新的過程中一方面要立足于企業(yè)自身的實(shí)際經(jīng)濟(jì)情況，另一方面也要針對(duì)企業(yè)自身的實(shí)際需求進(jìn)行選擇，對(duì)重點(diǎn)技術(shù)設(shè)備進(jìn)行著重更新。

5 結(jié)語(yǔ)

從上述敘述中可以看出，陀螺經(jīng)緯儀定向在礦井貫通聯(lián)系測(cè)量中的應(yīng)用較為廣泛，當(dāng)然具體工作中的不穩(wěn)定因素也比較多，對(duì)于行業(yè)的發(fā)展來說既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)，為了促進(jìn)我國(guó)礦井生產(chǎn)工作的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，主要有以下幾個(gè)方面的工作哦有待推進(jìn)：從國(guó)家層面來說，要充分發(fā)揮自身宏觀調(diào)控的作用，一方面加大對(duì)行業(yè)的扶持力度，另一方面也要發(fā)揮自身的監(jiān)管作用，對(duì)企業(yè)的日常工作進(jìn)行監(jiān)管，為其發(fā)展奠基；從相關(guān)行業(yè)自身來說，要充分結(jié)合自身的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和實(shí)際發(fā)展情況，制定完善的發(fā)展計(jì)劃，發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性，促進(jìn)企業(yè)和行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。