激光指向仪在井下的安装和使用

2016-12-27严春春1安徽理工大学2淮南矿业集团

科学中国人 2016年35期

关键词：记号光斑光束

严春春1安徽理工大学；2淮南矿业集团

激光指向仪在井下的安装和使用

严春春12
1安徽理工大学；2淮南矿业集团

激光指向仪具有安装方便，激光指向清晰可见，方便使用等优点，在井下使用时能快速的标定巷道的中、腰线位置，有效的控制巷道超欠挖，大大的提高了巷道施工进度。

激光指向仪；井下测量；安装使用

在矿山的井巷掘进施工中,工期一般都较为紧迫。在掘进过程中,由于光线和风量等因素影响，用人工方法在掘进过程中每班进行中腰线的标定既费时，又有一定的人为误差。而激光指向仪直观，方便等特点，能快速、准确的指示巷道掘进的方向和坡度，能较直观的反应巷道超欠挖现象。

1、激光指向仪的安装调试

1.1 激光指向仪的安置方式

激光指向仪既可安置在巷道顶部，使激光光束和巷道中线重合，也可以安置在巷道边墙上，使激光光束和巷道中线平行。在井下巷道施工过程中由于巷道两帮一般都悬挂有风水管和风筒，激光指向仪安置在巷道帮部则安装和调试都比较困难，所以通常安置在巷道顶板上，方便调试和使用。

1.2 激光指向仪的调试

在巷道内调试激光指向仪需要全站仪的配合，首先将激光指向仪安装在巷道顶板处，位于A,B,C三个测点中线点之后，用A测点作为激光校正起点，将激光光束调整与巷道中线方向一致（即A,B,C三个测点棉线上都有明显的激光光斑）。

当巷道坡度不大时，以坡度为3‰为例，首先将全站仪安置在有A,B,C三个测点都能同视的位置，把全站仪竖直角调整到90°或270°，观测A,B,C三个测点分别在三个测点的棉线上做好记号1、2、3（如图1）。量取A点上激光光斑与记号1的距离h1，在B测点上记号2向上量取距离h2=h1+LAB(A与B两测点间平距）* 0.003做记号2'；在C测点上记号3向上量取距离h3=h1+LAC(A与C两测点间平距）*0.003做记号3'；微调激光指向仪将激光光斑与记号2’，记号3'重合，由于激光校正起点A测点并不是激光指向仪的中心点，一般进行2～3次的调整，即可使激光与巷道中线重合由于巷道坡度一致。

图1

2、用激光指示巷道掘进方向

如图2所示，在直线巷道内安置的激光指向仪经过调试，满足了激光光束与巷道中线重合、激光光束的坡度和巷道坡度一致的条件。则任一激光点和巷道两帮的距离e、激光点和巷道设计的高差h均为定值。根据激光指向仪调试结束时根据激光校正起点A测点顶板到激光光斑1’之间的距离并参照设计文件，可以确定e、h的值。

图2

3、精度分析

激光指向仪的指向精度主要受以下因素影响：①激光光束的标定精度；②激光光斑的直径大小、亮度等。激光光束的标定精度受激光校正点起点位精度误差影响，当在顶板刚安装好激光指向仪时，激光光束与巷道坡度不一致，激光光斑与理论值有一差值h'',当激光光束与激光校正起点A很近时，很小可以忽略它对激光光束方向的影响。如果激光指向仪与距离比较远时，h''值很大就无法消除，在激光校正起点A测点上的激光光斑就有一定的误差，起始距离h1就不是固定值，调整激光光束时就无法调整到巷道的设计坡度，所以在安装激光指向仪时，一定要尽量靠近巷道的某一测点或中线点。如果无法靠近测点时，可以在激光指向仪正前方打一测点务必与巷道的中线保持致。

除此以外，激光指向仪还受到施工震动、光斑漂移、巷道边墙变形以及其他意外因素的影响，所以激光指向仪要定期进行检查测量；每次使用前还要检查激光光束是否通过了事前设置好的检查点。