激光标线仪井下对中整平连接件设计与应用

2018-03-24

世界有色金属 2018年1期

（山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿，山东莱州 261442）

三山岛金矿为盘区进路式回采工艺，掘进任务繁重，施工中需要标设大量的测量数据，然而为确保施工安全，大量“U”型钢、锚杆、穿带支护降低了罗盘开口施工放线精度，同时现场作业地点点多、面广、距离长，现场施工管理薄弱，从而给工程施工质量带来了严峻挑战[1]。

1 罗盘施工投影放线技术

1.1 罗盘施工投影放线技术要求

三山岛金矿掘进工程开口施工、采场进路施工、采场下盘通道施工、点柱施工、间柱施工、上下盘边界控制施工等，通常采用罗盘控制基准线，投影法标设基准线的给线方法，不但确保了给线的准确性，而且缩短了井下作业时间，提高了测量技术人员的作业效率[2]。投影法给线具体步骤如下：

①1人将线绳一端固定在基准点上，1人将线绳另一端固定在前进方向上；②清理线绳周围对罗盘磁性有影响的物品；③1人在线绳中间悬挂罗盘，调整线绳前进方向，直至与基准线方向一致；④在线绳前进方向一端悬挂1根0.5米左右并带锤球的线绳，使其稳定，此时两根线绳必在同一竖直平面内；⑤1人在垂直线绳后面手持电棒照射线绳，如果顶板有两条线绳影像，则影像与线绳不在同一竖直平面内，逐步调整照射角度，使其两条影像重合，此时影像必与线绳在同一竖直平面内，影像前进方向既是基准线前进方向；⑥根据影像在顶板标出基准线；⑦根据基准线和施工指导图将需要标设的数据现场标定[3]。

1.2 罗盘施工投影放线现状

①采用罗盘控制基准线，投影法标设基准线的给线方法，克服了全站仪给线测站多，井下作业时间长的弊端，但是随着井下“U”型钢支护方式的普及，在相当大的施工区域该放线技术不适用。②测量现场施工技术人员相对匮乏，不能保证现场有3名技术人员严格按照罗盘施工投影放线技术要求放线。大部分测量技术人员“单兵”作业，1个相关专业技术人员配合。吊线悬挂罗盘测方位，简化成了手端罗盘测方位；双线投影放线，简化成了单线投点放线，放线精度很难保证。

图1 投影法标设基准线

2 激光标线仪施工放线技术

2.1 激光标线仪与经纬仪基座连接件设计

激光标线仪现在已广泛应用于建筑工程施工过程，只需要提供水平线或垂直线即可，市场上用于井下施工放线测设方位的激光标线仪实属罕见，通过设计激光标线仪与经纬仪基座连接件，解决了激光标线仪的对中问题，使激光标线仪用于井下成为可能。

图2 激光标线仪与经纬仪基座连接件设计

2.2 激光标线仪水平刻度常数检测

本次购置的是龙韵激光标线仪用于井下施工放线实验,由于类似设备没有专门针对井巷工程施工测设方位设计,其水平角度刻度值精度较低,需要通过现场实际测设方位与全站仪测设的方位比较,得出常数方可应用于井下。

表1 标线仪测角检测常数

由上表我们可以发现，当观测的角度较小时，标线仪每度的修正值较大；随着观测角度的增大，标线仪每度的修正值逐渐减小，并逐渐接近某一个值。逐渐接近的这个数值是激光标线仪自身水平刻度的真实值，因为随着观测角度的逐渐增大，标线仪观测读数误差对角度的影响越来越小（对中误差、瞄准误差与全站仪观测类似，在此我们不做考虑），虽然其累计误差是逐渐增大的，我们仍将该标线仪的每度修正值推论为1°0＇30＂。

2.3 激光标线仪施工放线流程

通过激光标线仪水平线发射的激光加强点瞄准后视点，读出标线仪的水平角后视读数，再根据设计计算测设方位线与后视边的水平夹角，水平夹角除以标线仪每度的修正值1°0＇30＂，我们可得出标线仪所需旋转的夹角度数，再加上后视读数，即是标线仪旋转测设方位度数。标线仪在顶板上投射的垂直红线即为中线；在巷道两帮投射的水平红线可以作为画腰线的基准线。

3 激光标线仪放线与罗盘放线对比

①激光标线仪施工放线需要有两个相互通视的导线点，而罗盘施工放线只需要一个导线点即可；②激光标线仪施工放线只需要两个技术人员即可，而罗盘投影施工放线按技术要求必须三个技术人员方可；③激光标线仪施工放线可应用于井下所有区域，而罗盘投影施工放线必须避免“U”型钢支护、道轨铺设及其他铁质材料的影响；④激光标线仪投射到顶板上的垂直红线即为中线，无需投影，而罗盘投影施工放线投影技术要求较高，投影精度很难保证；⑤激光标线仪受读数误差影响，适用于测设角度大于45度的方位线测设，而罗盘投影放线与测设夹角无关；⑥激光标线仪放线精度通过修正值改正，放线精度达到1°以下，明显高于罗盘投影施工放线精度。