浅谈腰线照射仪在巷道掘进当中的应用

2021-03-18

科学与信息化 2021年7期

新巴尔虎右旗怡盛元矿业有限责任公司内蒙古呼伦比尔 021000

1 传统腰线标定方法的缺点

传统的腰线标定主要采用半圆仪、水准仪、经纬仪等进行巷道腰线的标定工作，采用传统的腰线标定方法，其优点在于满足精度的前提下技术可靠。放样方法比较简单。缺点在于，对测量人员的依赖性较大，每次作业面进行清渣或进行轨道铺设时，需要测量人员时时进行跟随放样。近几年来由于激光水平仪在巷道放样当中的应用，虽然提高了腰线放样的效率，减少了腰线放样时的所需人员数量，但每隔几米就需要测量人员对腰线进行延长的弊端仍然没能得到有效的解决。在平时的工作中，采用传统的方法进行放样腰线虽能解决现场的实际情况，但在掘进工作面过多时，采用传统的方法进行腰线标定，将极大地增加测量人员的工作负担，甚至有可能引起由于腰线标定不及时而出现巷道坡度过大的现象[1]。

2 自制腰线照射仪示意图

图1 激光照射仪基座三视图

3 腰线照射仪安装方法

由于腰线仪无法自行确定坡度，只能根据已有的腰线对坡度进行照射。因此，在使用腰线仪进行腰线照射时，必须得采用传统的放样方法去标定一组腰线，为腰线仪的一字激光提供导向。因此，得先采用全站仪或水准仪在巷道两侧标定出巷道的腰线，然后在腰线下约150mm处安装一根水平钢筋棍（尽量水平，如不水平，可通过一字激光在套筒内的旋转进行调节），利用基座固定通孔将腰线照射仪安装在巷道壁上，拧紧11号基座与巷道壁之间的紧固螺丝，使腰线照射仪处于稳固状态。接通一字激光指向仪的电源线（220V），转动一字激光发射器，使发射的一字激光之尽量处于水平状态（一字激光发射的激光横滚角过大时，不易通过4号及4号旁边的螺丝杆进行调节），通过拧紧一字激光固定螺丝将一字激光固定在套筒内。安装完毕激光后，通过两个打孔钢板之间的螺丝杆，转动滚花螺母，使腰线照射仪照射出的激光与安装激光处的腰线高度保持等高，然后通过4号螺丝杆及旁边的螺丝杆上的滚花螺母微调一字激光的横滚角，使横滚角保持水平（否则两边照射出的腰线将处于不水平状态），最后通过3号螺丝杆上的滚花螺母调节一字激光的俯仰角，使一字激光发射的激光线与全站仪照射出的腰线重合，即完成了腰线照射仪的调节工作。完成调节后，需将所有的紧固螺丝拧紧，防止腰线仪由于井下爆破作业或机械震动而引起晃动影响照射的精度[2]。

4 激光照射仪实际精度分析

表1 传统方法放样腰线与激光照射仪照射腰线的精度对比表

通过计算可得：水准仪放样腰线坡度=（340.806-340.617）/63=3‰

腰线照射仪照射坡度=（340.825-340.617）/63=3.3‰

水准仪放样-腰线照射仪照射=3‰-3.3‰=0.3‰

通过实际应用，对比两组数据会发现，腰线照射仪照射的高程与水准放样所标定的高程在60米范围内相差并不大，大约相差0.3‰左右，满足井下巷道坡度误差控制在1‰以内。本次数据进行对比选择63米作为最终点的原因在于一字激光的照射强度相比于激光指向仪要弱一些。在照射距离超过60米后，水平激光的照射宽度已经达到10毫米左右，这将对照射的精度及数据的量取产生较大的误差。其次，本矿区内，矿体厚度不大，矿体走向亦不够稳定，设计的脉外巷道受限于矿体的走向，一般连续直线大多不超过60米即会进入弯道进行转向。因此无须照射过远距离[3]。

5 腰线照射仪的优缺点

首先相比于传统的腰线延伸方法，使用激光腰线仪对腰线进行照射，将极大地降低腰线放样的频率，极大地减轻测量人员的劳动强度。其次，采用腰线照射仪进行腰线照射时，除了可以减轻劳动强度外，对于巷道施工后的轨道铺设、风水管线吊挂都可以腰线照射仪照射出的腰线为基准进行量测，将极大地提高风水管线吊挂高度的精确度。也可以方便轨道安装时的轨面高程的量取。虽然激光照射仪有很多优点，但在使用过程中，也有些许的不足。首先，腰线照射仪无法自行确定坡度，只能根据传统方法的方法先进行腰线放样，然后在根据放样的腰线进行调节，进而对腰线进行照射。其次，在腰线照射仪安装及使用过程中，要时时提防井下爆破作业及井下输运时的震动对腰线照射仪的影响，将时刻注意腰线仪照射的正确性（通过是否准确照射在指示腰线上查看是否正确）。否则，使用受到影响的腰线照射仪，必将引起30～50米内的巷道坡度的错误[4]。