伸縮式指向儀在長溜井施工中的應(yīng)用

呂英磊，程繼勝，張國棟

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦， 山東 萊州市 261442)

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伸縮式指向儀在長溜井施工中的應(yīng)用

呂英磊，程繼勝，張國棟

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦， 山東 萊州市 261442)

設(shè)計制作了伸縮式激光指向儀的伸縮式套桿并改進(jìn)其固定裝置。在長溜井開口處安置YBJ-800礦用隔爆型伸縮式激光指向儀指導(dǎo)控制溜井方向及頂、底板，采用尼康全站儀定期檢校誤差，素描溜井三視圖。實(shí)踐表明，溜井中腰線以半導(dǎo)體激光光束為依據(jù)，方便了作業(yè)人員日常施工，緩解了由于施工坡度起伏大或方位差異大引起的長溜井堵塞現(xiàn)象，解決了高傾角長溜井難攀爬、難施工、難掌握的難題，提高了長溜井施工質(zhì)量和貫通效果，繪制的溜井三視圖可為后續(xù)工程提供精確位置參考。

伸縮式激光指向儀；中腰線；全站儀；三視圖

0 引 言

山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦新立礦區(qū)屬于海底開采，主要采用機(jī)械化盤區(qū)、進(jìn)路兩種采礦方法，溜井卸載與電機(jī)車有軌運(yùn)輸配合為主，在施工-480中段至-413分段49線卸載溜井及分支溜井、-400中段至-333分段121線卸載溜井及分支溜井等一系列長溜井中應(yīng)用了伸縮式激光指向儀，提前15 d實(shí)現(xiàn)高段溜井貫通并通過驗(yàn)收，提高了新立深部卸載能力，節(jié)省了二次轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用。

1 YBJ-800礦用隔爆型指向儀簡介與改進(jìn)

YBJ-800型礦用隔爆型激光指向儀采用半導(dǎo)體激光器作為光源，便攜式結(jié)構(gòu)，光束質(zhì)量好、體積小、重量輕、安裝使用簡便、性能穩(wěn)定可靠，獨(dú)特的一體化設(shè)計，且安裝方便。指向儀探頭主要是由激光管、光學(xué)鏡頭、水平以及垂直微調(diào)機(jī)構(gòu)、安裝桿附件組成。

電源由本質(zhì)安全型鎳氫電池組組成。指向儀由直流電源驅(qū)動低功耗半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光束，通用光學(xué)系統(tǒng)會聚，使其成為準(zhǔn)直性良好的激光束，通過調(diào)節(jié)水平和垂直微調(diào)，起到準(zhǔn)直指向的作用。由于YBJ-800型礦用隔爆型激光指向儀水平調(diào)節(jié)角度和垂直調(diào)節(jié)角度均為±2.5°, 要應(yīng)用于溜井中指導(dǎo)施工，須對其角度調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行改進(jìn)，同時為保護(hù)安裝在溜井下聯(lián)絡(luò)巷的激光指向儀不受損傷，須對其固定裝置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。因此設(shè)計并加工了伸縮式套桿和角度調(diào)節(jié)裝置，如圖1所示。

圖1 改進(jìn)后指向儀結(jié)構(gòu)

2 長溜井施工中的測設(shè)與指向儀安裝

如圖2所示，首先在-480中段49線溜井下口位置頂板挑0.8 m深的保護(hù)硐室，采用7655鉆機(jī)打2 m深豎孔并安裝伸縮式套桿，在中1點(diǎn)安置尼康全站儀，按設(shè)計方位在巷道頂板上標(biāo)定中(線)2點(diǎn)和中(線)3點(diǎn)；待溜井施工長度超過20 m時，在中2和中3點(diǎn)懸掛垂線，中2至中3間距約為6 m，拉出已安裝的伸縮式套桿，并固定YBJ-800型礦用隔爆型。

激光指向儀，接通電源，調(diào)節(jié)角度粗調(diào)裝置使紅外線方位大體與已標(biāo)定中線平行，反復(fù)調(diào)整水平微動螺旋，使光束中心穿過中2、中3點(diǎn)所掛垂線，此時的光束方向即為設(shè)計方位；用尼康全站儀正、倒鏡分別按設(shè)計坡度在中2垂線、中3垂線上標(biāo)定點(diǎn)a1、a2、b1、b2，取正、倒鏡所標(biāo)定點(diǎn)位的平均位置a、b，調(diào)整角度粗調(diào)裝置使指向儀豎角與標(biāo)定傾角大體相符，采用豎直微動螺旋，使兩垂線上光斑中心到a、b的距離相等，即aA=bB，此時的光束坡度即設(shè)計坡度。如圖3所示，以指向儀光束作為溜井中腰線，不但指示了長溜井的設(shè)計方位和設(shè)計坡度，方便作業(yè)人員日常施工，而且為分支溜井的準(zhǔn)確貫通提供了保障。

圖2 伸縮式指向儀安裝示意

圖3 長溜井及分支剖面

3 檢驗(yàn)校核及精度分析

溜井每施工30 m應(yīng)檢驗(yàn)校核YBJ-800型礦用隔爆型伸縮式激光指向儀的方位與傾角，同時采用尼康全站儀實(shí)測溜井輪廓，繪制平、剖、縱三視圖，與設(shè)計比對，對斷面不夠或坡度差的堵卡部位現(xiàn)場標(biāo)定并協(xié)助施工人員進(jìn)行修整，校正后繼續(xù)指導(dǎo)施工。YBJ-800型礦用隔爆型激光指向儀的指向精度主要受激光光束的標(biāo)定精度影響，激光光束的標(biāo)定精度受控制點(diǎn)點(diǎn)位精度和儀器測量精度的共同影響。忽略控制點(diǎn)的點(diǎn)位誤差影響, 激光光束的標(biāo)定精度主要由儀器的測量精度決定。

4 結(jié) 論

通過設(shè)計施工制作YBJ-800礦用隔爆型指向儀伸縮式套桿及對其固定裝置的改進(jìn)，使指向儀成功運(yùn)用于高段溜井，指向儀紅外線直觀清晰，方便了作業(yè)人員日常施工，提高了測量放線效率。采用尼康全站儀素描溜井三視圖可為后續(xù)工程設(shè)計提供精確位置參考。通過一系列測設(shè)新方法提高了長溜井系統(tǒng)施工質(zhì)量和貫通效果，在施工中取得了較好的效果。

[1]丁劍鋒,何順斌,劉大兵,等.盤區(qū)采礦法在三山島金礦的研究與應(yīng)用[J].黃金科學(xué)技術(shù),2011(3)：67-71． [2]呂英磊,張國棟,于常先.高段溜井測設(shè)貫通的應(yīng)用[J].采礦技術(shù),2015,15(3)：102-104.

[3]趙大江.淺談激光指向儀的安裝[J].礦山測量,2011(5)：77-78.

[4]呂英磊,楊承金,于常先,等.激光坡面指向儀在井巷裝備中的應(yīng)用[J].采礦技術(shù),2015,15(1)：76-77,95.

[5]許紹文,段蔚平.全站儀在礦山測量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2013(10)：79-80.(收稿日期：2016-01-03)

呂英磊(1978- )，男，山東萊州人，測量工程師，主要從事礦山測量技術(shù)管理工作，Email：437818053@qq.com。