激光標(biāo)線儀井下對(duì)中整平連接件設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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

三山島金礦為盤(pán)區(qū)進(jìn)路式回采工藝，掘進(jìn)任務(wù)繁重，施工中需要標(biāo)設(shè)大量的測(cè)量數(shù)據(jù)，然而為確保施工安全，大量“U”型鋼、錨桿、穿帶支護(hù)降低了羅盤(pán)開(kāi)口施工放線精度，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)地點(diǎn)點(diǎn)多、面廣、距離長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)施工管理薄弱，從而給工程施工質(zhì)量帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1]。

1 羅盤(pán)施工投影放線技術(shù)

1.1 羅盤(pán)施工投影放線技術(shù)要求

三山島金礦掘進(jìn)工程開(kāi)口施工、采場(chǎng)進(jìn)路施工、采場(chǎng)下盤(pán)通道施工、點(diǎn)柱施工、間柱施工、上下盤(pán)邊界控制施工等，通常采用羅盤(pán)控制基準(zhǔn)線，投影法標(biāo)設(shè)基準(zhǔn)線的給線方法，不但確保了給線的準(zhǔn)確性，而且縮短了井下作業(yè)時(shí)間，提高了測(cè)量技術(shù)人員的作業(yè)效率[2]。投影法給線具體步驟如下：

①1人將線繩一端固定在基準(zhǔn)點(diǎn)上，1人將線繩另一端固定在前進(jìn)方向上；②清理線繩周圍對(duì)羅盤(pán)磁性有影響的物品；③1人在線繩中間懸掛羅盤(pán)，調(diào)整線繩前進(jìn)方向，直至與基準(zhǔn)線方向一致；④在線繩前進(jìn)方向一端懸掛1根0.5米左右并帶錘球的線繩，使其穩(wěn)定，此時(shí)兩根線繩必在同一豎直平面內(nèi)；⑤1人在垂直線繩后面手持電棒照射線繩，如果頂板有兩條線繩影像，則影像與線繩不在同一豎直平面內(nèi)，逐步調(diào)整照射角度，使其兩條影像重合，此時(shí)影像必與線繩在同一豎直平面內(nèi)，影像前進(jìn)方向既是基準(zhǔn)線前進(jìn)方向；⑥根據(jù)影像在頂板標(biāo)出基準(zhǔn)線；⑦根據(jù)基準(zhǔn)線和施工指導(dǎo)圖將需要標(biāo)設(shè)的數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定[3]。

1.2 羅盤(pán)施工投影放線現(xiàn)狀

①采用羅盤(pán)控制基準(zhǔn)線，投影法標(biāo)設(shè)基準(zhǔn)線的給線方法，克服了全站儀給線測(cè)站多，井下作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的弊端， 但是隨著井下“U”型鋼支護(hù)方式的普及，在相當(dāng)大的施工區(qū)域該放線技術(shù)不適用。②測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員相對(duì)匱乏，不能保證現(xiàn)場(chǎng)有3名技術(shù)人員嚴(yán)格按照羅盤(pán)施工投影放線技術(shù)要求放線。大部分測(cè)量技術(shù)人員“單兵”作業(yè)，1個(gè)相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員配合。吊線懸掛羅盤(pán)測(cè)方位，簡(jiǎn)化成了手端羅盤(pán)測(cè)方位；雙線投影放線，簡(jiǎn)化成了單線投點(diǎn)放線，放線精度很難保證。

圖1 投影法標(biāo)設(shè)基準(zhǔn)線

2 激光標(biāo)線儀施工放線技術(shù)

2.1 激光標(biāo)線儀與經(jīng)緯儀基座連接件設(shè)計(jì)

激光標(biāo)線儀現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于建筑工程施工過(guò)程，只需要提供水平線或垂直線即可，市場(chǎng)上用于井下施工放線測(cè)設(shè)方位的激光標(biāo)線儀實(shí)屬罕見(jiàn)，通過(guò)設(shè)計(jì)激光標(biāo)線儀與經(jīng)緯儀基座連接件，解決了激光標(biāo)線儀的對(duì)中問(wèn)題，使激光標(biāo)線儀用于井下成為可能。

圖2 激光標(biāo)線儀與經(jīng)緯儀基座連接件設(shè)計(jì)

2.2 激光標(biāo)線儀水平刻度常數(shù)檢測(cè)

本次購(gòu)置的是龍韻激光標(biāo)線儀用于井下施工放線實(shí)驗(yàn),由于類似設(shè)備沒(méi)有專門(mén)針對(duì)井巷工程施工測(cè)設(shè)方位設(shè)計(jì),其水平角度刻度值精度較低,需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)設(shè)方位與全站儀測(cè)設(shè)的方位比較,得出常數(shù)方可應(yīng)用于井下。

表1 標(biāo)線儀測(cè)角檢測(cè)常數(shù)

由上表我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)觀測(cè)的角度較小時(shí)，標(biāo)線儀每度的修正值較大；隨著觀測(cè)角度的增大，標(biāo)線儀每度的修正值逐漸減小，并逐漸接近某一個(gè)值。逐漸接近的這個(gè)數(shù)值是激光標(biāo)線儀自身水平刻度的真實(shí)值，因?yàn)殡S著觀測(cè)角度的逐漸增大，標(biāo)線儀觀測(cè)讀數(shù)誤差對(duì)角度的影響越來(lái)越?。▽?duì)中誤差、瞄準(zhǔn)誤差與全站儀觀測(cè)類似，在此我們不做考慮），雖然其累計(jì)誤差是逐漸增大的，我們?nèi)詫⒃摌?biāo)線儀的每度修正值推論為1°0＇30＂。

2.3 激光標(biāo)線儀施工放線流程

通過(guò)激光標(biāo)線儀水平線發(fā)射的激光加強(qiáng)點(diǎn)瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)，讀出標(biāo)線儀的水平角后視讀數(shù)，再根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算測(cè)設(shè)方位線與后視邊的水平夾角，水平夾角除以標(biāo)線儀每度的修正值1°0＇30＂，我們可得出標(biāo)線儀所需旋轉(zhuǎn)的夾角度數(shù)，再加上后視讀數(shù)，即是標(biāo)線儀旋轉(zhuǎn)測(cè)設(shè)方位度數(shù)。標(biāo)線儀在頂板上投射的垂直紅線即為中線；在巷道兩幫投射的水平紅線可以作為畫(huà)腰線的基準(zhǔn)線。

3 激光標(biāo)線儀放線與羅盤(pán)放線對(duì)比

①激光標(biāo)線儀施工放線需要有兩個(gè)相互通視的導(dǎo)線點(diǎn)，而羅盤(pán)施工放線只需要一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)即可；②激光標(biāo)線儀施工放線只需要兩個(gè)技術(shù)人員即可，而羅盤(pán)投影施工放線按技術(shù)要求必須三個(gè)技術(shù)人員方可；③激光標(biāo)線儀施工放線可應(yīng)用于井下所有區(qū)域，而羅盤(pán)投影施工放線必須避免“U”型鋼支護(hù)、道軌鋪設(shè)及其他鐵質(zhì)材料的影響；④激光標(biāo)線儀投射到頂板上的垂直紅線即為中線，無(wú)需投影，而羅盤(pán)投影施工放線投影技術(shù)要求較高，投影精度很難保證；⑤激光標(biāo)線儀受讀數(shù)誤差影響，適用于測(cè)設(shè)角度大于45度的方位線測(cè)設(shè)，而羅盤(pán)投影放線與測(cè)設(shè)夾角無(wú)關(guān)；⑥激光標(biāo)線儀放線精度通過(guò)修正值改正，放線精度達(dá)到1°以下，明顯高于羅盤(pán)投影施工放線精度。

4 結(jié)語(yǔ)

激光標(biāo)線儀放線完全適用于井下采準(zhǔn)工程開(kāi)口施工、采場(chǎng)內(nèi)工程施工，尤其在羅盤(pán)不適用的“U”型鋼支護(hù)巷道、采場(chǎng)更為方便，2人即可放線，無(wú)需投影。隨著激光標(biāo)線儀設(shè)備的推陳出新，該放線方法在礦山工程施工過(guò)程中必將大方異彩！

[1]楊承金.施工指導(dǎo)圖及投影放線法在采場(chǎng)施工中的應(yīng)用［J］.采礦技術(shù)，2012（2）:94-95.

[2]礦山測(cè)量學(xué)[M]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 , 張國(guó)良主編, 2001.

[3]李軍.羅盤(pán)儀在生產(chǎn)使用中的探討[J].采礦技術(shù),2005(01):96-97.