激光指向仪在煤矿生产中的应用

激光指向仪在煤矿生产中的应用

毛羽跃

毛羽跃（七煤集团东风煤矿，七台河154600）

摘要：介绍了煤矿中利用激光指向仪标定中线、腰线的一些具体方法和误差问题，及对激光指向仪在实际应用中需要注意的常见问题做了介绍。

关键词：激光；定向；安装；误差

中图分类号：TD178文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）09-0237-01

0引言

激光指向仪是利用激光光束集中，相干性好的特性研制出的用于方向定位的测量仪器，它具有光束质量好，工作稳定，安装调整方便等特点，目前在该矿测量工作中已被广泛应用。

1技术指标

目前我矿使用的JZDI-2型防爆激光指向仪的主要技术指标如下：

①输入电压127V±10V；功率5W。

②射程为500m；最大光斑直径小于50mm。

③水平调节±7°，垂直调节±5°。

2激光指向仪的安装

2.1指向仪在使用前应进行下列检查

①观察接电后发光情况是否良好。光斑应均匀，在距离100m内直径为15~20mm，光斑圆不偏离望远镜出口中心。

②电器正常，无特别响声，调压在127V工作正常。

③各运用机构、制动机构是否有效，转运部分是否灵活，螺栓连结是否坚固。

2.2指向仪安装的步骤

①用经纬仪在巷道中标设一组中线点，并在中线垂球线上标出腰线高度，B、C两点的间距为30～50mm，甚至更远些。②为防止碎石击伤，可在距工作面70m外安装，仪器安装在巷道中心线上，可用锚杆四根固定仪器托板，也可用夹板固定在方梁纵向上。将仪器的托板用螺栓和角钢相连，根据仪器前后的中线垂球移动仪器，使仪器处于中线方向上，然后把螺栓固紧。③接通电源，使光斑中心穿过靠近仪器的一个中线点上（B点）所挂的垂线，然后进一步调整微动螺栓，使光斑中心通过靠近迎头的一个中线点上（C点）所挂的垂线，此时激光束所指的方向即为巷道的中线。可在垂线后遮一张白纸，以光斑为线绳的影象所平分为准。④调节光束的坡度时，先量出靠近仪器的垂线上光斑中心到腰线标志的距离为d，然后上下调整光束至照射到迎头处垂线卜的光斑距腰线标志的距离也为d，如靠近仪器的垂线上d值有改变，则应进一步调整，直至光束与腰线平行为止。然后将微动螺旋全部拧紧，此时激光束即为给出的巷道中线和腰线。

3激光指向仪的误差分析

JZDI-2型激光指向仪的光斑直径大小直接影响该仪器精度，矿测量人员在实际工作中对该仪器各距离段内光斑直径进行了实测。

JZDI-2型激光指向仪延伸中线，其误差来源主要是已知中线点不处于激光束中心引起的定向误差，误差的大小主要与光束中心线相对已知方向线偏移量的大小及已知点点距有关。

A点为激光指向仪位置，B点为掘进工作面位置，C点为迎头中线位置，取S1＝60m；r1为激光束在C点偏离中心的误差，r为在B点处偏离中线的最大偏离距离；Φ为光束中心偏离所引起的角度定向误差；《煤矿测量规程》规定巷道每掘进100m，应至少对中、腰线点进行一次检查测量，根据这一规定取S＝160m；L为偏差距离

假设在安装时A点没有误差，可知：由此引起的定向误差满足以下关系：tgΦ=r/s；Φ=arctgr/s。

可知r1≤12.0mm，设光束在C点存在最大偏差，即r1=12.0mm，所以Φ=arctgr1/s1=arctg0.012/60=41″。

B点的最大偏差值r＝S×tgΦ=160×tg41″＝32mm。

可见激光指向仪对测量精度的影响非常小，有时可以忽略。

4激光指向仪在使用中应该注意的问题

①当激光指向仪安装完毕后，测量部门要根据标定的数据及时向施工单位发出标定通知书，通知书要标明激光束到顶底板腰线的尺寸，并说明是法线距离和铅直距离，要画有示意图。

②施工单位要根据测量部门提供的通知书尺寸进行施工，要求井区技术员对施工过程中的激光指向仪负责，发现偏差及时向测量部门联系，重新标定。

③当发现激光光斑扩大、闪动时，应及时进行维修。

5结语

激光指向仪在该矿的成功推广使用，极大的提高了测量精度和工程质量，同时也减轻了测量人员的劳动强度。有了这条光束，开拓成巷的全部工序都有了标准，工程规格和质量人人可以掌握和检查，为快速掘进创造了有利条件。利用激光定向，矿的一大批掘进工程都成为优质工程，有力地推动了矿的质量标准化达标工作。这充分说明：只有向科技要产量，向科技要效益，才能使煤矿逐步纳入有计划健康发展的轨道。