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1、1期礦山測量NO．1】5年2月MINESURVEYINGFeb．2015doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2015．01．09陀螺定向測量在礦井生產(chǎn)中的應(yīng)用及精度分析劉小平(中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司內(nèi)蒙鄂爾多斯017000)摘要：文中結(jié)合煤礦礦井施工及生產(chǎn)實際，選擇應(yīng)用陀螺經(jīng)緯儀進行了礦井井下定向，簡要介紹了陀螺定向儀的工作原理；計算了子午收斂角和井下陀螺方位角；對實測結(jié)果進行了精度分析；得到了精度較高的觀測成果；探討了將陀螺經(jīng)緯儀定向結(jié)果用于井下導(dǎo)線首級控制網(wǎng)的起始方位可行性。為今后井下測量打下了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：陀螺經(jīng)緯儀；收
2、斂角；陀螺方位角；觀測中圖分類號：TD178文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1001—358X(2015)01—0022—02我國和世界上很多國家都已制造出將陀螺儀和一Y8”、3—1煤回風(fēng)大巷與3—1煤輔助運輸大巷聯(lián)經(jīng)緯儀結(jié)合在一起用做定向測量的陀螺經(jīng)緯儀。其絡(luò)巷“F7一H11”以及井底車場“F2一F1”等四條邊定向原理是利用吊絲懸吊且重心下移的陀螺敏感地的陀螺方位角進行測定，作為將來井下首級控制導(dǎo)球自轉(zhuǎn)角速度的水平分量，在重力作用下，產(chǎn)生一個線，從而保證井下各采掘巷道在今后的施工中能夠向北進動的力矩，使陀螺主軸(即H向量)圍繞子午正確布置與貫通，確保礦井安全高效
3、生產(chǎn)，陀螺定向面往復(fù)擺動，通過光電傳感器將陀螺往復(fù)擺動的光測量邊布設(shè)情況見圖1。信號，轉(zhuǎn)換為電信號，傳送給控制器進行解算。最終聿通過經(jīng)緯儀顯示直接讀出被測目標(biāo)的方位角．，或經(jīng)—＼3-1jIjI靖近■夫垂控制器上的數(shù)據(jù)傳送接口傳遞到需要方位角的設(shè)備耵面～～～爭I辣'式●進帆太蓉上。——¨難胃風(fēng)大巷本礦由于礦井建設(shè)期間由幾何定向完成的井下11-3101●摹葺IIJIl定向精度較低，且受到了不同程度的破壞，可靠性．，髓差，致使礦井井下基本控制導(dǎo)線及工作面長距離掘進貫通都需要高精度方向控制。多年來，廣大礦山F1廣一l}l耀二量區(qū)覃l暮SII冀3茸tlF--測量工作
4、者在總結(jié)礦井幾何定向存在的弊端，使用一號葺^盤井陀螺經(jīng)緯儀進行定向測量能夠克服傳統(tǒng)幾何定向時、圭i井占用井筒而造成停產(chǎn)、耗費大量人力、物力和時間等、lI立井缺點，同時也能解決隨井筒深度增加而造成定向精圖l陀螺定向測量布設(shè)示意圖度降低的弊端，從而使定向精度和工作效率大大提高。因此，本礦為了滿足煤礦施工的需要，提供高精2陀螺儀選擇與測量工程實施度的首級控制導(dǎo)線，選擇了應(yīng)用陀螺經(jīng)緯儀進行井2．1陀螺儀選擇及儀器技術(shù)指標(biāo)下方向測量，檢核并重新確定礦井井下起始方位角。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，陀螺經(jīng)緯儀技術(shù)有1礦井概況及對陀螺定向的要求了長足進步，生產(chǎn)廠家及型號較多，
5、本次測量使用的儀器是TJ9000(TS)型陀螺全站儀，該儀器特點是定本煤礦屬特大型礦井，采用立井開拓，設(shè)計產(chǎn)能向速度快、預(yù)定向方法先進(北向±20。范圍內(nèi)架1200萬t／a，設(shè)計服務(wù)年限95．5年，建設(shè)目標(biāo)為國內(nèi)一設(shè))、使用方便、抗風(fēng)性能好，不受地理環(huán)境、外界磁流、國際先進、安全高效的現(xiàn)代化、數(shù)字化礦井。場的影響，可以全天候作業(yè)。根據(jù)礦井生產(chǎn)實際需要對3—1煤二盤區(qū)泄水技術(shù)指標(biāo)及使用環(huán)境：巷“S12一S13”、11—3101工作面輔助運輸順槽“Y7(1)定向精度：尋北儀定向誤差(1)≤20"／eosq~22第1期劉小平：陀螺定向測量在礦井生產(chǎn)中的應(yīng)用及精度
6、分析2015年2月(‘p為當(dāng)?shù)氐乩砭暥?；由此可得各觀測點的子午線收斂角：(2)定向時間定向時間≤12min；(1)GP04點收斂角y；一0。5854(3)使用環(huán)境要求：工作溫度范圍：一20℃一+(2)S12點收斂角=一0。5857”50℃(3)Y7點收斂角y=一0。5849適用緯度范圍：70。S一70。N(4)F7點收斂角=一0~5840”2．2陀螺經(jīng)緯儀測量工程實施(5)F2點收斂角y=一0。5901”2．2．1外業(yè)觀測實施步驟3井下陀螺方位角的確定及精度分析．依據(jù)《煤礦測量規(guī)程》相關(guān)規(guī)定：陀螺經(jīng)緯儀一次定向應(yīng)按下列程序進行：(1)坐標(biāo)方位角計算(1)
7、在地面已知邊上采用兩測回(或三測回)測由上述各值之間的關(guān)系可推算，井下定向邊坐標(biāo)方位角為：量陀螺方位角。求得兩個(或三個)儀器常數(shù)；a=A—=aT+△一y(2)在井下需定向邊上用兩測回測量陀螺方位(2)定向成果角；如果超限，需進行補測；經(jīng)觀測與計算得到各觀測邊坐標(biāo)方位角參見表(3)返回地面后，在原已知邊上再用兩測回(或2。三測回)測量陀螺方位角，再求得兩個(或三個)儀器裹2各觀測邊坐標(biāo)方位角常數(shù)。2．2．2儀器常數(shù)的測定儀器常數(shù)的測定選擇在由地面高精度點控制點組成的已知邊“GP04一GP05”上進行的，儀器常數(shù)計算公式如下。l△=A—T式中：A為已知邊的地
8、理方位角，a為該邊的陀螺方位角。儀器常數(shù)一次測定中誤差的計算參見表
