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目前，超长型巷道的贯通越来越多，为保证贯通工程的横向精度，在贯通测量的地下控制导线部分，广泛使用了陀螺定向技术，陀螺定向可有效减少巷道导线方位误差的累积，与未加测陀螺边的巷道导线相比，可使贯通的横向精度产生增益。机械化程度提升后对煤炭生产企业的长距离巷道贯通精度要求越来越高，由于导线测角误差的累积影响，不可避免地造成远离起算边的控制导线点的精度降低，满足不了大型贯通工程实际要求。鉴于陀螺定向的优点，本文对陀螺全站仪定向工作进行了研究，以保证大型贯通工程的顺利贯通，提高贯通精度。 1井下陀螺定向的意义 在贯通测量中，导线是巷道中控制测量的基本方式，巷道中的导线随巷道的掘进而布设，在贯通前无法闭合，随着巷道的延伸，导线的长度、测站数也随之增加，导线测角误差将随导线的延长而不断累积，限制巷道内导线方位误差是提高贯通横向精度的主要方式。陀螺定向的基本特点是独立定向，定向位置可选取在任何需要的位置，定向不受导线测量的影响，巷道内的导线在加测陀螺定向边后，限制了导线方位误差的累积，从而提高了贯通导线的方位精度，使贯通横向误差减少，横向精度产生增益。 2煤矿井下陀螺定向的应用 2.1巷道掘进中的加测陀螺方位角法 一般情况下在井下掘进的过程中，是用导线来完成巷道掘进的任务，但是由于在施工后期，由于巷道未形成一个环形，因此在这种时候只能采用支导线的方式来对掘进方向进行控制，支导线的误差累积很快，巷道较长时很难保证精度要求，因此在掘进过程中我们可以采用加测陀螺方位角的方法，这种方法也在实际生产过程中取得了很好的效果。加测陀螺边一般有三种方法：其一，在支导线最末边加测一条陀螺边，形成附合导线；其二，每条边上都加测陀螺方位角，这种形式也叫陀螺导线；其三，在支导线上等间隔二条陀螺边，形成两条附合导线。通过理论与生产证明，加测1至2条陀螺边能在降低人的工作量与提升精确度这2个方面达到平衡。 2.2陀螺仪快速定向法应用 采煤工作面在采准初期到回采完成，所有测绘工程都叫做采区测绘。采区测绘的要点乃采区联系测绘，由于采切巷道较短，采区范围较小，工作条件较差，一般采区测量精度要求不高，传统方法主要为罗盘仪导线，但前题是无磁性影响，在有磁性影响的巷道无法使用罗盘仪，仍然要用天井几何定向，费时费力，精度也难以保证。用陀螺仪快速定向法，即用两逆转点观测法效果很好，计算方法为：N= 1/2（U1+U2），这种方法定位精度能达到3秒，时间也只需要十分钟左右。也可以采用四分之一周期法，在这种方法下指北精度大概在10秒左右，时间大概六分钟。 2.3立井定向测量中的陀螺仪应用 在整个操作过程里。随着整个施工过程的发展，挖掘工作逐渐向更深的底层发展，整个工程的难度就会逐渐增加，在此时运用陀螺仪器就会达到既省时又省力的效果，并且安全隐患也会随之降低了，操作过程如下：首先在地表找到并且确定使用三个仪器的常数，之后在井下固定的方向两边确定两个陀螺的位置及方向。回到井上在已经确定的三个常数进行丈量操作，整个操作过程应控制在三天内。陀螺议方位角之间的差距不能超出规定的范围。 2.4巷道检查验收环节的陀螺仪应用 布设控制网一般按照从高级到低级的过程，一般先布设高等级控制网，再用低等级的控制网进行加密，从而完成施工放样工作，但是由于井上井下条件差异太大，所以在施工过程中采用与地面相反的顺序进行，首先取用初级调控网来达成指引施工前进目标的任务，其次等拥有设计高准度零件时把施工零件提高成高准度的调控网，因此，在布设高等级控制网有困难或者不具备布设高等级控制网的条件时，选择陀螺经纬仪测量巷道的方位角就显得很重要与便捷，详细操作规程即是选用陀螺仪测绘巷道的现实方位角，进而与设计方位角相对比，检验掘进方向能否达到设计规定，从而对于掘进的方向开展调整。 3外界环境对陀螺定向的影响 通过实践证明，实测时的环境状况对仪器的稳定性有重要影响，主要表现为： （1）温度：根据经验冬季施测陀螺定向边仪器常数很不稳定，由于陀螺定向需要在下井前与升井后在井上已知边观测仪器常数，冬季的时候，陕北地区井上的平均环境温度为- 20°C。井下平均温度为15°C左右，相差达到35°C，温度的变化会影响仪器内部元件的膨胀率致使测量结果发生重大变化。 （2）地面震动：如果地面已知边的两个控制点架设在楼房上或者马路边，楼房受风力后摇摆，马路上驶过的大车引起地面的剧烈震动都会干扰仪器的正常运转。 （3）风力：由于仪器自重为11kg(不包括全站)对风的阻力较大，所以在测量过程中如有风流时电子汽泡明显地发生偏离，需要反复的整平多次对中。 结语：通过陀螺定向工作，使我们充分认识到其在巷道贯通中的重要性。首先，陀螺定向结果精度高、可靠性高；其次，通过实测发现，如果近井点存在问题，则容易引入偶然误差，不适合进行陀螺观测，为进一步提高观测精度，削弱人为因素和外界环境产生的偶然误差，应在地面稳固且利于搬运的地方做一条与井上系统一致的陀螺基线，要求距离适中(瞄准目标清晰)，俯仰角不宜过大。 感谢您的阅读，也希望您留言交流，或者提出宝贵的意见，我是个自由撰稿人，您的每一个留言、点赞和关注，都是我坚持下去的动力！不胜感激！ |
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