ga高精度磁懸浮陀螺全站儀在露天礦山中的應(yīng)用

ga高精度磁懸浮陀螺全站儀在露天礦山中的應(yīng)用

一、采礦工程進(jìn)展石仁溝采礦區(qū)位于河北省遵化市。它于20世紀(jì)70年代開(kāi)始建設(shè)，于1975年7月完成，于2001年開(kāi)始建設(shè)。所有戶外采礦都轉(zhuǎn)移到采礦，勘探項(xiàng)目正在施工中。三個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)安裝，2011年底完成。斜坡道工程為三期工程的一部分,是從地表到-180m水平的主要運(yùn)輸通道,總長(zhǎng)度為2100m,坡度為15%,是聯(lián)系石人溝鐵礦二期、三期工程的重要紐帶。為了保證三期工程首采礦塊工程的順利進(jìn)行,石人溝鐵礦對(duì)斜坡道坐標(biāo)系統(tǒng)、-60m水平坐標(biāo)系統(tǒng)及-180m水平坐標(biāo)系統(tǒng)通過(guò)使用陀螺全站儀將各水平坐標(biāo)方位統(tǒng)一。二、在線usb接口本次陀螺定向測(cè)量選用由長(zhǎng)安大學(xué)和中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第十六研究所聯(lián)合自主研發(fā)的我國(guó)首臺(tái)GAT高精度磁懸浮陀螺全站儀。該儀器采用磁懸浮替代傳統(tǒng)陀螺經(jīng)緯儀的懸掛帶支承技術(shù),通過(guò)無(wú)接觸式光電力矩反饋控制技術(shù)敏感地球角動(dòng)量,瞬時(shí)采集海量數(shù)據(jù),據(jù)此可精確測(cè)量出測(cè)站點(diǎn)的真北方向,全部尋北過(guò)程在8分鐘內(nèi)即可完成,無(wú)需人工干預(yù),實(shí)現(xiàn)了尋北過(guò)程的快速、自動(dòng)化。與此同時(shí),通過(guò)系統(tǒng)的USB接口可將尋北過(guò)程中采集的6萬(wàn)組數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)酵饨訑?shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中,在后期數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中,可以通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析,判斷數(shù)據(jù)的質(zhì)量、提高數(shù)據(jù)成果的可靠性;也可以通過(guò)濾波等方法對(duì)粗差數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除,以提高數(shù)據(jù)測(cè)量精度。近年來(lái),GAT磁懸浮陀螺全站儀已廣泛、成功的應(yīng)用于國(guó)內(nèi)20余項(xiàng)重大工程的特長(zhǎng)隧道、地鐵、輸水隧洞及礦山貫通。如:我國(guó)第一個(gè)海底隧道-廈門海底隧道貫通、10.8km廣深港客運(yùn)專線獅子洋特長(zhǎng)隧道、22.2公里亞洲第五大向莆鐵路青云山特長(zhǎng)隧道、南水北調(diào)穿黃隧道貫通、陜西引紅濟(jì)石水利工程19公里超長(zhǎng)隧道貫通、西安地鐵2號(hào)線左右線貫通、成都地鐵左線貫通、福建馬坑礦業(yè)集團(tuán)6對(duì)礦井貫通、安徽淮北礦業(yè)集團(tuán)桃園煤礦20公里特大貫通檢測(cè)、山西安家?guī)X1、2號(hào)特大煤礦、陜北榆林榆樹(shù)灣煤礦、檸條塔煤礦及山東、山西等礦山隧道貫通測(cè)量。三、測(cè)量方案依據(jù)《煤礦測(cè)量規(guī)程》中(第62條),關(guān)于陀螺經(jīng)緯儀定向測(cè)量的有關(guān)規(guī)定:1.在已知的地面旁邊，通過(guò)兩回測(cè)量或三次測(cè)量測(cè)量螺母的方位角，并獲得兩個(gè)或三個(gè)測(cè)量常數(shù)2.在鉆頭方向的閉合面上，使用兩種測(cè)量回測(cè)量螺釘?shù)姆轿唤?.石岸恒壓標(biāo)定定向精度此次定向測(cè)量使用的GAT陀螺全站儀,標(biāo)稱定向精度為5″,因此要求同一邊任意兩測(cè)回測(cè)量陀螺方位角的互差,不得超過(guò)10″;對(duì)于超限數(shù)據(jù)應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)予以補(bǔ)測(cè)。四、螺母定向測(cè)量根據(jù)測(cè)區(qū)的地理位置,在實(shí)測(cè)過(guò)程中輸入的緯度值為:40.1。1.儀器常數(shù)的測(cè)量?jī)x器常數(shù)標(biāo)定測(cè)量,選取地面控制網(wǎng)中GP01→GP02兩個(gè)控制點(diǎn)構(gòu)成的測(cè)線進(jìn)行儀器常數(shù)標(biāo)定。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表1。2.沿地下線的定向測(cè)量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù),井下定向邊各測(cè)回陀螺精尋北數(shù)據(jù)和全站儀測(cè)量數(shù)據(jù)以及由此計(jì)算的井下各定向邊的陀螺定向方位角如表2所示。五、成功計(jì)算與分析1.uf067表1根據(jù)甲方提供的地面控制點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算“GP01→GP02”的坐標(biāo)方位角以及測(cè)站點(diǎn)子午線收斂角。再根據(jù)A(28)uf061(10)uf067(其中A為測(cè)線的真北方位角;uf061為測(cè)線的坐標(biāo)方位角;uf067為測(cè)站點(diǎn)子午線收斂角,可通過(guò)《子午線收斂角系數(shù)表》計(jì)算得到)可得地面測(cè)線“GP01→GP02”的真北方位角為:同理可計(jì)算得到“GP02→GP01”的真被方位角為:再根據(jù)A(28)T(10)(35)(其中T為測(cè)線的陀螺定向值;(35)為陀螺全站儀的儀器常數(shù))結(jié)合陀螺的地面定向成果,可計(jì)算陀螺儀器常數(shù)如表3所示。2.測(cè)點(diǎn)點(diǎn)古代集中角將上述計(jì)算得到的儀器常數(shù),配合井下各定向邊的陀螺定向成果,可得井下各導(dǎo)線邊的真北方位角為,如表4所示。根據(jù)甲方提供的井下導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算各條定向邊的坐標(biāo)方位角及測(cè)站點(diǎn)子午線收斂角,如表5所示。如表6所示,根據(jù)前面計(jì)算得到的井下各條陀螺邊的真北方位角,由公式A(28)uf061(10)uf067可以計(jì)算井下各條定向邊的坐標(biāo)方位值。六、原導(dǎo)線及豎井聯(lián)系測(cè)量推演方位角通過(guò)高精度陀螺定向得到的坐標(biāo)方位角,與原導(dǎo)線及豎井聯(lián)系測(cè)量推算的坐標(biāo)方位角比較如表7所示。建議參考此次陀螺定向成果對(duì)井下導(dǎo)線進(jìn)行整體平差,保證巷道順利貫通。七、為今后采切工程提供了