ga高精度磁悬浮陀螺全站仪在露天矿山中的应用

ga高精度磁悬浮陀螺全站仪在露天矿山中的应用

一、采矿工程进展石仁沟采矿区位于河北省遵化市。它于20世纪70年代开始建设，于1975年7月完成，于2001年开始建设。所有户外采矿都转移到采矿，勘探项目正在施工中。三个项目已经安装，2011年底完成。斜坡道工程为三期工程的一部分,是从地表到-180m水平的主要运输通道,总长度为2100m,坡度为15%,是联系石人沟铁矿二期、三期工程的重要纽带。为了保证三期工程首采矿块工程的顺利进行,石人沟铁矿对斜坡道坐标系统、-60m水平坐标系统及-180m水平坐标系统通过使用陀螺全站仪将各水平坐标方位统一。二、在线usb接口本次陀螺定向测量选用由长安大学和中国航天科技集团公司第十六研究所联合自主研发的我国首台GAT高精度磁悬浮陀螺全站仪。该仪器采用磁悬浮替代传统陀螺经纬仪的悬挂带支承技术,通过无接触式光电力矩反馈控制技术敏感地球角动量,瞬时采集海量数据,据此可精确测量出测站点的真北方向,全部寻北过程在8分钟内即可完成,无需人工干预,实现了寻北过程的快速、自动化。与此同时,通过系统的USB接口可将寻北过程中采集的6万组数据实时传输到外接数据存储设备中,在后期数据处理的过程中,可以通过对这些数据的分析,判断数据的质量、提高数据成果的可靠性;也可以通过滤波等方法对粗差数据进行剔除,以提高数据测量精度。近年来,GAT磁悬浮陀螺全站仪已广泛、成功的应用于国内20余项重大工程的特长隧道、地铁、输水隧洞及矿山贯通。如:我国第一个海底隧道-厦门海底隧道贯通、10.8km广深港客运专线狮子洋特长隧道、22.2公里亚洲第五大向莆铁路青云山特长隧道、南水北调穿黄隧道贯通、陕西引红济石水利工程19公里超长隧道贯通、西安地铁2号线左右线贯通、成都地铁左线贯通、福建马坑矿业集团6对矿井贯通、安徽淮北矿业集团桃园煤矿20公里特大贯通检测、山西安家岭1、2号特大煤矿、陕北榆林榆树湾煤矿、柠条塔煤矿及山东、山西等矿山隧道贯通测量。三、测量方案依据《煤矿测量规程》中(第62条),关于陀螺经纬仪定向测量的有关规定:1.在已知的地面旁边，通过两回测量或三次测量测量螺母的方位角，并获得两个或三个测量常数2.在钻头方向的闭合面上，使用两种测量回测量螺钉的方位角3.石岸恒压标定定向精度此次定向测量使用的GAT陀螺全站仪,标称定向精度为5″,因此要求同一边任意两测回测量陀螺方位角的互差,不得超过10″;对于超限数据应在现场予以补测。四、螺母定向测量根据测区的地理位置,在实测过程中输入的纬度值为:40.1。1.仪器常数的测量仪器常数标定测量,选取地面控制网中GP01→GP02两个控制点构成的测线进行仪器常数标定。实测数据如表1。2.沿地下线的定向测量根据现场采集数据,井下定向边各测回陀螺精寻北数据和全站仪测量数据以及由此计算的井下各定向边的陀螺定向方位角如表2所示。五、成功计算与分析1.uf067表1根据甲方提供的地面控制点坐标,计算“GP01→GP02”的坐标方位角以及测站点子午线收敛角。再根据A(28)uf061(10)uf067(其中A为测线的真北方位角;uf061为测线的坐标方位角;uf067为测站点子午线收敛角,可通过《子午线收敛角系数表》计算得到)可得地面测线“GP01→GP02”的真北方位角为:同理可计算得到“GP02→GP01”的真被方位角为:再根据A(28)T(10)(35)(其中T为测线的陀螺定向值;(35)为陀螺全站仪的仪器常数)结合陀螺的地面定向成果,可计算陀螺仪器常数如表3所示。2.测点点古代集中角将上述计算得到的仪器常数,配合井下各定向边的陀螺定向成果,可得井下各导线边的真北方位角为,如表4所示。根据甲方提供的井下导线点坐标计算各条定向边的坐标方位角及测站点子午线收敛角,如表5所示。如表6所示,根据前面计算得到的井下各条陀螺边的真北方位角,由公式A(28)uf061(10)uf067可以计算井下各条定向边的坐标方位值。六、原导线及竖井联系测量推演方位角通过高精度陀螺定向得到的坐标方位角,与原导线及竖井联系测量推算的坐标方位角比较如表7所示。建议参考此次陀螺定向成果对井下导线进行整体平差,保证巷道顺利贯通。七、为今后采切工程提供了