Ⅱ3下采区陀螺定向研究与应用

徐庄煤矿科技进步奖申报书填报日期2013年1月8日编号：成果基本信息成果名称Ⅱ3下采区陀螺定向研究与应用成果申报人胡红超主要完成个人胡红超、张连利、马玉璐、黄又华主要完成单位地质测量科成果使用地点地质测量科项目起止时间起始：2012年5月1日完成：2012年12月18日实际发生经费申报单位主管意见（签字）申报单位（盖章）信息科技环保科意见评审结论总工程师审批意见申请成果的详细内容（不少于600字，纸面填写不下可另加）（一）原理：陀螺定向测量根据陀螺仪的基本特性，在地球自转作用下，陀螺轴有绕测站子午线作简谐摆动的功能，借助陀螺仪把陀螺轴东西两逆转点的方向值记录下来，取其中值，即可得子午线的方向值由于陀螺仪轴衰减微弱的摆动系数保持不变，故其摆动的平均位置可以认为是假象的陀螺仪轴的稳定位置，而实际因为陀螺仪轴与望远镜光轴及观测目镜分划板零线所代表的光轴通常不在同一个竖直面中，所以假想的陀螺仪轴的稳定位置通常不与地理子午线重合，两者的夹角称为仪器常数Δ。Δ可以在已知方位角的精密导线边上直接测出，见下图：TA-0式中0A为CD的地理方位角T为CD的陀螺方位角所以实际中在下井定向前，在已知边上测定仪器常数应进行2~3次。各次之间互差要小于40″。在井下测量时，图所示，在C′点上安置仪器，测出C′D′边的陀螺方位角αT′可知：TA仪器上井后要重新测定仪器常数2~3次，求算出仪器常数最或然值，并按白塞尔公式1][nvvm来评定一次测定中误差。n为测定仪器常数的次数求算井下定向边的坐标方位角，由上图及计算公式可得TTA--000井下坐标方位角则为：--平TA式中平为仪器常数的平均值，将仪器常数代入上式，则可得出：）（T--t0表示地面和井下安置陀螺经纬仪地点的子午线收敛角的差值，可有下式求的：）（yy-0式中，单位为s：=32.23tan(当地面和井下定向点的距离不超过5~10km,纬度小于60°时采用)为当地纬度；0y和y为地面和井下定向点的横坐标（km）（二）作业过程：本次定向采用的为WILD-T2——GAK1陀螺经纬仪，仪器号为NO26253。根据《煤矿测量规程》要求我们采用3-2-3作业程序，先在地面已知边I03-I04（5″级导线边）采用三个测回测得三个仪器常数，三个仪器常数分别为：02′25″、02′29″、02′20″，然后分别在井下-750轨道运输大巷（东）永303-永304，（西）永8-永9两条边上各测定每条定向边的两测回独立测量陀螺方位角。两测回分配是在定向边的两端上各一测回。返回地面再采用三个测回，测得三个仪器常数分别为02′21″、02′23″、02′30″，最后根据相关数据求得两条边的坐标方位角。（三）定向精度：测前、测后零位互差最大为0.09，小于《煤矿测量规程》规定的0.2，相邻和间隔角摆动值的互差最大值为10″。15″小于《煤矿测量规程》规定的35″。陀螺经纬仪一次定向中误差为±4.0″，陀螺方位角一次测定中误差为±1.6″。本次定后测量精度较高,满足《煤矿测量规程》技术要求。（四）效益：通过对井下导线点误差分析，采用陀螺经纬仪定向测量先进方法，最终-750轨道运输大巷贯通精度较高。同时永8-永9，永303-永304均可作为今后Ⅱ3下采区巷道及-750水平主要巷道测量的起算数据，同时进一步提高了全体测工的技术业务水平。