摘要：本文简述了激光水平仪在庆发矿业采准工程施工中的应用，并对其使用过程中存在的优缺点进行分析。在实际施工使用中，经过测量人员对巷道成型效果以及水平和方位复测结果可知：经过检验并调试合格的激光水平仪精度可满足日常施工精度要求，同时在施工过程中直观地提供了采准工程巷道中心方向及高程控制要素，既节省了人力物力，又减少测量工作量，还能直观反映巷道施工中心线的偏差、顶底板控制偏差，有效控制巷道的掘进断面，提高了巷道的成型率，提高了工作效率，为平巷掘进作业提供了较大的助力。

关键词：激光水平仪、巷道施工、放样测量

1 激光水平仪的优势及应用概况

激光指向仪目前在国内广泛应用于大型工程的指向定位，如矿山掘进施工、铁路隧道施工、市政建设工程、地铁工程、大型引水工程、建筑及管道铺设等，类似的新技术、新工艺已成为未来发展趋势。反观激光水平仪，多数用在室内工程、小型钢结构安装工作中，例如墙砖、地砖、屋面吊顶、门窗施工，小型厂房立柱、横梁施工等，井巷掘进工程施工中使用的却是少之又少。

激光指向仪是利用方向性好、颜色单纯、亮度高的激光束指示准直线方向的光学仪器，适用于直巷较长的掘进工程施工；激光水平仪同样是利用激光束的特性而生产出的一种光学仪器，它同激光指向仪的区别在于成本低，激光照射距离短（≤80m），供电方式可采用锂电池供电亦可采用外接电源供电，灵活性强，因此适用于平巷不超过80m采准工程施工。

庆发矿业采准工程中的穿脉巷、凿岩巷、出矿巷、受矿巷均小于80m，作业要求精度相对沿脉巷较低，且多为直巷，因此激光水平仪中2线水平仪方可满足井巷掘进施工使用，故引进了激光水平仪代替原始放线测量，其可为掘进提供准确、及时、直观的中腰线，有效控制巷道的掘进方向，提高巷道质量，在缩短工期的同时节省了成本。

激光水平仪是由至少两路激光发射器、光学系统、水准组件、外壳、底座、旋转体、盖体等部件组成。

2 某品牌激光水平仪技术参数

安装方式：落地式

输入电压：DC 3.7V （锂电池供电、外接电源供电）

续航时间：4～6小时（锂电池供电）

射 程：≤80m

水平精度：10m±1mm 垂直精度：10m±1mm

自动安平：±3°自动调平 声光报警

外形尺寸：12mm×12mm×20mm

重 量：1153g（包含电池）

某品牌激光水平仪普通型多用于室内施工，加强型多用于室外施工。

庆发矿业井下掘进工程采用某品牌激光水平仪（加强型）配合三角支架完成采准工程后期施工放线工作，其操作简单、自带安平功能，可以在巷道中完美呈现出中线及腰线并延伸至作业面，便于作业人员随时控制施工要素。

3 激光水平仪的安装调试

某品牌激光水平仪（加强型）在土建、装修工程中依靠自带支腿即可完成安装，但在井巷工程中需配合三脚架使用。前期需全站仪配合完成最初中线及腰线放线工作，后期水平仪使用依据采场（或穿脉巷）口部中线及腰线向前延伸激光指示标识，确保激光指示延伸至作业面。

3.1激光水平仪的使用

首先使用全站仪在巷道顶板放样出掘进所需的三个中线点（由外向内依次为A点、B点、C点），三个中线点的间距不得小于2m，腰线点布置在就近巷道两帮。

其次将激光水平仪安放在A点下方（参照点下仪器对中方式进行对中），并进行调平，开启电源，2条激光射线即可发出，一条竖直激光射线可做中线使用，另外一条水平激光射线可作为腰线使用。

3.2激光水平仪的调试

按照上述要求，将激光水平仪安置于A点正下方，通过三脚架将其调平（将水准气泡调至圆内），然后打开电源，此时待仪器自检通过后发出“嘀”声后（若出现调平超限，仪器将发出“嘀、嘀、嘀···”的警告声，此时将仪器调平后则恢复正常），打开激光发射器，将会出现十字交叉的两条（竖向和横向）激光射线。

上述步骤正常后，将B点、C点两个中线点用线绳引下且线绳末端挂石块作为配重，待两根线绳稳定后开始调试激光水平仪。此时旋转水平仪底座待竖向激光线条同B点线绳重合时将仪器锁止，随后将B点线绳移走，观察竖向激光同C点线绳重合程度，若完全重合，则可将C点线绳移走，参照激光指示施工，若不重合，则需按照两者相差距离的二分之一反向调节仪器位置后重复上述步骤直至完全重合，此时在作业面处呈现的竖向激光线条即为巷道中心线。

当中心线投影至作业面时，作业面及巷道两帮还有一条横向的激光线条，此激光线条可作为腰线的参照，只需在A点附近巷道帮上的腰线点测量距横向激光线条的距离反推到作业面位置，即可确定腰线高度。

此时的掘进作业面显示出的十字交叉激光线条，竖向的即为巷道中线，横向的即为腰线的参照线，掘进作业人员方可参照此标识线条组织施工，无需使用喷漆在作业面标识出中腰线。

3.3激光水平仪的校核

激光水平仪在搬运和使用过程中可能会遭到碰撞等现象，激光水平可会会出现激光指示出现错误的现象，此时则需对仪器进行校核。

首先校核调平气泡。此方法参照测量仪器水准气泡调平方式，本文不再进行过多阐述。

其次校核水平激光射线。将仪器打开调平后，打开水平激光射线，墙面上出现一条水平的激光射线，用笔在墙上激光射线的位置标出一个点，然后转动仪器，查看水平激光射线时候一直同标记点重合。若重合，说明水平射线正常，具备使用条件，反之则需要进行调整，直至重合为止。

最后校核竖向激光射线。首先借用全站仪或经纬仪在墙面竖直方向上下各标一个点（上点1、下点2，需保证两点连线为竖直，即垂直于大地水平面）或吊挂一根重垂线作为参考，此时将仪器打开调平后，打开竖直及激光射线，墙面上出现一条竖直的激光射线，然后转动仪器同墙面上点1重合后观察是否同下点2同样重合（采用重垂线方法则需观察竖向激光射线是否同垂线重合）。若重合，说明竖直射线正常，具备使用条件，反之则需要进行调整，直至重合为止。

4 优缺点分析

激光水平仪为光学测量、放线仪器，其精度对工程施工有着至关重要的要求。下面将分析一下此仪器的优缺点及用在巷道掘进工程中的优缺点。

优点：在土建工程、安装工程中可代替水准尺，同时可提供直观的标线，便于工程施工。在井巷工程中，此仪器可用于对作业精度要求相对较低的采准工程中，可减少中腰线放线次数，同时可将中腰线直观的反应至作业面处，无需采用喷漆做标识，直接参照激光射线方可进行作业，作业过程中激光射线依旧显示，随时可以指导施工；另外通过对作业人员进行培训方可完成仪器后期操作，无需专业测量人员操作，减少了人工成本；

缺点：首先对仪器架设操作人员职业素养要求较高，责任心必须强，其次为激光强度相对激光指向仪较弱，对作业环境的空气质量要求较高，再次设备采用锂电池供电，待机时长一般不超过六个小时，最后为此设备精度相对较低，仅限于对精度要求不高且不需要贯通的作业部位施工使用。

5 结束语

随着科技的进步，地表测量放线工作由最早的光学仪器（经纬仪、水准仪）逐步转变为光电仪器（全站仪、电子经纬仪、电子水准仪），再到目前先进的卫星定位系统应用；井下测量放线工作也由经纬仪、水准仪升级为全站仪。

地下矿山测量放线占用大量测量人员的精力，对于精度要求较低的作业部位采用新工艺、新技术可大大降低人员劳动力，提高作业效率。利用激光水平仪做放线的采场经复测上图后，可发现其精度可满足采场内放线要求。

因此激光水平仪在庆发矿业井下采准工程施工过程中提高循环作业效率，缩短作业工期，为提前投入生产提供了保障，也充分验证了新技术新工艺取代旧方法是必然的趋势。

参考文献

[1] 矿山测量/何沛峰主编.—徐州：中国矿业大学出版社，2005.11（2009.2重印）

[2] 矿山测量学/张国良主编. —2版. —徐州：中国矿业大学出版社，2008.1

[3] 激光指向仪安装使用维护过程中的几点建议/莫永杰，吴宇. —《煤炭技术》，2004