立井激光指向法

立井激光指向法是利用氦氖激光器发出的红色光束做为矿井施工中的准直线的方法。

主要用途适于井下指向。并且在井深160-270米之间使用，效果良好。

误差分析立井激光指向法的主要性能之一是竖直指向的精确度，即激光束传输方向与铅垂方向的偏离度。激光指向仪的机械结构设计，正是要设法将这种偏离减小到允许的程度（即根据井筒施工实际需要，这种偏离度在1000m投光点处的中心位量误差应小于50mm）立井激光指向仪的竖直指向误差是由因素引起的：一是机器本身竖轴的不铅垂性，二是激光光束与仪器竖轴的不平行性；三是徽光束传输过程中介质的漂移，其中第三项在竖井影响不大，因为气流流动方向是垂直的，与激光光束传输方向平行，横向漂移很小，对激光指向精度影响不大。1

光源选择井筒空气中有炮烟、粉尘和水雾等的影响，采用抽出式和混合式通风可减少炮烟和粉生尘，但水雾是井筒淋水产生的，加强通风也很雄减少。光的传输衰减主要是介质对光的散射和吸收造成的。空气中水雾颗粒直径通常大于光的波长，散射对光能量的衰减一般与波长无关，即不同波长的可见光在穿透水等散射衰减几乎相同。而吸收引起的衰减则不同，水雾对光的吸收主要在红外区段，一般规律是光波波长越长，吸收越厉害。气象物理研究表明，通过液态水雾，穿透能力最强的波段为0.5μm附近的光谱。根据海洋物理方面的研究，光波透水时，光在水中透射率最强的光波波长在0.425~0.525μm之间，这种波长的光为蓝绿色光。目前氮氖激光器的波长为0.6328μm，为红光，氨离子激光器的波长为0.4880μm和0.51454μm，为蓝绿色光。水雾对光的吸水系数红光比蓝绿光大8倍多；在水中透射率，蓝绿光比红光提高20%以上。可见在井筒水雾中选用蓝绿光做激光光源比红光有利。2

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黎明 - 副教授 - 西南大学