摘要：本文在查阅了大量相关文献的基础上，通过对各种实例的应用分析，总结了陀螺仪
在矿山测量中的主要应用领域。

 

　　关键词：陀螺定向

 矿井 贯通测量 应用 

　　

 

　　

1、引言 

　　陀螺仪定向不需占用井筒，准备工作简单，定向精度较高，一次定向中的误差在

5″～

2′之间，完全能满足矿山各种采矿工程的精度要求。地球上除了两极和高纬度（75°以上）

 

地区外，均可测定地面或井下任意测站的真子午线位置和任意测线的大地方位角，定向精
度不受井筒深度的影响。除可检核和替代几何定向外，当贯通导线很长，适当加测陀螺定向
边形成方向附合导线，可提高导线终点精度。随着我国深井开采矿石越来越多，陀螺仪定向
将被迅速推广。

 

　　

2、陀螺仪在深井定向测量中的应用 

　　矿产资源是我国基础性产业之一。随着浅部资源日益枯竭，矿产资源逐渐向深部发展，
深井数量将大大增加。由于井筒深度的增加、井筒淋水增大、环境温度升高，传统的几何定向
困难大大增加，精度无法保证。陀螺仪定向对于保证井下重要工程的质量、减少井筒占用时
间、保证矿井安全生产、减轻测量人员的工作强度和提高企业的经济效益等方面均有重要的
现实意义。

 

　　

2.1 陀螺仪定向基本程序 

　　（

1）井下定向前，先在地面已知边上独立测量 3 个仪器常数； 

　　（

2）井下定向边上，独立测量 2 次陀螺方位； 

　　（

3）上井后，再在地面已知边上独立测得 3 个仪器常数。以上基本程序应在 3 天内完

成。同一边任意两测回陀螺方位角的互差不得超过

d=2√ 2m（m 为一测回陀螺方位角中误

差）

 

　　

2.2 陀螺定向的精度计算 

　　为了衡量井下导线精度和贯通误差，应估算陀螺定向的精度，即计算井下陀螺定向边
坐标方位角中的误差。子午线收敛角

γ 误差较小，可忽略不计，故一次定向的误差为 ma=±■ 

　　式（

1） 中：为定向边一测回陀螺方位角中的误差；为测回测定仪器常数中误差；为

井下定向边陀螺方位角的测回数；为地面测定仪器常数的测回数。

 

　　视

=mT 陀=±■ 

　　由式（

2） 看出，只要求出一测回测定陀螺方位中误差，就可以估算陀螺仪定向误差。 

　　

3、陀螺仪在井下平面控制中的应用 

　　井下开始开拓掘进时，一般用导线来指示巷道掘进方向，由于巷道形成环形回路，往
往在施工后期，一开始只能采用单一支导线来控制掘进方向。而单一支导线误差积累过快，
当巷道较长时，其精度要求高，很难保证工程质量和贯通精度。随着陀螺仪在矿山的普及，
在支导线测量中，加测陀螺方位角逐渐成为一种普遍认可的重要方法，并且在实践取得了
较好的效果。

 

　　加测陀螺边一般有

3 种形式： 

　　（

1）在支导线最末边加测 1 条陀螺边，形成附合导线； 

　　（

2）在支导线上等间隔 2 条陀螺边，形成两条附合导线； 

　　（

3）每条边上都加测陀螺方位角，这种形式也叫陀螺导线。 

　　在理论研究和实践中，对于加测陀螺边的数量逐步取得了以下共识：井下导线中加测
陀螺边均可减少横向误差，提高精度。与没有加测陀螺方位角相比，精度增益的幅度较大，