中国煤科西安研究院突破煤矿井下陀螺惯性导航技术

近日，中国煤科西安研究院在惯性导航技术应用方面取得重大突破，成功自主研制出两款基于惯性导航的随钻轨迹测量装置，分别为YSX1-2000矿用光纤陀螺有线随钻测量装置和YSX2-2000矿用MEMS陀螺有线随钻测量装置。这两款装置在柞水试验基地成功进行了现场试验，标志着随钻轨迹测量技术领域迎来了新的突破。

长期以来，煤矿井下钻孔轨迹测量由于其特殊的应用环境在方位角测量时过于依赖地磁场测量，导致下套管钻孔、金属矿山、铁路隧道等环境都无法应用，同时测量还具有一定滞后性，数学计算转换过程也容易出错。为了解决这一难题，西安研究院以市场为导向，以客户为中心，集中力量攻关国家、行业关键核心领域技术瓶颈，将惯性导航技术应用于钻孔轨迹测量。惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，具有不受外部电磁干扰、信号噪声低、环境适应性强等特点。

两款基于惯性导航的随钻轨迹测量装置，成功克服了现有钻孔轨迹测量系统易受铁磁环境影响的问题，在施工过程中无需安装成本高昂的上下无磁及无磁钻杆，且改善了测量滞后性的问题，提高测量的精准度和适应性；克服了长期困扰煤矿井下钻孔轨迹测量的问题。

不仅如此，针对光纤陀螺功耗高不满足煤矿井下本安要求和MEMS陀螺抗震性差不适应随钻测量振动环境的问题，YSX1-2000矿用光纤陀螺和YSX2-2000矿用MEMS陀螺，在小型化、低功耗设计上不断探索，结合随钻测量系统对抗震性、耐水压、抗扰动的要求进行结构优化设计，在钻孔轨迹测量中引入惯性导航技术实现方位测量。

此次现场试验的成功应用，打破了传统钻孔轨迹测量中依赖磁传感器测量方位角的局面，提高了钻孔轨迹方位角测量的精准度，这标志着我国钻孔轨迹测量系统进入了新时代，并能够为智能定向钻进技术和地质保障领域提供可靠的随钻数据支撑，推动定向钻进产品在非煤矿山和地面隧道勘探等领域的应用。