一井定向在立井联系测量中的应用.pdf

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1、2010年3月第30卷第1期四川地质学报Vol.30No.1Mar，2010一井定向在立井联系测量中的应用卜晔（攀枝花实嘉测绘有限公司，攀枝花617000）摘要：详细介绍了在立井平面联系测量中连接三角形法一井定向的测量和解算方法，特别提出了不同连接三角形解算适用不同的计算公式。并结合实践经验，阐述了一井定向连接三角形法和瞄直法的使用范围和测量注意事项。关键词：一井定向；投点；连接三角形；瞄直法中图分类号：TP391；P641.47文献标识码：A文章编号：1006-0995（2010）01-0115-041概述目前，我国地下矿山大多数采用立井—

2、平硐开拓。在建井和矿山生产中都离不开联系测量，经常会遇到通过一个立井对上下分段巷道进行联系测量，即通常所说的一井定向。一井定向是通过几何学原理向井下传递坐标和方位角的测量方法。其目的就是将井上的平面坐标和方位角传递到井下经纬仪（全站仪）导线的起始点和起始边上，使立井上下采用同一平面坐标系统。概括地说，就是在井筒内悬挂两根钢丝（图1），钢丝的一端固定在井口上方，另一端系有定向专用的重锤自由悬挂至定向水平。再按井上坐标系统求出两垂线AB的平面坐标及其连线的方位角。在定向水平通过测量把垂线与井下永久点连接起来，这样就能将井上的方向和坐标传递到井下达

3、到定向的目的。2定向测量2.1定向前的准备工作1）查看了立井井筒的断面和提升系统对井筒占用情况，确定两垂线间的最大距离。踏勘井上、下测量路线，选择了合理的连接图形和测量路线。2）根据《煤矿测量规程》规定，埋设与定向有关的3个测点（C点、C′点和D′点），保证DC和C′D′间距均大于20m。并连测C点的坐标，保证C点的坐标精度可靠。3）准备投点所用的手摇绞车、滑轮、钢丝、定向重锤、水桶以及定向所用的经纬仪（或全站仪）一台、50m钢尺测距一把。4）规定好井上下联络方式（矿用电话或对讲机）。2.2投点所谓投点，就是在井筒中悬挂重锤线至定向水平(图1

4、-1)。由于井筒内气流引起垂线偏斜、垂线摆动、井筒内水滴影响以及钢丝弹性等因素影响，致使悬垂线偏斜产生投点误差。投点误差引起两垂线连线方向的误差称为投向误差。为保证投点精度，必须减少投向误差，减少投向误差的方法是加大两垂线间的距离和减少投点误差。由于井筒直径有限，两垂线间的距离不能无限增大（一般根据井筒直径和井筒内的提升系统占用空间来确定）。因此，在投点时必须采取以下措施减少投点误差：1）采用高强度小直径钢丝，加大重锤重量（根据井深来确定，一般30kg至50kg），来减少对风流的阻力。2）将重锤置于稳定液体中，以减少钢丝摆动。实践证明机油作稳

5、定液比水效果好得多。3）测量时应关闭风门或暂停风机，以减少风流的影响。4）挂上重锤后必须检查钢丝是否自由悬挂，通常用信号圈法和比距法。信号圈法，用细金属丝做成收稿日期：2009-11-23作者简介：卜晔（1973—），男，四川梓潼人，工程师，从事采矿研究工作115一井定向在立井联系测量中的应用2～3cm的小圈套在钢丝上，对每一根钢丝应相隔一定时间放下2～3个圈，以检查垂线是否自由悬挂；比距法，如果井上下所量垂线间距的值之差不大于2mm时，便认为是自由悬挂的。2.3连接2.3.1连接三角形法是根据井上下井筒附近埋定的连接点C和C′，在井上下形成

6、以两垂线连线AB为公共边的两个三角形ABC和ABC′，ABC和ABC′称为连接三角形（图2）。为了提高精度，要求点C与C′应尽可能地在AB延长线上，即角度γ和α及γ′和β′不应大于2°，这样便构成最有利的三角形，一般称之为延伸三角形。当然，根据实际情况并不是所有立井测量的连接三角形都能布设成延伸三角形，只是要求在三角形解算时根据不同的内角大小选用不同的公式来计算。1)观测方法及精度检查：①测角，在连接点C上用测回法测量角度测角γ和φ。在实际工作中，当CD边小于20m时，在C点的水平角观测，仪器应对中三次，每次对中时转动仪器基座120°。每次对

7、中后观测一个全圆测回，其测角精度执行《煤矿测量规程》规定。当CD边大于20米时，观测两个全圆测回。依上法进行井下定向水平上的连接三角形测量。在井下测角时，为提高测角精度，在垂直与经纬仪（或全站仪）视线方向的钢丝后面放一带毫米刻划的标尺，在连接点观测垂线的摆动，取10余次读数的平均值。在平均位置处做标记以代替钢丝而进行角度观测。②量距，丈量连接三角形的三个边长a、b及c。在垂线稳定的情况下，应用钢尺的不同起点丈量6次，读数估读到0.5毫米，同一边各次观测值的互差不得大于2㎜，取其平均值作为丈量结果。在垂线摆动情况下，井下量边时，应将钢尺沿所量边

8、的方向固定，然后用摆动观测的方法至少读取6个数。每条边用上述方法丈量2次，互差不得大于2㎜，取其平均值做为丈量结果。③外业精度检查：从连接三角形的布置形式来看，外业