一井多中段定向

2015年工程系列中级专业技术职务评审论文1一井多中段定向在甲乌拉矿的应用罗永晶（云南驰宏锌锗股份有限公司新巴尔虎右旗荣达矿业有限责任公司）摘要：竖井定向工作是矿山的重点工作，目的是为了将地表已知坐标系传递到井下未知工作区域，保证井上下坐标系统一。本文将从实际出发，介绍一井多中段定向测量的外业测量过程、内业计算过程及注意事项。关键词：一井定向；全站仪；精度分析；0引言矿山测量工作者须重视矿山定向工作,做到有定向方案,并且严格按定向方案作业。在定向过程中，如果不了解定向程序，工作顺序和安全措施就有可能出现问题，甚至发生事故。为了提高定向精度，外业实测时，需严格按《规程》的规定试试测量，保证每一组提交到内业计算的数据都是合格数据。1基本情况1.1测区概况甲乌拉矿某竖井深185m，主井四中（685m）至主井六中（625m）共三个未定向中段。矿区平面坐标系为北京54坐标系，矿区东侧有2个国家四等控制点。矿山利用2个国家四等控制点围绕矿区做了闭合导线。1.2进井点测设取闭合导线上V3点作为进井点的起点，采用支导线方法测量D点、C点。D点距C点距离210.371m，满足《规程》要求。在点D、点C埋设标石,作为永久点，供以后定向使用。2工作准备、内容及安全措施2.1准备工作1、检验全站仪及水准仪，查看全站仪电池电量；2、检查对讲机功能及电量情况；3、检查水桶是否漏水；2015年工程系列中级专业技术职务评审论文24、检查钢尺是否生锈及其他异常；5、检查casio4800计算器电量情况；6、检查钢丝是否有打折情况；7、核查井下中段圈梁情况，根据现场情况设计木板平台铺设方案。2.2工作内容及顺序如下1、将定向所需人员及设备送到需定向的三个中段；2、将罐笼放至625m水平以下可靠的固定；3、铺井盖、安绞车及滑轮；4、625m水平铺设木板平台；5、挂小垂球匀速下放钢丝；6、将水桶中加入适量的水，并移动到小垂球正下方；7、摘掉小垂球，挂上大垂球，将其放入水桶内，并加以稳定；8、放信号圈再次确认钢丝是否自由悬挂；9、各定向水平在对讲机的帮助下依次铺设木板平台，确认平台稳固程度，加强沟通，保证铺设过程安全进行；10、待垂球稳定各中段同步测角，所有组测角完成后，方可量边；11、井下用casio4800计算器检核，各组合格后第一次独立定向结束；12、625m中段组将B垂线垂球抬起，地表组将B线向井心方向移动5cm，将垂球放入水中后，再次放信号圈确认；13、待垂球稳定后测角，量边；14、井下再次使用casio4800计算器检核，合格后第二次独立定向结束；15、所有测量组测量完毕后，依次拆除各定向水平木板平台；16、提升钢丝,拆卸设备；17、一切设备拆除完毕，运行卷扬机，将人员按由低到高定向中段提升至地表。2.3安全措施1、在定向之前,让参加定向人员熟知定向工作顺序及注意事项；2、在定向过程中,地表配专人看护井口，非定向人员禁止靠近井口；3、提放钢丝时,保证速度均匀，且井筒内不能有人进出，防止物体掉落；2015年工程系列中级专业技术职务评审论文34、井盖及各中段木板平台必须结实可靠,在井盖及木板平台上工作的人员必须系安全带；5、井上下设专人配备对讲机负责沟通联系。3三角形形状确定定向地表连接点埋在竖井定向边的延长线上,此点与后视点通视良好,对D点、C点做专门的保护措施，保证其不被移动或毁坏。连接点位置的确定,也决定了两根钢丝的大体方向。由两根钢丝A和B及连接点C能构成延伸三角形,即点C尽可能地在AB延长线上,角α2°,β178°,点C靠近最近的垂球线,a/c之值不超过1.5,这是最有利的图形。根据我矿竖井断面的实际情况，三角形形状见图l.图1.4投点2015年工程系列中级专业技术职务评审论文4投点方法采用单重稳定投点，钢丝直径为0.8mm,垂球的重量为20kg。在625m定向水平上挂定向垂球之前,必须事先考虑到钢丝因挂上垂球后被拉伸的长度。钢丝的拉伸长度按下式计算:l=K.G·L[1]K:---受力1KG时每米的延长米，G:--垂球重量L:--钢丝绳长度根据以上已知数据,L=200m,G=20KG,取K=0.01cm,则.l=0.01X20x200=40cm。因此当钢丝放到井底挂工作垂球时,应使垂球底端到水桶底的距离稍大于40cm。一般情况下,投点误差控制在0.5mm之内,这是一个非常微小的数值。因此投点时要非常仔细,采取以下措施,减少井筒内气流及滴水对垂球线的影响。1、将防风套管套在钢丝上,关闭主扇风机,将垂球完全浸入水中,这样可有效减少气流对垂球线的影响。2、在水桶上加挡水盖,并在高出水桶2m的位置铺上塑料雨布,将滴水引入到625m中段上，这样做可有效减小井筒内滴水对垂球线的影响。3、在625m中段采用两台全站仪，互成90°，对钢丝进行摆动观测，确定钢丝的稳定位置。5三角形联测工作连接三角形的形状如图2.图2在地面连接点C点安置全站仪测量出φ和γ两个角度，丈量a、b、c三条边的边长。在井下定向中段C′点安置全站仪测量出φ′和γ′三个角度，丈量c，b′和2015年工程系列中级专业技术职务评审论文5a′三条边的边长。测角：三角形联测使用TOPCONGTP-3000LN型全站仪，测角精度±2″，测距精度：±（2mm+2ppm*D）。测角方法采用全圆观测法，两次对中，并需要不同人员实施测量，对中观测互差±42″。每次对中观测3测回，测角要求两次读数互差±3″,半测回归零差±12″,各测回互差±12″[2]。各组严格按《规程》实施测量。每组测量完毕后，需使用casio4800计算器检核。量边：在垂线稳定的情况下,对钢尺采用10kg拉力量边，应用钢尺的不同起点丈量6次,同一边各次观测值的互差不得大于2mm。量边时切忌要细心，记录员也要根据测量员提供的数据进行分析，作出提醒。否则会出现笑话，如两边之和小于第三边。6测量成果首次独立定向成果表,第一次对中观测数据如表1.表1.第一次对中观测数据注：第一次对中数据资料来源：甲乌拉矿生产技术室实测第二次观测数据如表2测角°′″°′″°′″°′″测回1.γ0311122212115614546测回2.γ03058122222115814543测回3.γ0310122202115914543算数平均.γ03159.71222121157.714544量边abca4′b4′c4′a5′b5′c5′a6′b6′c6′丈量12.87605.07552.20354.41902.21902.20404.40902.20902.20304.53052.33252.2040丈量22.87655.07602.20204.41702.21852.20254.40902.20702.20404.53152.33152.2035丈量32.87455.07502.20154.41752.21902.20354.40752.20852.20204.53202.33302.2040丈量42.87555.07452.20304.41752.21802.20254.40752.20702.20204.53102.33302.2045丈量52.87505.07452.20354.41802.21752.20304.40802.20902.20404.53152.33202.2035丈量62.87455.07402.20104.41852.21902.20354.40752.20702.20304.53202.33302.2035算数平均2.87535.07492.20244.41792.21852.20324.40812.20792.20304.53142.33252.2038地表685m655m625m第一次对中2015年工程系列中级专业技术职务评审论文6表2.第二次对中观测数据注：第二次对中数据资料来源：甲乌拉矿生产技术室实测将第一对中数据与的二次观测数据做算数平均如表3.表3.两次对中对比即观测数据平均表注：两次对中数据对比、平均资料来源：甲乌拉矿生产技术室实测将表3中最后所得数据代入表4.中求得最终的三角形解算数据。测角°′″°′″°′″°′″测回1.γ0305712231212131462测回2.γ0305712233212121465测回3.γ0305612233212121464算数平均.γ03156.712232.321212.31463.7量边abca4′b4′c4′a5′b5′c5′a6′b6′c6′丈量12.87555.07502.20204.41852.21902.20304.40852.20902.20154.53302.33202.2050丈量22.87555.07402.20104.41902.21702.20154.40902.20702.20304.53102.33152.2035丈量32.87555.07352.20204.41752.21752.20204.40752.20802.20204.53152.33352.2040丈量42.87655.07452.20304.41902.21752.20254.40702.20752.20204.53152.33302.2050丈量52.87605.07502.20304.41902.21702.20304.40802.20902.20154.53102.33252.2040丈量62.87605.07402.20304.41902.21902.20304.40702.20752.20104.53102.33302.2030算数平均2.87585.07432.20234.41872.21782.20254.40782.20802.20184.53152.33262.2041地表685m655m625m第二次对中测角°′″°′″°′″°′″第一次对中03159.71222121157.714544第二次对中03156.712232.321212.31463.7算数平均.γ03158.212226.6212514553.8量边abca4′b4′c4′a5′b5′c5′a6′b6′c6′第一次对中2.87535.07432.20234.41872.21782.20254.40782.20802.20184.53152.33262.2041第二次对中2.87585.07492.20244.41792.21852.20324.40812.20792.20304.53142.33252.2038算数平均2.87565.07462.20244.41832.21822.20294.40802.20802.20244.53152.33262.2040两次对中地表685m655m625m2015年工程系列中级专业技术职务评审论文7表4.延伸三角形解算表注：延伸三角形第一次对中数据资料来源：甲乌拉生产技术室通过表4计算出α、β角，在根据导线计算公式，最终获井下导线起始边方位角。第二次独立定向采用将垂线B向井心移动5cm，并重复以上操作过程，并获得第2组连接数据。根据起始边坐标方位角按指导线计算方法最终获得2个井下导线起始边方位角。取两次的定向平均值作为最终的起始边方位角。7精度分析一井定向总误差公式如下：222222''''mmmmmmaDCDC公式（1）根据《规程》要求，一井两次独立定向所算得的井下定向边方位角之差，不应超过2′。则一次定向的误差是2/2，若采用两倍中误差作为允许误差，则一次定向的中误差为：ma0=±2′2√2=±42″误差由三部分组成即：井上连接误差m上、投点误差、井下连接误差m下。ma02=m上2+2+m下2公式（2）一般情况下，投点误差与连接误差相等，即：m上2+m下2≈2则有：m上2+m下2≤±42″／2≤±30″误差分析过程中计只要井上连接误差和井下误差之和小于±30″即可。1bA2aCc3baB4c5γ03158.262ab14a／c7cosγ15b／c8−2ab*cosγ16γ＂9a²17α＂10b²18β1＂11c计²19β