【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 一、一井定向前期準(zhǔn)備 一井定向方法有連接三角形法、四邊形法和適用于小型礦井的瞄直法等。我礦屬于大型煤礦，用的是三角形法。進(jìn)行我礦的礦井定向前先進(jìn)行施工前的工作計(jì)劃包括準(zhǔn)備工作、制定工作內(nèi)容及順序、定向時(shí)的安全措施 、定向后的技術(shù)總結(jié)。 準(zhǔn)備工作 （1）選擇連接方案，做出技術(shù)設(shè)計(jì)； （2）定向設(shè)備及用具的準(zhǔn)備；包括垂球、線、鋼絲、手搖絞車、導(dǎo)向滑輪、水桶等； （3）檢查定向設(shè)備及檢查儀器；定點(diǎn)板等檢查； （4）預(yù)先安裝某些投點(diǎn)設(shè)備和將所需用具設(shè)備等送至定向井口和井下； （5）確定井上下的負(fù)責(zé)人，統(tǒng)一負(fù)責(zé)指揮和聯(lián)絡(luò)工作。 按照制定工作內(nèi)容及順序進(jìn)行定向。 定向要先進(jìn)行井口投點(diǎn)然后進(jìn)行地面連接和井下連接。 二、投點(diǎn) 投點(diǎn)的方法 由地面向定向水平投點(diǎn)，簡(jiǎn)稱投點(diǎn)采用連接三角形進(jìn)行一井定向時(shí)，要在井筒內(nèi)掛兩根垂球線。投點(diǎn)時(shí)，一般都采用垂球線單重投點(diǎn)法，即再投點(diǎn)過(guò)程中，垂球的重量不變。單重投點(diǎn)可分為兩類：?jiǎn)沃胤€(wěn)定投點(diǎn)和單重?cái)[動(dòng)投點(diǎn)。前一種方法是將垂球放在水桶內(nèi)，使其基本上處于靜止?fàn)顟B(tài)；在定向水平上測(cè)角量邊時(shí)均與靜止的垂球線進(jìn)行連接。后一種方法則恰恰相反，而是讓垂球自由擺動(dòng)，用專門的設(shè)備觀測(cè)垂球線的擺動(dòng)，而求出它的靜止位置并加以固定；在定向水平上連接時(shí)，則按固定的垂球線的位置進(jìn)行。 采用垂球線單重投點(diǎn)法單重穩(wěn)定投點(diǎn)〈單重?cái)[動(dòng)投點(diǎn) 我們按照設(shè)計(jì)方案的規(guī)定，我礦采用的是單重穩(wěn)定投點(diǎn)的方法進(jìn)行投點(diǎn)。單重穩(wěn)定投點(diǎn)具體步驟 單重穩(wěn)定投點(diǎn)是假定垂球線在井筒內(nèi)處于鉛垂位置而靜止不動(dòng)，所進(jìn)行的投點(diǎn)。 單重穩(wěn)定投點(diǎn)設(shè)備和安裝系統(tǒng)如圖41所示。圖41 穩(wěn)定投點(diǎn)的設(shè)備和安裝 具體步驟是： 投點(diǎn)前先讓2個(gè)人進(jìn)入井下，等待鋼絲下放完之后進(jìn)行觀測(cè)校正然后投點(diǎn)投點(diǎn)時(shí)把垂球掛到鋼絲上，垂球的重量為5kg左右，然后下放鋼絲，鋼絲下放的速度要均勻、平穩(wěn)，以每秒1m—2m進(jìn)行，每下放50米左右停頓一下，待垂球穩(wěn)定后，再繼續(xù)下放，接近定向水平時(shí)，停止下放取下垂球，然后掛上重砣，重砣的重量不大于鋼絲抗拉強(qiáng)度的60%—70%，使重砣沉入液體內(nèi)，檢查重砣避免與桶壁、桶底接觸。將鋼絲卡入定點(diǎn)板內(nèi)，最后因定好鋼絲繩，待鋼絲繩穩(wěn)定后，要用3個(gè)—5個(gè)直徑為1cm—2cm的信號(hào)圈下放，檢查鋼絲是否自由懸掛，防止鋼絲碰壁。如果沒有說(shuō)明投點(diǎn)完成。 在一井定向中我們要選擇好兩垂球的下放位置，要防止距離過(guò)大，防止碰壁，防止井壁淋水。 投點(diǎn)是要注意進(jìn)行工作人員要離開井筒。 上述都進(jìn)行完之后，我們就完成了由井上到井下的投點(diǎn)。 投點(diǎn)注意事項(xiàng)：投點(diǎn)誤差與投向誤差 由地面向定向水平投點(diǎn)時(shí)，由于井筒內(nèi)氣流、滴水等影響，使得垂球線在地面上的位置投到定向水平后會(huì)發(fā)生偏離，這種偏離稱為投點(diǎn)誤差。由投點(diǎn)誤差引起的垂球線連線的方向誤差，稱為投向誤差。見圖42. (a) (b) (c)圖42 投點(diǎn)誤差與投向誤差 圖(b)則為兩垂球偏向于連線的同一側(cè)，且在連線的垂直方向上，是AB方向的投射產(chǎn)生一個(gè)誤差角。則 如果兩垂球向其他連線兩邊偏離，且在垂直于連線方向上， 圖（c)則其投向誤差可用下式求得： 設(shè)AA′=BB′=e，AB=c，且由于θ很小，則(c)圖中的θ可簡(jiǎn)化為： 總投向誤差為：因此要減少投向誤差，必須加大兩垂球線間的距離c和減少投點(diǎn)誤差e之值。投點(diǎn)時(shí)必須采用有效的措施減小投點(diǎn)誤差，這些主要措施包括： （1) 盡量增加兩垂球線間的距離，并選擇合理的垂球位置。例如使兩垂球線連線方向盡量與氣流方向一致。這樣盡管沿氣流方向的垂球線偏斜可能較大，但是最危險(xiǎn)的方向，即垂直于兩垂球線連線方向上的偏斜卻不大，因而可以減少投向誤差。 （2）盡量減少馬門頭處氣流對(duì)垂球線的影響。定向時(shí)最好停止風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)或增設(shè)風(fēng)門，以減少風(fēng)速。 （3）采用小直徑、高強(qiáng)度的鋼絲，適當(dāng)加大垂球重量，并將垂球浸入穩(wěn)定液中。 （4）減少滴水對(duì)垂球線及垂球的影響，在淋水大的井筒，必須采取擋水措施，并在大水桶上加擋水蓋。 三、連接 概念 把地面上的已知點(diǎn)和定向水平上的永久點(diǎn)與垂球線連接，簡(jiǎn)稱為連接。 連接測(cè)量 連接測(cè)量分為地面連接測(cè)量和井下連接測(cè)量?jī)刹糠?。我們工作的重點(diǎn)之一。 地面連接測(cè)量是在地面測(cè)定兩鋼絲的坐標(biāo)及其連線的方位角； 地面有近井點(diǎn)至井口（定向連接點(diǎn)）的連測(cè)導(dǎo)線，邊數(shù)應(yīng)不超過(guò)3個(gè)。 導(dǎo)線點(diǎn)因埋設(shè)標(biāo)石，并盡可能與三角點(diǎn)連測(cè)方向，以備檢查近井點(diǎn)和導(dǎo)線點(diǎn)是否發(fā)生移動(dòng)，或當(dāng)近井點(diǎn)遭到破壞時(shí)可用連測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)量定向連接點(diǎn)的坐標(biāo)。見圖43。圖43 地面至井口聯(lián)測(cè) 地面連測(cè)時(shí)，應(yīng)敷設(shè)測(cè)角中誤差不超過(guò)5″或10″的閉合導(dǎo)線或復(fù)測(cè)支導(dǎo)線，10″（二級(jí)）小三角網(wǎng)作為首級(jí)控制的小礦區(qū)。我們采用的是的閉合導(dǎo)線。 井下連接測(cè)量是在定向水平根據(jù)兩鋼絲的坐標(biāo)及其連線的方位角確定井下導(dǎo)線起始點(diǎn)的坐標(biāo)與起始邊的方位角。 連接測(cè)量的方法很多，這里僅以連接三角形法為例予以介紹。δδγαβγ′′′′′圖44 連接三角形法 圖中三角形ABC和ABC′稱為連接三角形。為了提高定向的精度，在選擇井上、井下連接點(diǎn)C、C′時(shí)，應(yīng)使連接三角形△ABC和△ABC′滿足以下三個(gè)條件： （1）點(diǎn)C與D及點(diǎn)C′與D′要彼此通視，且CD與C′D′邊長(zhǎng)要大于20m。當(dāng)CD邊小于20m時(shí)，在C點(diǎn)進(jìn)行水平角觀測(cè)，其儀器必須對(duì)中三次，每次對(duì)中將照準(zhǔn)部變換120度； (2) 三角形的銳角γ和γ′要小于2176。；構(gòu)成最有利的延伸三角形 ； (3) a/c與b′/c′的值要盡量小一些， m。 連接三角形法的外業(yè) δδγγ′′′′′圖45 連接三角形法的外業(yè) 地面連接測(cè)量是在C點(diǎn)安置經(jīng)緯儀測(cè)量出φ和γ兩個(gè)角度，并丈量a、b、c三條邊的邊長(zhǎng)。 同樣，井下連接測(cè)量是在C′點(diǎn)安置儀器測(cè)量出φ′和γ′兩個(gè)角度，并丈量c，b′和a′三條邊的邊長(zhǎng)。 內(nèi)業(yè)分為兩部分：解算連接三角形各未知要素及其檢核；按一般導(dǎo)線方法計(jì)算各邊的方位角與各點(diǎn)坐標(biāo)。 連接三角形的解算 ① 運(yùn)用正弦定理，解算出α，β，α′，β′ ②檢查測(cè)量和計(jì)算成果 首先，連接三角形的三個(gè)內(nèi)角α、β、γ以及α′、β′、γ′的和均應(yīng)為180176。若有少量殘差可平均分配到α、β或α′β′上。(角的檢驗(yàn)） 其次，井上丈量所得的兩鋼絲間的距離c丈與按余弦定理計(jì)算出的距離c計(jì)相差應(yīng)不大于2mm； 井下丈量所得的兩鋼絲間的距離c丈與計(jì)算出的距離c計(jì) 相差應(yīng)不大于4 mm。 若符合上述要求可在丈量的a、b、c以及a′、b′、c′中加入改正數(shù)Va，Vb，Vc及Va′，Ｖb′Ｖc′ ③ 將井上、井下連接圖形視為一條導(dǎo)線，如D—C—A— B—C′—D′，按照導(dǎo)線的計(jì)算方法求出井下起始點(diǎn)C′的 坐標(biāo)及井下起始邊C′D′的方位角圖45 三角形示意圖連接具體步驟：井上連接測(cè)量　　我們以聯(lián)建樓頂?shù)目刂泣c(diǎn)作為近井點(diǎn)，分別向兩垂球線A、B 測(cè)設(shè)連接導(dǎo)線，以確定A、B 的坐標(biāo)和AB 的坐標(biāo)方位角。測(cè)設(shè)導(dǎo)線的等級(jí)為5 秒級(jí)，使用DJ2 經(jīng)緯儀，2 個(gè)測(cè)回?cái)?shù)觀測(cè)水平角，測(cè)角中誤差為177。5 秒；使用鋼尺量邊，測(cè)設(shè)至A 的導(dǎo)線時(shí)和B 的導(dǎo)線時(shí)，量邊的偶然誤差系數(shù)a ，系統(tǒng)誤差系數(shù)b 。另外，使用DJ2 儀器觀測(cè)時(shí)，同一測(cè)回中半測(cè)回互差不超過(guò)20 秒，兩測(cè)回間互差不超過(guò)12 秒，兩次對(duì)中測(cè)回間互差不超過(guò)30 秒。井下連接測(cè)量　　傳遞到井下后，在井下的井底車場(chǎng)中，布設(shè)井下連接導(dǎo)線，導(dǎo)線采用7 秒基本控制導(dǎo)線，使用DJ2 經(jīng)緯儀觀測(cè)水平角，測(cè)角中誤差為177。7 秒，測(cè)角的方法和限差與地面連接的導(dǎo)線的測(cè)設(shè)過(guò)程相同。使用鋼尺進(jìn)行量邊，量邊時(shí)要加入比長(zhǎng)改正，溫度改正，拉力改正，垂曲改正等改正項(xiàng)，然后最終將導(dǎo)線的邊長(zhǎng)化算到高斯平面上。，.，北翼和南翼大巷，再次傳遞建立井下控制網(wǎng)。四、定向時(shí)的安全措施 （1）在定向過(guò)程中，應(yīng)勸阻一切非定向工作人員在井筒附近停留； （2) 提升容器應(yīng)牢固停妥； (3）井蓋必須結(jié)實(shí)可靠的蓋好； （4）對(duì)定向鋼絲必須事先仔細(xì)檢查，放提鋼絲時(shí)，應(yīng)事先通知井下，只有當(dāng)井下人員撤出井筒后才能開始； （5) 垂球未到井底或地面時(shí)，井下人員均不得進(jìn)入井筒； （6）下放鋼絲時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守均勻慢放等規(guī)定，切忌時(shí)快時(shí)慢和猛停，因?yàn)檫@樣最容易使鋼絲折斷； （7）應(yīng)向參加定向工作的全體人員反復(fù)進(jìn)行安全教育，以提高警惕。在地面工作的人員不得將任何東西掉入井內(nèi)，在井蓋工作的人員均應(yīng)配帶安全帶； （8）定向時(shí)，地面井口自始至終不能離人，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)井上下聯(lián)系。 五、定向后的技術(shù)總結(jié) 定向工作完成后，應(yīng)認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并寫出技術(shù)總結(jié)，同技術(shù)設(shè)計(jì)書一起長(zhǎng)期保存。 定向后的技術(shù)總結(jié)，首先應(yīng)對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)書的執(zhí)行情況作簡(jiǎn)要說(shuō)明，指出在執(zhí)行中遇到的問(wèn)題、更改的部分及原因。其次編入下列內(nèi)容： （1）定向測(cè)量的實(shí)際時(shí)間安排，實(shí)際參加定向的人員及分工； （2）地面連測(cè)導(dǎo)線的計(jì)算成果及精度； （3）定向的內(nèi)業(yè)計(jì)算及精度評(píng)定； （4）定向測(cè)量的綜合評(píng)述和結(jié)論。 如附錄A：我礦的寺家莊副立井標(biāo)定成果（新成果）監(jiān)理；附錄B寺家莊副立井標(biāo)定成果（新成果）。 通過(guò)上述一系列的工作，我們就完成了礦井的定向工作，由于為了確保測(cè)量精度，礦井定向和導(dǎo)入高程是同期進(jìn)行的，所以我們完成定向的同時(shí)，就要進(jìn)行導(dǎo)入高程。 第三節(jié) 主立井導(dǎo)入標(biāo)高 一、導(dǎo)入高程的實(shí)質(zhì) 高程聯(lián)系測(cè)量的實(shí)質(zhì)在于按照一定的精度要求，采用能夠滿足相應(yīng)精度要求的儀器和合理的測(cè)量方法，把地面的高程系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)平硐、斜井或立井傳遞到井下高程測(cè)量的起始點(diǎn)上，為井下測(cè)量過(guò)程中進(jìn)行高程的傳遞提供精確的起算依據(jù)，從而有效指導(dǎo)礦井上下的安全生產(chǎn)建設(shè)。導(dǎo)入高程的方法應(yīng)礦井開拓方法的不同分為以下3種：（1） 通過(guò)平硐導(dǎo)入高程：可以用一般井下幾何水準(zhǔn)測(cè)量來(lái)完成。其測(cè)量方法和精度應(yīng)當(dāng)與井下I級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量相同。（2） 通過(guò)斜井導(dǎo)入高程：當(dāng)斜井傾角能夠滿足水準(zhǔn)測(cè)量要求時(shí)，可以用一般井下幾何水準(zhǔn)測(cè)量來(lái)完成：當(dāng)精度要求不高時(shí)，也可以用一般三角高程測(cè)量完成。當(dāng)斜井傾角超過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量要求時(shí)，可以用一般三角高程測(cè)量來(lái)進(jìn)行。其測(cè)量方法和精度與井下I級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量或者井下基本控制三角高程測(cè)量相同。（3） 通過(guò)立井導(dǎo)入高程：由于水準(zhǔn)測(cè)量與三角高程測(cè)量都難以實(shí)現(xiàn)，則需要采用一些專門的方法來(lái)完成。但無(wú)論采用什么方法，這些方法基本原理都是完全一致的，所不同的僅僅是具體實(shí)現(xiàn)手段的不同。因通過(guò)平硐、斜井導(dǎo)入高程可以比較容易的采用一般的水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量來(lái)完成，其原理和實(shí)現(xiàn)手段比較簡(jiǎn)單。寺家莊礦屬于立井礦，下面介紹一下立井高程傳遞。如圖：46。圖46 通過(guò)立井導(dǎo)入高程 設(shè)在地面井口附近一點(diǎn)A，其高程為已知，一般稱A點(diǎn)為近井水準(zhǔn)點(diǎn)。在井底車場(chǎng)中設(shè)一點(diǎn)B，其高程待求。在地面與井下安置水準(zhǔn)儀，并在A、B兩點(diǎn)所立的水準(zhǔn)尺讀取