【文章內(nèi)容簡介】 一、一井定向前期準備 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。進行我礦的礦井定向前先進行施工前的工作計劃包括準備工作、制定工作內(nèi)容及順序、定向時的安全措施 、定向后的技術(shù)總結(jié)。 準備工作 （1）選擇連接方案，做出技術(shù)設(shè)計； （2）定向設(shè)備及用具的準備；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；定點板等檢查； （4）預(yù)先安裝某些投點設(shè)備和將所需用具設(shè)備等送至定向井口和井下； （5）確定井上下的負責(zé)人，統(tǒng)一負責(zé)指揮和聯(lián)絡(luò)工作。 按照制定工作內(nèi)容及順序進行定向。 定向要先進行井口投點然后進行地面連接和井下連接。 二、投點 投點的方法 由地面向定向水平投點，簡稱投點采用連接三角形進行一井定向時，要在井筒內(nèi)掛兩根垂球線。投點時，一般都采用垂球線單重投點法，即再投點過程中，垂球的重量不變。單重投點可分為兩類：單重穩(wěn)定投點和單重擺動投點。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)；在定向水平上測角量邊時均與靜止的垂球線進行連接。后一種方法則恰恰相反，而是讓垂球自由擺動，用專門的設(shè)備觀測垂球線的擺動，而求出它的靜止位置并加以固定；在定向水平上連接時，則按固定的垂球線的位置進行。 采用垂球線單重投點法單重穩(wěn)定投點〈單重擺動投點 我們按照設(shè)計方案的規(guī)定，我礦采用的是單重穩(wěn)定投點的方法進行投點。單重穩(wěn)定投點具體步驟 單重穩(wěn)定投點是假定垂球線在井筒內(nèi)處于鉛垂位置而靜止不動，所進行的投點。 單重穩(wěn)定投點設(shè)備和安裝系統(tǒng)如圖41所示。圖41 穩(wěn)定投點的設(shè)備和安裝 具體步驟是： 投點前先讓2個人進入井下，等待鋼絲下放完之后進行觀測校正然后投點投點時把垂球掛到鋼絲上，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，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。將鋼絲卡入定點板內(nèi)，最后因定好鋼絲繩，待鋼絲繩穩(wěn)定后，要用3個—5個直徑為1cm—2cm的信號圈下放，檢查鋼絲是否自由懸掛，防止鋼絲碰壁。如果沒有說明投點完成。 在一井定向中我們要選擇好兩垂球的下放位置，要防止距離過大，防止碰壁，防止井壁淋水。 投點是要注意進行工作人員要離開井筒。 上述都進行完之后，我們就完成了由井上到井下的投點。 投點注意事項：投點誤差與投向誤差 由地面向定向水平投點時，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發(fā)生偏離，這種偏離稱為投點誤差。由投點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和減少投點誤差e之值。投點時必須采用有效的措施減小投點誤差，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垂球線的影響。定向時最好停止風(fēng)機運轉(zhuǎn)或增設(shè)風(fēng)門，以減少風(fēng)速。 （3）采用小直徑、高強度的鋼絲，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 把地面上的已知點和定向水平上的永久點與垂球線連接，簡稱為連接。 連接測量 連接測量分為地面連接測量和井下連接測量兩部分。我們工作的重點之一。 地面連接測量是在地面測定兩鋼絲的坐標及其連線的方位角； 地面有近井點至井口（定向連接點）的連測導(dǎo)線，邊數(shù)應(yīng)不超過3個。 導(dǎo)線點因埋設(shè)標石，并盡可能與三角點連測方向，以備檢查近井點和導(dǎo)線點是否發(fā)生移動，或當(dāng)近井點遭到破壞時可用連測導(dǎo)線點測量定向連接點的坐標。見圖43。圖43 地面至井口聯(lián)測 地面連測時，應(yīng)敷設(shè)測角中誤差不超過5″或10″的閉合導(dǎo)線或復(fù)測支導(dǎo)線，10″（二級）小三角網(wǎng)作為首級控制的小礦區(qū)。我們采用的是的閉合導(dǎo)線。 井下連接測量是在定向水平根據(jù)兩鋼絲的坐標及其連線的方位角確定井下導(dǎo)線起始點的坐標與起始邊的方位角。 連接測量的方法很多，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C、C′時，應(yīng)使連接三角形△ABC和△ABC′滿足以下三個條件： （1）點C與D及點C′與D′要彼此通視，且CD與C′D′邊長要大于20m。當(dāng)CD邊小于20m時，在C點進行水平角觀測，其儀器必須對中三次，每次對中將照準部變換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) 地面連接測量是在C點安置經(jīng)緯儀測量出φ和γ兩個角度，并丈量a、b、c三條邊的邊長。 同樣，井下連接測量是在C′點安置儀器測量出φ′和γ′兩個角度，并丈量c，b′和a′三條邊的邊長。 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)線方法計算各邊的方位角與各點坐標。 連接三角形的解算 ① 運用正弦定理，解算出α，β，α′，β′ ②檢查測量和計算成果 首先，連接三角形的三個內(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） 其次，井上丈量所得的兩鋼絲間的距離c丈與按余弦定理計算出的距離c計相差應(yīng)不大于2mm； 井下丈量所得的兩鋼絲間的距離c丈與計算出的距離c計 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)線的計算方法求出井下起始點C′的 坐標及井下起始邊C′D′的方位角圖45 三角形示意圖連接具體步驟：井上連接測量　　我們以聯(lián)建樓頂?shù)目刂泣c作為近井點，分別向兩垂球線A、B 測設(shè)連接導(dǎo)線，以確定A、B 的坐標和AB 的坐標方位角。測設(shè)導(dǎo)線的等級為5 秒級，使用DJ2 經(jīng)緯儀，2 個測回數(shù)觀測水平角，測角中誤差為177。5 秒；使用鋼尺量邊，測設(shè)至A 的導(dǎo)線時和B 的導(dǎo)線時，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 儀器觀測時，同一測回中半測回互差不超過20 秒，兩測回間互差不超過12 秒，兩次對中測回間互差不超過30 秒。井下連接測量　　傳遞到井下后，在井下的井底車場中，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)緯儀觀測水平角，測角中誤差為177。7 秒，測角的方法和限差與地面連接的導(dǎo)線的測設(shè)過程相同。使用鋼尺進行量邊，量邊時要加入比長改正，溫度改正，拉力改正，垂曲改正等改正項，然后最終將導(dǎo)線的邊長化算到高斯平面上。，.，北翼和南翼大巷，再次傳遞建立井下控制網(wǎng)。四、定向時的安全措施 （1）在定向過程中，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)實可靠的蓋好； （4）對定向鋼絲必須事先仔細檢查，放提鋼絲時，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，井下人員均不得進入井筒； （6）下放鋼絲時應(yīng)嚴格遵守均勻慢放等規(guī)定，切忌時快時慢和猛停，因為這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，地面井口自始至終不能離人，應(yīng)有專人負責(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)認真總結(jié)經(jīng)驗，并寫出技術(shù)總結(jié)，同技術(shù)設(shè)計書一起長期保存。 定向后的技術(shù)總結(jié)，首先應(yīng)對技術(shù)設(shè)計書的執(zhí)行情況作簡要說明，指出在執(zhí)行中遇到的問題、更改的部分及原因。其次編入下列內(nèi)容： （1）定向測量的實際時間安排，實際參加定向的人員及分工； （2）地面連測導(dǎo)線的計算成果及精度； （3）定向的內(nèi)業(yè)計算及精度評定； （4）定向測量的綜合評述和結(jié)論。 如附錄A：我礦的寺家莊副立井標定成果（新成果）監(jiān)理；附錄B寺家莊副立井標定成果（新成果）。 通過上述一系列的工作，我們就完成了礦井的定向工作，由于為了確保測量精度，礦井定向和導(dǎo)入高程是同期進行的，所以我們完成定向的同時，就要進行導(dǎo)入高程。 第三節(jié) 主立井導(dǎo)入標高 一、導(dǎo)入高程的實質(zhì) 高程聯(lián)系測量的實質(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量方法，把地面的高程系統(tǒng)，經(jīng)過平硐、斜井或立井傳遞到井下高程測量的起始點上，為井下測量過程中進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） 通過平硐導(dǎo)入高程：可以用一般井下幾何水準測量來完成。其測量方法和精度應(yīng)當(dāng)與井下I級水準測量相同。（2） 通過斜井導(dǎo)入高程：當(dāng)斜井傾角能夠滿足水準測量要求時，可以用一般井下幾何水準測量來完成：當(dāng)精度要求不高時，也可以用一般三角高程測量完成。當(dāng)斜井傾角超過水準測量要求時，可以用一般三角高程測量來進行。其測量方法和精度與井下I級水準測量或者井下基本控制三角高程測量相同。（3） 通過立井導(dǎo)入高程：由于水準測量與三角高程測量都難以實現(xiàn)，則需要采用一些專門的方法來完成。但無論采用什么方法，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現(xiàn)手段的不同。因通過平硐、斜井導(dǎo)入高程可以比較容易的采用一般的水準測量或三角高程測量來完成，其原理和實現(xiàn)手段比較簡單。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 通過立井導(dǎo)入高程 設(shè)在地面井口附近一點A，其高程為已知，一般稱A點為近井水準點。在井底車場中設(shè)一點B，其高程待求。在地面與井下安置水準儀，并在A、B兩點所立的水準尺讀取