错误!井盖必须结实可靠的盖好;
错误!对定向钢丝必须事先仔细检查,放提钢丝时,应事先通知井下,只
有当井下人员撤出井筒后才能开始;
错误!吹求未到井底或地面时,井下人员均不得进入井筒;
错误!下放钢丝时应严格遵守均匀慢放等规定,切忌时快时慢和猛停,因
为这样最易使钢丝折断;
错误!应向参加定向工作的全体人员反复进行安全教育,以提高警惕。在
地面工作的人员不得将任何东西掉入井内,在井盖工作的人员均应配带安全带;
错误!定向时,地面井口自始至终不能离人,应有专人负责井上下联系
[1]
。
5、定向后的技术总结
定向工作完成后,应认真总结经验,并写出技术总结,同技术设计书一起长期保存。定向后的技术总结,首先应对技术设计书的执行情况作简要说明,指出在执行中遇到的问题、更改的部分和原因。其次编入下列内容:
错误!定向测量的实际时间安排,参加定向的人员分工; 错误!地面连接导线的计算成果及精度; 错误!定向的内业计算及精度评定;
\o\ac(○,4)定向测量的综合评述和结论[1]。
二、两井定向
当施工地区有两个立井,且两井在定向水平上相通并能进行测量时,就要采用两井定向。两井定向就是在两井筒中各挂一根垂球线,如图1-5所示。此两垂球线在地面上下连线的坐标方位角保持不变,如通过地面测量确定此两垂球线的坐标,并计算其连线的坐标方位角后,再在井下通道中,用经纬仪导线对两垂球线联测,取一假定坐标系统来确定地下两垂球线的假定方位角,然后将其与地面上确定的坐标方位角相比较,其差值便是地下假定坐标系统和地面坐标系统的方位差,这样便可确定地下导线在地面坐标系统中的坐标方位角。
图1-5 两井定向示意图[1]
两井定向时,由于两垂球线间的距离大大增加,因而有投点误差引起的投向误差也大大减少,见公式1-5,这是两井定向最大的优点。
(一)两井定向的外业 1、投点
在两个竖井中各悬挂一根垂球线A和B。投点设备和方法与一井定向时相同,一般采用单重稳定投点。 2、地面连接测量
从近井点K分别向两垂球线A、B测设连接导线K-Ⅱ-Ⅰ-A及K-Ⅱ-B,以确定A、B的坐标和AB的坐标方位角。连接导线敷设时,应使其具有最短的长度并尽可能沿两垂球线连线的方向延伸,因为此时量边误差对连线的方向不产生影响。导线可采用一级或二级导线。 3、井下连接测量
在井下定向水平,测设经纬仪导线A-1-2-3-4-B,导线可采用7\或15\基本控制导线。
(二)两井定向的内业计算
1、根据地面连接测量的结果,计算两垂球连线的方位角及长度
按一般计算方法,算出两垂球线的的坐标xA、yA、xB、yB,根据算出的坐标,计算AB的方位角及长度:
?AB?arctanyB?yA
xB?xA c?yB?yAxB?xA2B2??(?xBA)?(?yA)
sin?ABcos?AB(1-11)
2、根据假定坐标系统计算井下连接导线
假设A为坐标原点,A1边为x'轴方向,即xA',yA'=0,αAB'=0°00'00\[1]。
?AB'?arctan(yAB') xAB' c'?yB'xAB'??(xB')2?(yB')2 (1
sin?AB'cos?AB'-12)
3、测量和计算的检验
用比较井上和井下算得的两垂球线间距离c与c'进行检查。由于两垂球的向地心性,差值?c为:
H ?c?c? (c'?c)R(1-13)
式中 H——井筒深度;
R——地球的曲率半径[1]。
?c应不超过井上、井下连接测量中误差的两倍
?c?21R2?m?R2i2xi’??ml2iicos2?i
(1-14)
式中 m?i——井上、井下连接导线的测角中误差;
Rxi——井上、井下连接导线各点(不包括近井点到结点)到AB连线的垂直距离;
mli——井上、井下连接导线各边(不包括近井点到结点)的量边误差; ?i ——井上、井下各导线边与AB连线的夹角[1]。 4、按地面坐标系统计算井下导线各边的方位角及各点的坐标
?A1??AB??AB'???
[1]
(1-15)
其他边的坐标方位角为:
?i?????i'
(1-16)
式中 ?i'——该边在假定坐标系中的假定方位角[1]。
根据起算数据xA、yA、?A1与地下导线的测量数据重新计算地下连接导线点的坐标。将地面与地下求得的B点坐标相比较,如果其相对闭合差符合所采用连接导线的精度时,可将坐标增量闭合差按地下连接导线边长成比例反号加以分配,因地面连接导线精度较高,可以不加改正。 5、两井定向应独立进行,互差不得超过1'
取两次独立定向计算结果的平均值作为两井定向地下连接导线的最终值[1]。
第四节 陀螺经纬仪定向
一、概述
陀螺经纬仪是将陀螺仪和经纬仪组合的仪器。由于不受时间和环境的限制,同时观测简单方便、效率高,而且能保证较高的定向精度,所以是一种先进的定向仪器。就矿山而言,它完全可以取代国内矿山测量沿用百年之久的几何定向法,克服了几何定向法要占用井筒而造成停产、耗费大量人力、物力和时间等缺点[1]。
二、自由陀螺仪的特性
没有任何外力作用,并具有三个自由度的陀螺仪称为自由陀螺仪。自由陀螺仪有两个特性:
(1)、陀螺轴在不受外力矩作用时,它的方向始终指向初始恒定方位,即所谓定轴性。
(2)、陀螺轴在受外力作用时,将产生非常重要的作用——“进动”,即所谓[1]
进动性。
三、陀螺经纬仪的定向方法
(一)陀螺经纬仪定向的作业过程 1、在地面已知边上测定仪器常数
由于陀螺仪轴衰减微弱的摆动系数保持不变,故其摆动的平均位置可以认为是假想的陀螺仪轴的稳定位置。实际上,因为陀螺仪轴与望远镜光轴及观测目镜分划板零线所代表的光轴通常不在同一竖直面中,所以假想的陀螺仪轴的稳定位置通常不与地理子午线重合。二者的夹角称为仪器常数,一般用?表示。如果陀螺仪子午线位于地理子午线的东边,?为正;反之,则为负。
仪器常数?可以在已知方位角的精密导线边或三角网边上直接测出来。图1-6(a)中精密导线边CD之地理方位角为A0。若在C点安置陀螺经纬仪,通过陀螺运转和观测可求出CD边的陀螺方位角?T(测定陀螺方位角的具体方法将在下面叙述),可按下式求出仪器常数:
??A0??T
(1-17)
所以,测定仪器常数实际上是测定已知边的陀螺方位角。在下井定向前,在
已知边上测定仪器常数应进行2~3次,各次之间的互差对于GAK-1、JT15等型号的仪器应小于40\。每次测量后,要停止陀螺运转10~15min,经纬仪度盘应变换180°/(2~3)[1]。
(b)
(
a
)
图1-6 陀螺仪定向示意图[1]
2、在井下定向边上测定陀螺方位角
井下定向边的长度应大于50m,在图1-6(b)中,仪器安置在C'点上,可测出C'D'边的陀螺方位角?T'。则定向边的地理方位角A为:
A??T'??
(1-18)
测定定向边陀螺方位角应独立进行两次,其互差对GAK-1、JT15型仪器应小于40\[1]。
3、仪器上井后重新测定仪器常数
仪器上井后,应在已知边上重新测定仪器常数2~3次。前后两次测定的仪器常数,其中任意两个仪器常数的互差对GAK-1、JT15型仪器应小于40\。然后求出仪器常数的最或然值,并按白塞尔公式m??中n为测定仪器常数的次数[1]。 4、求算子午线收敛角
一般地面精密导线边或三角网边已知的是坐标方位角?0,需要求算的井下定向边,也是要求出其坐标方位角?,而不是地理方位角A。因此还需要求算子午线收敛角?[1]。
如图1-6(a)所示,地理方位角和坐标方位角的关系为:
[vv]来评定一次测定中误差。式n-1 A0??0??0
(1-19)