[科普中國(guó)]-瞄直法

瞄直法

簡(jiǎn)介礦山生產(chǎn)的每個(gè)階段都離不開礦山測(cè)量的應(yīng)用,在礦山測(cè)量工作中,經(jīng)常會(huì)遇到通過一個(gè)豎井對(duì)井上井下進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量,即通常所說的一井定向,其主要原理是應(yīng)用聯(lián)系三角形法進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量。在實(shí)際操作過程中需要嚴(yán)格按規(guī)范要求選擇聯(lián)系三角形的連接點(diǎn),并選擇有利的聯(lián)系三角形的形狀,選擇不同的計(jì)算公式來解算聯(lián)系三角形、并分配三角形的閉合差,而后按導(dǎo)線測(cè)量的程序計(jì)算定向分段連接點(diǎn)的夾角和定向邊方位。這種測(cè)量方法只要聯(lián)系三角形形狀選擇有利、布設(shè)連接點(diǎn)合理、投點(diǎn)仔細(xì)并嚴(yán)格按照規(guī)范測(cè)量,一般均能達(dá)到預(yù)期要求的精度。但這種方法從外業(yè)測(cè)量到內(nèi)業(yè)計(jì)算都較為復(fù)雜,外野消耗測(cè)量時(shí)間較多而且在測(cè)量和計(jì)算過程中容易出錯(cuò),并且占用井筒的時(shí)間較長(zhǎng),影響生產(chǎn),參加測(cè)量的人員較多。聯(lián)系三角形法進(jìn)行一井定向時(shí)其具體表現(xiàn)在連接三角形形狀的選擇、計(jì)算公式的選擇等方面。在一定的豎井規(guī)格下,可以用瞄直法來代替聯(lián)系三角形法來進(jìn)行一井定向,瞄直法一井定向操作簡(jiǎn)單,省時(shí)省力,在礦山上普遍應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中1。

瞄直法一井定向概述瞄直法一井定向可以看作是連接三角形延伸的一個(gè)特例:即連接點(diǎn)選擇在井筒內(nèi)兩垂線一致的方向上,只測(cè)量距離。設(shè)兩垂線穩(wěn)定不動(dòng),改變連接點(diǎn)的位置使此時(shí)連接角為零,依此按導(dǎo)線測(cè)量計(jì)算定向分段連接點(diǎn)的坐標(biāo)和定向邊方位。

在選擇連接點(diǎn)時(shí),先粗瞄兩垂線A、B方向,在此方向線上的K點(diǎn)或P點(diǎn)安置全站儀,整平后用望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)A、B兩垂線,按垂直于A、B連線的方向移動(dòng)儀器,而后再用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)兩垂線,直至K點(diǎn)或P點(diǎn)精確地選擇在A、B方向上,然后用儀器的激光對(duì)點(diǎn)在地上做好K點(diǎn)或P點(diǎn)的具體位置。采用瞄直法定向最大的優(yōu)點(diǎn)是不用進(jìn)行聯(lián)系三角形繁瑣的解算,只要垂線穩(wěn)定、連接點(diǎn)選擇的精度高,使K點(diǎn)或P點(diǎn)和直線AB在同一直線上,同樣能達(dá)到較好的定向效果。

瞄直法一井定向應(yīng)用范圍(1)井上儀器架設(shè)位置與巷道的石門開切位置及走向一致,是采用瞄直法進(jìn)行一井定向的先決條件、否則會(huì)因井上儀器架設(shè)位置與巷道走向不同而無法選擇連接點(diǎn)進(jìn)行瞄直。連接點(diǎn)一般選擇在距離AB連線5m左右,那樣視線清晰,容易調(diào)節(jié)K點(diǎn)或P點(diǎn)在AB連線上,連接點(diǎn)的角度也高。

(2)在定向作業(yè)中,操作時(shí)可較方便地穩(wěn)定垂線和上下聯(lián)系,并可在小范圍內(nèi)移動(dòng)垂線以適應(yīng)連接點(diǎn),使連接點(diǎn)與兩垂線方向一致。AB兩垂線的距離也沒有聯(lián)系三角形那樣要求嚴(yán)格,可以根據(jù)井口和井壁的規(guī)格適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)距離,已達(dá)到投點(diǎn)要求,減少投向誤差。

（3)僅用于一些礦體規(guī)模較小,巷道長(zhǎng)度在300 m左右不能太長(zhǎng),分段高度一般不超過100 m的礦山,才可選擇瞄直法進(jìn)行定向測(cè)量。負(fù)責(zé)不能保證定向精度。

瞄直法一井定向的誤差分析引起投向誤差的主要原因是在投點(diǎn)過程中井筒內(nèi)氣流、垂球重量不夠引起垂線偏斜、垂線擺動(dòng)、井筒內(nèi)水滴影響以及鋼絲彈性影響等因素造成的。水滴引起垂線的擺動(dòng)一般無固定規(guī)律,在測(cè)量前要首先檢查井筒內(nèi)管路是否有跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,其次在測(cè)量時(shí)適當(dāng)?shù)卣谏w井筒,能減小其對(duì)投向誤差的影響。在鋼絲繩拉力允許的條件下可以適當(dāng)加重垂球來增加垂線的穩(wěn)定性。在進(jìn)行測(cè)量前在井上井下量好兩垂線的距離,看是否相等,如果互差超過1 cm,就存在投向誤差,應(yīng)該繼續(xù)穩(wěn)定垂球或者檢查鋼絲繩,直到符合要求為止。

對(duì)于垂線自然擺動(dòng)問題可通過將其放入穩(wěn)定液中來減小擺幅不定影響,穩(wěn)定液最好選擇廢棄的機(jī)油,那樣穩(wěn)定垂球效果明顯。對(duì)于風(fēng)力影響,要盡量減小風(fēng)速、提前對(duì)工作面進(jìn)行通風(fēng),在保證不影響視線和安全的情況下,在實(shí)測(cè)時(shí)暫時(shí)關(guān)閉風(fēng)機(jī),對(duì)引起空氣對(duì)流的主要通風(fēng)口在定向時(shí)進(jìn)行適當(dāng)遮擋。

分段高度不大于100 m時(shí),采取上述措施來減小投向誤差,提高定向誤差,已達(dá)到規(guī)范要求來滿足生產(chǎn)2。

瞄直法在生產(chǎn)中的檢驗(yàn)為了更好地說明瞄直法在一井定向的應(yīng)用效果,在某金礦、鐵礦礦山測(cè)量中做了兩次驗(yàn)證。在定向時(shí),采用了兩種方法進(jìn)行了一井定向,都取得了良好的定向效果,但瞄直法較連接三角形法有作業(yè)簡(jiǎn)單、作業(yè)速度快、費(fèi)用低、運(yùn)算量小等特點(diǎn)。

從作業(yè)時(shí)間看,瞄直法較連接三角形法有明顯的優(yōu)勢(shì),作業(yè)用時(shí)少、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)算量小的特點(diǎn)。

瞄直法中求得定向邊方位角α=223°22′16″連接三角形法求得定向邊方位角α=223°23′52″規(guī)范規(guī)定兩次獨(dú)立定向坐標(biāo)方位角之差不超過2′,作業(yè)中兩次獨(dú)立定向坐標(biāo)方位差為1′36″,滿足規(guī)范要求。

總結(jié)根據(jù)上述分析和礦山實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果可以看出,用瞄直法進(jìn)行一井定向時(shí),要將投向誤差和連接點(diǎn)的選擇等作為提高定向精度的主要問題加以控制。實(shí)際工作中,只要準(zhǔn)備充分、操作仔細(xì),一般是能夠達(dá)到井上井下定向測(cè)量的精度要求,完全可以用于實(shí)際生產(chǎn)3。