瞄直法
簡介
礦山生產的每個階段都離不開礦山測量的套用,在礦山測量工作中,經常會遇到通過一個豎井對井上井下進行聯繫測量,即通常所說的一井定向,其主要原理是套用聯繫三角形法進行聯繫測量。在實際操作過程中需要嚴格按規範要求選擇聯繫三角形的連線點,並選擇有利的聯繫三角形的形狀,選擇不同的計算公式來解算聯繫三角形、並分配三角形的閉合差,而後按導線測量的程式計算定向分段連線點的夾角和定向邊方位。這種測量方法只要聯繫三角形形狀選擇有利、布設連線點合理、投點仔細並嚴格按照規範測量,一般均能達到預期要求的精度。但這種方法從外業測量到內業計算都較為複雜,外野消耗測量時間較多而且在測量和計算過程中容易出錯,並且占用井筒的時間較長,影響生產,參加測量的人員較多。聯繫三角形法進行一井定向時其具體表現在連線三角形形狀的選擇、計算公式的選擇等方面。在一定的豎井規格下,可以用瞄直法來代替聯繫三角形法來進行一井定向,瞄直法一井定向操作簡單,省時省力,在礦山上普遍套用於實際生產中 。
瞄直法一井定向概述
瞄直法一井定向可以看作是連線三角形延伸的一個特例:即連線點選擇在井筒內兩垂線一致的方向上,只測量距離。設兩垂線穩定不動,改變連線點的位置使此時連線角為零,依此按導線測量計算定向分段連線點的坐標和定向邊方位。
在選擇連線點時,先粗瞄兩垂線A、B方向,在此方向線上的K點或P點安置全站儀,整平後用望遠鏡精確瞄準A、B兩垂線,按垂直於A、B連線的方向移動儀器,而後再用望遠鏡瞄準兩垂線,直至K點或P點精確地選擇在A、B方向上,然後用儀器的雷射對點在地上做好K點或P點的具體位置。採用瞄直法定向最大的優點是不用進行聯繫三角形繁瑣的解算,只要垂線穩定、連線點選擇的精度高,使K點或P點和直線AB在同一直線上,同樣能達到較好的定向效果。
瞄直法一井定向套用範圍
(1)井上儀器架設位置與巷道的石門開切位置及走向一致,是採用瞄直法進行一井定向的先決條件、否則會因井上儀器架設位置與巷道走向不同而無法選擇連線點進行瞄直。連線點一般選擇在距離AB連線5m左右,那樣視線清晰,容易調節K點或P點在AB連線上,連線點的角度也高。
(2)在定向作業中,操作時可較方便地穩定垂線和上下聯繫,並可在小範圍內移動垂線以適應連線點,使連線點與兩垂線方向一致。AB兩垂線的距離也沒有聯繫三角形那樣要求嚴格,可以根據井口和井壁的規格適當的調節距離,已達到投點要求,減少投向誤差。
（3)僅用於一些礦體規模較小,巷道長度在300 m左右不能太長,分段高度一般不超過100 m的礦山,才可選擇瞄直法進行定向測量。負責不能保證定向精度。
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過程中井筒內氣流、垂球重量不夠引起垂線偏斜、垂線擺動、井筒內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一般無固定規律,在測量前要首先檢查井筒內管路是否有跑、冒、滴、漏現象,其次在測量時適當地遮蓋井筒,能減小其對投向誤差的影響。在鋼絲繩拉力允許的條件下可以適當加重垂球來增加垂線的穩定性。在進行測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,應該繼續穩定垂球或者檢查鋼絲繩,直到符合要求為止。
對於垂線自然擺動問題可通過將其放入穩定液中來減小擺幅不定影響,穩定液最好選擇廢棄的機油,那樣穩定垂球效果明顯。對於風力影響,要儘量減小風速、提前對工作面進行通風,在保證不影響視線和安全的情況下,在實測時暫時關閉風機,對引起空氣對流的主要通風口在定向時進行適當遮擋。
分段高度不大於100 m時,採取上述措施來減小投向誤差,提高定向誤差,已達到規範要求來滿足生產 。
瞄直法在生產中的檢驗
為了更好地說明瞄直法在一井定向的套用效果,在某金礦、鐵礦礦山測量中做了兩次驗證。在定向時,採用了兩種方法進行了一井定向,都取得了良好的定向效果,但瞄直法較連線三角形法有作業簡單、作業速度快、費用低、運算量小等特點。
從作業時間看,瞄直法較連線三角形法有明顯的優勢,作業用時少、操作簡單、運算量小的特點。
瞄直法中求得定向邊方位角α=223°22′16″連線三角形法求得定向邊方位角α=223°23′52″規範規定兩次獨立定向坐標方位角之差不超過2′,作業中兩次獨立定向坐標方位差為1′36″,滿足規範要求。
總結
根據上述分析和礦山實際驗證結果可以看出,用瞄直法進行一井定向時,要將投向誤差和連線點的選擇等作為提高定向精度的主要問題加以控制。實際工作中,只要準備充分、操作仔細,一般是能夠達到井上井下定向測量的精度要求,完全可以用於實際生產 。
