井上井下平面?zhèn)鬟f測(cè)量-2019年文檔

1、井上井下平面?zhèn)鬟f測(cè)量Keyword:transfermeasuringdownholewell;measuringinstrument;monitoringsystem;coordinatepositioning;一前言隨著城市建設(shè)以及礦山開(kāi)采的開(kāi)展,市政地下管網(wǎng)和礦井鉆進(jìn)施工過(guò)程中,對(duì)于井下坐標(biāo)方位的測(cè)量,是指導(dǎo)施工掘進(jìn)方向的重要技術(shù),井下測(cè)量的數(shù)據(jù)誤差對(duì)施工質(zhì)量的影響,越來(lái)越受到施工人員的關(guān)注.特別是盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中,對(duì)于掘進(jìn)測(cè)量誤差,必須進(jìn)行深入研討,提升測(cè)量進(jìn)度,保證施工質(zhì)量,減少事故的發(fā)生.而井上井下傳遞測(cè)量就是在井下施工過(guò)程中常用的一種測(cè)量方法,在現(xiàn)代井下掘進(jìn)施工中的平面限制測(cè)量應(yīng)用

2、非常廣泛.二平面?zhèn)鬟f測(cè)量技術(shù)的概念與原理井上井下傳遞測(cè)量是利用隨鉆測(cè)量?jī)x和井下經(jīng)緯儀進(jìn)行鉆井定位的一項(xiàng)技術(shù),地面測(cè)量坐標(biāo)傳遞到井下,使井上、井下采用同一坐標(biāo)系統(tǒng),指導(dǎo)井巷施工的根底工程,是地下管井大型貫通的重要環(huán)節(jié),其精度上下直接影響到貫穿質(zhì)量的好壞.它的導(dǎo)線(xiàn)傳遞示意圖如下列圖2-1所示：圖2-1井上井下傳遞測(cè)量示意圖傳遞測(cè)量過(guò)程中,是從地面向地下采用吊鋼絲的方法,通過(guò)聯(lián)系導(dǎo)線(xiàn)將在井下的測(cè)量?jī)x器的測(cè)量定位數(shù)據(jù)傳遞到井上,與地上定位數(shù)據(jù)進(jìn)行校核,進(jìn)行傳遞坐標(biāo)的測(cè)量技術(shù).傳遞測(cè)量系統(tǒng)是由地面儀器和井下儀器兩局部組成,地面儀器包括計(jì)算機(jī)、打印終端和司鉆讀出器.井下儀器包括磁通門(mén)傳感器、加速度傳感器、

3、溫度傳感器、脈沖多路調(diào)制器、電墩驅(qū)動(dòng)器等有關(guān)的電子線(xiàn)路.三平面?zhèn)鬟f測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用1 .導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量以四等導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量建立的閉合環(huán)為例,技術(shù)指標(biāo)要求如下表3-1:表3-1四等水準(zhǔn)測(cè)量主要技術(shù)要求注：表中L為附和或環(huán)線(xiàn)的水準(zhǔn)路線(xiàn)長(zhǎng)度KM,結(jié)點(diǎn)之間或結(jié)點(diǎn)與高級(jí)點(diǎn)之間,其線(xiàn)路的長(zhǎng)度,不應(yīng)大于表中規(guī)定的0.7倍.2 .水準(zhǔn)測(cè)量在水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)注意,附和或閉合路線(xiàn),只可以進(jìn)行單程測(cè)量,每一測(cè)段的往測(cè)和返測(cè),測(cè)站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù),否那么的話(huà)要進(jìn)行標(biāo)尺零點(diǎn)修正,保證水準(zhǔn)誤差的限制.3 .高程測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)要求水準(zhǔn)儀i角020秒,標(biāo)尺每米的間隔平均真長(zhǎng)與名義長(zhǎng)之差w0.50mm環(huán)形閉合差w20L,千米高差誤差010mm

4、平差后最弱點(diǎn)高程中誤差w2cm.4 .聯(lián)系測(cè)量時(shí)聯(lián)系三角形的解算方法首先根據(jù)地面限制點(diǎn)A和N的坐標(biāo),測(cè)出地面近井點(diǎn)A與兩根鋼絲的水平距離以及AN邊分別與A01和A02的夾角.然后根據(jù)公式計(jì)算AN的方位角：8 AN=arctan(AY/AX).由測(cè)得的水平角Y和3,推算a邊和b邊的方位角:Sa=5AN+3-360°,5b=AN+(w+丫)-360°.然后再根據(jù)a、b兩邊的邊長(zhǎng)及方位角,推算兩點(diǎn)坐標(biāo)(X1,Y1)、(X2,Y2):X1=XA+acos8a.Y1=YA+asinSa.X2=XA+bcos5boY2=YA+bsinSb.根據(jù)兩點(diǎn)點(diǎn)的坐標(biāo),推算其投影邊的方位角與邊長(zhǎng)：

5、9 12=arctan(AY/AX).再根據(jù)正弦定律計(jì)算水平角a和B:sin民/a=sin丫/c,sinB/b=sin丫/c.根據(jù)井下觀測(cè)的水平角丫'和邊長(zhǎng)b',a',用正弦定律計(jì)算水平角a'和B':sina'/a'=sin丫'/c',sin(3'/b'=sin丫'/c'.根據(jù)三角形內(nèi)角檢核井下三角形,推算b'邊和AN'的方位角:8b'=8AN+w+(360a')±360從而可以推算出A'點(diǎn)的坐標(biāo),再根據(jù)AN'的距離d和SA'

6、N'推算N'點(diǎn)的坐標(biāo)：XN=XA+dxcos5AN,YN'=YA+dxsinSA'N'.5.井下定位導(dǎo)向時(shí)的精度計(jì)算井下定位分為一井定向和兩井定向,一井定向時(shí)的步驟為：1)坐標(biāo)傳遞使用公式口二丫X;§二丫X利用聯(lián)系三角形的方法將井上坐標(biāo)傳遞到井下或者用鋼絲將井上一點(diǎn)的坐標(biāo)傳遞到井下陀螺儀定向.2)方位角及坐標(biāo)推算由公式計(jì)算：D'E'=(ED)+e+-a+a'+'+e'±6X180°3)定向按一般支導(dǎo)線(xiàn)沿此路徑用導(dǎo)線(xiàn)計(jì)算的方法推算.有幾何定向與物理定向兩種方法.當(dāng)有兩個(gè)立井,且兩井之間在

7、定向水平向上有巷道相通并能進(jìn)行測(cè)量時(shí),就要用兩井定向：1).投點(diǎn)設(shè)備要求使用垂球根據(jù)井深選擇垂球重量,一般每個(gè)圓盤(pán)重10千克或20千克,井深超過(guò)100米時(shí)要選擇50-100千克的垂球.鋼絲應(yīng)采用直徑為0.5-2mm的高強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼絲,強(qiáng)度要高出垂球重量60-70%.2),精度估算根據(jù)聯(lián)系三角形測(cè)量的計(jì)算公式：可以看出,地面向井下傳遞的測(cè)量誤差受a、c兩邊邊長(zhǎng)和角度丫測(cè)量的誤差,地下傳遞方位的影響.邊長(zhǎng)誤差：當(dāng)mg=±1mmr=1時(shí)a/c最大值1.5,這時(shí),角度丫測(cè)量和a的誤差為：MB2=maa/c=±0.71x1.5±1.06取ma=±0.71,Y=1°,那么方位傳遞誤差為：±2.95測(cè)角引起的坐標(biāo)傳遞誤差為：取ma=±0.71,s為工作井最大邊長(zhǎng)30m那么測(cè)距引起的誤差為：坐標(biāo)傳遞誤差為：6.限制測(cè)量的根本方法井下導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量一般情況下是用經(jīng)緯儀測(cè)角度,鋼尺量邊長(zhǎng)的方法,有些已經(jīng)開(kāi)展到光電測(cè)距導(dǎo)線(xiàn)、全站儀導(dǎo)線(xiàn)和陀螺定向結(jié)合光電測(cè)距導(dǎo)線(xiàn)方法.四結(jié)語(yǔ)：在井下施工技術(shù)日益完善的今天,井上井下傳遞測(cè)量技術(shù)也得