豎井一井定向誤差分析的探討

耿超 逯金龍

摘要：隨著北大領鐵礦一井定向的完成，各水平鑿巖分段的平面控制測量采用豎井三角形連接法聯系測量，其誤差由兩個中段的連接誤差和投點誤差3部分組成，本文針對一井定向產生的誤差來源展開分析探討。

關鍵詞：北大領鐵礦；聯系測量；連接誤差；投點誤差

一、前言

北大領鐵礦800中段以下將采用上下采區的分區開采方法，急需將平面控制測量系統傳遞到各個采區。

二、一井定向

在進行一井定向操作之前，首先需要做好以下幾個方面的準備工作：第一，不僅需要仔細查看豎井井底的巖石情況，同時還需要查看豎井頂部的巖石情況，在確保操作的環境處于安全的前提下再進行定向操作。與此同時，為了確保一井定向的投點布置更加的合理，還需要對上、下段的測量路線進行仔細地勘察；第二，在對導線點進行布設的時候，需要確保布設的點能夠更好地進行定向測量；第三，為了確保一井定向測量工作能夠更加順利的進行，同時為了確保整個測量工作具有更高的質量，還需要對進行一井定向測量的測量工具進行仔細地核對，確保測量工具的完好無缺；第四，在進行布點和投點操作的時候，也需要確保操作的質量。一般是在鋼絲線上系上錘球后，然后將其放入到大水桶中，并且還需要確保錘球在水桶的中部，不會碰到水桶的底部。

三、一井定向的誤差組成

在進行一井定向測量的時候，造成測量誤差的因素主要有以下三個方面：第一個方面的影響因素是井上部分，測量誤差用m上表示；第二個方面的影響因素是由于投點所造成的誤差，測量誤差以θ表示；最后還有一個引起測量誤差的就是井下連接部分，測量誤差以m下表示。根據實際定向資料分析可知，井上下連接誤差之和與投向誤差大致相等。

1、投點誤差分析

一井定向測量之所以會出現投點誤差，主要在于用于測量的錘球線在測量的過程中出現了偏斜的情況，從而導致了測量上的誤差出現，這種誤差一般也被稱之為“投向誤差”。在測量的過程中，要想將投點誤差控制在30〞以內，那么當兩錘球線之間的距離在2米到5米之間時，其投點誤差需要控制在0.3毫米到0.8保密之間，這個要求是非常高的。下面對各種影響因素進行了分析和研究。

（1）在進行一井定向測量的過程中，錘球會受到氣流的影響，整個影響過程會分成三個階段：第一個階段是當鋼絲在井筒中間的時候，受到氣流的影響會相對較小；第二個階段是當鋼絲在定向中段的時候，在受到氣流的影響時，會對錘球線形成單向的側壓力，從而使其發生偏斜；第三個階段是當鋼絲和錘球都在穩定液中的時候，所受到的氣流影響基本上可以忽略不計。

不過為了確保具有更高的測量精度，不管是在哪個階段，都一定要注意減小風流對測量結果所造成的影響，一般都會采取以下幾個方面的措施來進行保護：①在進行定向的時候，為了有效的減小風速，可以采取停風和關閉風門的措施來減小影響；②對于錘球線來說，一定要確保盡可能的減小受到氣流影響的長度，一般在進行停風和關閉風門操作之后，還會在垂線上加一套管，以減小相應的影響；③可以適當的加大錘球的質量，不過在加大錘球質量的同時，需要確保錘重與鋼絲的直徑相適應，因為鋼絲的直徑越大，所受到氣流的影響作用也就會越大。因此，一般來說所使用的錘球的質量都在300千克以內，這樣使得鋼絲的直徑被嚴格地控制在1.5毫米到2.0毫米之間。

（2）如果井筒內出現滴水的情況，也會對錘球線造成較大的影響，從而影響到測量的準確性。因為一旦有滴水現象的發生，將會使得錘球的均勻擺動被破壞掉，這樣會使得整個測量過程受到影響。因此，在進行錘球懸掛的時候，一定要格外注意錘球懸掛的位置，確保其不會受到滴水情況的影響。與此同時，還可以通過設置相應的擋水板和設置擋水蓋等措施來進行保護，從而有效的減小因為滴水現象所造成的測量誤差。

（3）還需要減少因鋼絲的彈性作用對測量結果所造成的影響，一般所采取的措施是：選擇使用大直徑滾筒的絞車，然后使用直徑較小的鋼絲和相應的錘重，最好在選擇定點板下完全鉛直的位置進行觀測，這樣能夠有效的減小因鋼絲的彈性作用所造成的測量誤差。

（4）在進行測量的時候，如果錘球線的擺動面和標尺面不平行，也會造成相應的測量誤差，因為這樣會在進行測量讀數的時候，標尺上的讀數與真實的讀數位置存在一定的差距，從而形成相應的測量誤差。因此，為了盡可能的減少這一誤差，在進行讀數觀測的時候，一定要確保錘球線的擺動方向與標尺平行之后再進行觀測。同時，還需要對錘球擺幅的大小進行相應的控制，一般要求其擺動的范圍在100毫米以內。

2、誤差預計和分析

比如在北大領鐵礦聯系測量中，在8003#采場采用一井定向的測量方法進行測量。試根據以下的實測結果，進行其定向誤差的預測。

實測數據：a=11.031 b=11.723 c=0.69 d=57.287 γ=0°0′53″

a′=3.113 b′=3.794 c′=0.688 d′=1.909 γ′=1°39′37″

設ψ、β、α′和的中誤差為mψ、mβ和mα′，則定向水平起始邊方位角中誤差為：θ= mψ.mβ.mα′

式中θ—投向誤差（可以查表或計算出來）。定向測量工作使用萊卡TC402全站儀。其主要技術指標：一測回水平方向中誤差±0.71″；照準誤差±2″；讀數誤差為0。按照相應的計算方法得出：連接誤差：mβ= ±11.031/0.69×0.71″=±11.35″，mα′= ±3.113/0.688×0.71″=±3.21″。對中誤差：me= ±0.001×206×1000÷（57.287×√2）=2.54″，me′= ±0.0001×206×1000÷（1.909×√2）=7.63″。儀器誤差：mi= ±√（2×2/3） =±1.15″。連接角中誤差：mψ=±2.79″。投向誤差：根據《規程》查得37.78″。定向總誤差：mψ′=±40.5″。

四、總結

本次定向即減輕了工作量，又達到了《工程測量規范》的精度要求。

參考文獻：

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