一井定向、是在一個(gè)豎井進(jìn)行的豎井定向測(cè)量。是在一個(gè)井筒內(nèi)懸掛兩根鋼絲、，將地面點(diǎn)的坐標(biāo)和邊的方位角傳遞到井下的測(cè)量工作。一井定向工作分為投點(diǎn)和連接兩個(gè)部分。

　　《金屬礦山》系冶金礦山技術(shù)經(jīng)濟(jì)類綜合性科技期刊，主要報(bào)道國(guó)內(nèi)外有關(guān)地質(zhì)、采礦、選礦、燒結(jié)、環(huán)保等領(lǐng)域的科研、生產(chǎn)、管理、信息等方面的先進(jìn)技術(shù)。《礦業(yè)工程》誠(chéng)摯歡迎專家、學(xué)者和工程技術(shù)人員在本刊發(fā)表有關(guān)出國(guó)考察報(bào)告及反映國(guó)內(nèi)外冶金礦山科技動(dòng)態(tài)的學(xué)術(shù)論文。

　　豎井聯(lián)系測(cè)量是礦山地面測(cè)量與井下測(cè)量聯(lián)系起來，即為了使井上下能采用統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)所進(jìn)行的工作。聯(lián)系測(cè)量包括平面聯(lián)系測(cè)量和高程聯(lián)系測(cè)量。平面聯(lián)系測(cè)量稱為礦井定向。礦井定向，就是要把地面的平面坐標(biāo)及方位角傳遞到井下巷道中的經(jīng)緯儀導(dǎo)線起始邊上，使井上下使用同一坐標(biāo)系。

　　1 一井定向及兩井定向定義及技術(shù)要素

　　進(jìn)行礦山井巷建設(shè)工程，進(jìn)行礦井建設(shè)必須進(jìn)行礦山聯(lián)系測(cè)量工作，把井上下坐標(biāo)統(tǒng)一起來，繪制井上、井下對(duì)照?qǐng)D。通過井上、井下對(duì)照?qǐng)D，一方面指向井下工程施工;另一方面了解地面建筑與地下巷道工程的關(guān)系。將地面上的方位角和平面坐標(biāo)向井下巷道中全站儀導(dǎo)線起始邊線上實(shí)施傳遞。使豎井的上下都在統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)，一般來說，導(dǎo)向可以分為兩井定向和一井定向2種形式。

　　定向的方法有很多種，我們可以根據(jù)不同的礦井情況來選擇不同的定向方法。如果是立井，則平面聯(lián)系測(cè)量可根據(jù)具體情況采用幾何定向方法(一井定向或兩井定向)或物理定向(陀螺經(jīng)緯儀定向)，導(dǎo)入高程可采用鋼尺或測(cè)距儀直接測(cè)長(zhǎng)。如果是立井和斜井(平硐)聯(lián)合開拓，可通過立井進(jìn)行一井或兩井定向，同時(shí)由斜井(平硐)敷設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線到井下起算邊;如果是斜井或平硐，則可由地面沿斜井或平硐進(jìn)行經(jīng)緯儀導(dǎo)線，水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程來完成聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)。

　　一井定向是指：一井定向是借助與一個(gè)豎井實(shí)施的幾何定向，將2根鋼絲繩懸掛在豎井的的井壁位置，將一端將定向?qū)Ｓ写骨蛳瞪希�而另外的一端在地面上予以固定，這樣就可以在定向水平進(jìn)行自由地懸掛，然后根據(jù)地面坐標(biāo)系的兩個(gè)垂直的方位角球附件和平面坐標(biāo)。同時(shí)，還應(yīng)該聯(lián)系井下永久點(diǎn)和吊墜，通過這些措施，可以地面坐標(biāo)和方向的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到地下，從而達(dá)到定位的目的。一井定向采用三角形連接法，外業(yè)工作包括定向投點(diǎn)和井上、井下連接測(cè)量，定向投點(diǎn)就是在井筒中掛兩根鋼絲垂線，地面連接測(cè)量是在近井點(diǎn)上測(cè)設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線至連接點(diǎn)上，再在連接點(diǎn)上安置經(jīng)緯儀，后視近井點(diǎn)，與兩垂線連測(cè)，求出兩垂線的坐標(biāo)及其連線的坐標(biāo)方位角。井下連接測(cè)量是在井下連接點(diǎn)上安置經(jīng)緯儀，與兩垂線連測(cè)，一直測(cè)導(dǎo)線至定向基點(diǎn)上，求出定向基點(diǎn)的坐標(biāo)以及方位角，從而完成定向任務(wù)。一井定向，受井筒條件限制，井筒最大直徑也就4m多，考慮鋼絲繩與井筒壁的關(guān)系，掛鋼絲繩離井壁留有一定距離，兩鋼絲繩間距最大3m。

　　兩井定向，就是在兩個(gè)井筒中各掛一個(gè)垂球，然后在地面和井下把兩個(gè)垂球線間用導(dǎo)線聯(lián)測(cè)起來，從而把地面坐標(biāo)系中的平面坐標(biāo)及方向傳遞到井下。使井下、井上具有統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)。兩井定向時(shí)，定向投點(diǎn)是在兩個(gè)立井中各掛一根垂線，地面連接測(cè)量的任務(wù)是測(cè)定兩垂線的坐標(biāo)，通常采用經(jīng)緯儀導(dǎo)線，井下連接測(cè)量是在巷道中兩垂線間測(cè)設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線，通過內(nèi)業(yè)計(jì)算，求得起算點(diǎn)的坐標(biāo)和起算邊的坐標(biāo)方位角，從而完成定向任務(wù)。兩井定向是把兩個(gè)垂球分別掛在兩個(gè)井筒內(nèi)，因此，兩個(gè)垂球間的距離很大。據(jù)目前我國(guó)礦山情況來說，能進(jìn)行兩井定向的兩個(gè)井筒之間的最短距離約30m左右，這比一井定向來說兩垂球間的距離大大增加，因而大大減少了投點(diǎn)誤差。

　　一般來說，投點(diǎn)誤差絕對(duì)不是兩井定向的主要問題。相對(duì)來說，這屬于兩個(gè)定向井所反映的最大優(yōu)勢(shì)，這就使得如果豎井具備實(shí)施兩井定向的條件，必須實(shí)施兩井定向，通過兩井定向的實(shí)現(xiàn)，可以改善最大的豎井聯(lián)系測(cè)量的準(zhǔn)確度。

　　2 一井定向與兩井定向區(qū)別聯(lián)系

　　所采取的方法上來看，兩井定向和一井定向兩者之間在投點(diǎn)方面存在著一定程度的差別。兩井定向只需要在井筒位置懸掛1根鋼絲繩，在井筒的管子內(nèi)懸掛鋼絲繩。而這只需要在連接垂球和策略的角或者邊的過程當(dāng)中停止生產(chǎn)。

　　在一井定向上2根鋼絲繩懸掛在一個(gè)井筒內(nèi)部，實(shí)施測(cè)量的過程當(dāng)中，其弊端是對(duì)于井筒當(dāng)中的所有生產(chǎn)活動(dòng)必須全部停止。從這可以看出，一井定向策略占用井筒的時(shí)間比兩井定向所耗費(fèi)的時(shí)間更長(zhǎng)，由于兩井定向使用單重錘穩(wěn)定投點(diǎn)，這樣相對(duì)一井定向來說做到對(duì)時(shí)間的最大限度節(jié)約。

　　1)一井定向雖然精度較低、占用井筒時(shí)間較長(zhǎng)

　　在現(xiàn)實(shí)礦山工作中，新開礦山不可能一下子建兩個(gè)豎井，就是建兩個(gè)豎井，豎井貫通也需要測(cè)量工作的指向，必須進(jìn)行豎井聯(lián)系測(cè)量。只能進(jìn)行一井定向測(cè)量，通過一井定向測(cè)量工作，地面坐標(biāo)系統(tǒng)傳遞到井下，才能進(jìn)行豎井施工指向，井巷巷道才能貫通。由于一井定向有著比較低的精度，并且占據(jù)著比較長(zhǎng)時(shí)間的井筒時(shí)間。從現(xiàn)實(shí)情況來看，一下子建立起2個(gè)豎井的比較少，即便是做到對(duì)2個(gè)豎井建立，可是要貫通豎井則必須借助于測(cè)量工作的指向作用，則必須實(shí)施豎井聯(lián)系測(cè)量。只有做到豎井施工指向，才能做到貫通在井內(nèi)當(dāng)中;只有做到一井定向測(cè)量的實(shí)施，憑借一井定向策略工作，才能做到將地面坐標(biāo)系統(tǒng)向井下進(jìn)行傳遞。

　　2)一井定向和兩井定向有著相同的井下連接測(cè)量方法

　　兩井定向是借助于無定向支導(dǎo)線從一個(gè)已知點(diǎn)推導(dǎo)到另一個(gè)豎井當(dāng)中的已知點(diǎn)，憑借兩個(gè)已知點(diǎn)推算出兩坐標(biāo)點(diǎn)方位角，按照計(jì)算方位角和推算方位角之間的差額，以便對(duì)無定向?qū)Ь�方位角的校正，再對(duì)井內(nèi)的各個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行改正。而一井定向往往都是使用三角形連接法，也就是對(duì)于三角形的連接角、一個(gè)內(nèi)角以及三條邊進(jìn)行測(cè)量，隨后借助于余弦定理求出整個(gè)三角形的剩余2個(gè)內(nèi)角，三個(gè)內(nèi)角和相加來對(duì)三角形閉合差的計(jì)算，從而對(duì)井下聯(lián)系測(cè)量精度做好檢驗(yàn)，通過計(jì)算誤差范圍之內(nèi)的平差，做到對(duì)于各個(gè)角度的求出。憑借導(dǎo)線計(jì)算方法對(duì)支導(dǎo)線測(cè)量結(jié)果的推導(dǎo)。

　　3)兩井定向精度較一井定向精度高、占用井筒時(shí)間較短

　　進(jìn)行兩井定向必須在兩井井筒相通的情況下進(jìn)行兩井定向測(cè)量。許多礦山只建一個(gè)豎井，兩井定向測(cè)量適用范圍較少。只有大型礦山在建井時(shí)巷道測(cè)量開始使用一井定向測(cè)量，當(dāng)兩個(gè)巷道貫通后，再進(jìn)行兩井定向，提高井巷工程測(cè)量精度，為大礦山施工測(cè)量提供更高的測(cè)繪精度。

　　3 一井定向與兩井定向并用的效益

　　1)采用兩井定向與一井定向并用，可以互相檢核，測(cè)量精度一次求得，能一次性成功，避免以后的多次測(cè)量，極大的提高了工作效率。

　　2)定向時(shí)，不僅需要停風(fēng)，穩(wěn)定鋼絲也需要2h～3h，同時(shí)井上、井下至少要10個(gè)人配合，采用兩井定向與一井定向并用，只需一次，這樣節(jié)約了大量的人力，物力和財(cái)力，同時(shí)也減少了對(duì)井下工作的影響。

　　3)采用一井定向與兩井定向并用，既吸收了一井定向所具有的方法簡(jiǎn)便、直接的優(yōu)點(diǎn)，也吸收了兩井定向精度高的優(yōu)點(diǎn)。

　　4)井上、下的聯(lián)系測(cè)量，是井下控制點(diǎn)的開始，是井下導(dǎo)線基礎(chǔ)，所以聯(lián)系測(cè)量的好壞直接影響今后的測(cè)量精度，成功的定向?yàn)榻窈鬁y(cè)量工作提供了重要的保障，具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

　　4 結(jié)語

　　總之，無論是采用一井定向或兩井定向，由于其本身?xiàng)l件的制約，測(cè)量精度不會(huì)太高，隨著科技的發(fā)展，人們常常采用激光投點(diǎn)，用陀螺經(jīng)緯儀定向來提高井下控制點(diǎn)以及起算邊這方位角的精度。沒有條件的礦井，最終必須通過斜井敷設(shè)導(dǎo)線至井下起算邊。

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