竖井分段定向的分析与实例

工作总结

竖井分段定向的分析与实例

摘要：一次定向从地面到井底，投点误差比较大，自从采取了分段定向工作以后，即减轻了工作量，又达到了精度要求。 关键词：分段定向、投点误差。

用竖井同时开拓几个水平或随着后期开采深度的增加，水平数目也必然增加，这在矿山生产中是经常会碰到的，如利国铁矿5#井，建井时开拓三个水平，后期又增加了两个水平，新建吴庄铁矿同时开拓四个水平，这样竖井定向方法可由地表单独向每个水平进行，也可以逐渐由上一个水平向下一个水平进行，后一种方法就是本文所说的分段定向法。

我们知道分段定向法缩短了定向时井筒深度，就减少了投点误差，这样在最后一个水平上的投点总误差为：

e总= e1 e2 en ① 式中e1、e2、en为每个水平投点误差，如下图：

地面 地面

从地面到最后水平 分段定向投点误差 投点误差示意图 示意图

2

2

2

为了分析问题简化起见，设每个水平之间距离（段高）都相等。 即h1=h2=……hn=h0

那么各水平投点误差也就都相等。 即e1=e2=……en=e0

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则e总= e0 e0 e0 e0n ②

因为投点误差与井深成正比，所以从地面直接向n水平定向时投点误差为： e总=±ne0 ③

对比②式和③式比较可以看出，在同样条件下，分段定向投点误差要比从地面直接定向的投点误差小了n倍。

几何定向如果在任何情况下，采用同一种方法连接则每次连接误差m连都是相同的，这样用分段定向法向第n水平定向的总误差为：

M分= 2m连

2

222

m

n 0 ④

n

2

式中：m分为分段定向在n水平定向总误差

m连为连接误差

m0为投点误差引起的定向误差 M0=e—井深为1m H—井深

C—两锤球线间距， 206265秒

而用一般方法从地表直接向n水平定向总误差为： M1= 2m连2 m02

⑤

eH

C

由④式和⑤式比较可以看出分段定向法投点引起的定向误差缩小了n倍，而连接误差却增大了n倍，这样分段定向法的合理性就取决于连接误差和投点误差的比例，就是说当水平数（中段数）n为何值时，M分总误差为最小。

通过对④式求极值得知当n=

m0m连2

⑥ 得出的M分总误差为最小，这个

结论是取各个水平间距相同时而得出的。

事实上各水平间距都不相等，但经研究发现与用各水平间距相同时得出的投点引起的定向误差

m0

差之甚小，所以当水平间距不相同时也可用公式 n

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M分= 2m连

2

m 0

n

2

来计算评定。

关健是水平数目n一定要由⑥式来确定，然后再决定用何种定向方法， 若 m0≤m连2则n=1，这时应从地表向该水平定向。

若 m0＞m连和n＞1时，这时分段定向误差M分小于地表直接向n水平定向误差M1。

举例：徐州铁矿集团吴庄铁矿副井定向

井深H=516m

现有水平数：-330、-380、-430、-480共四个水平 两锤球线间距：C=4 一次连接误差m连=±30〞

当风速为1m/秒时，在最深水平投点线量误差为4.7mm，则 m0=

4.7

206265 240 C

用分段定向法最有利水平数n=

m0m连2

240

6

30 1.4

若用从地面直接向-480m水平定向，则定向总误差：

M1= 2m连 m0 57600 244

若用分段定向在-480m水平定向总误差：

M分= 2m连

22

2

m57600 n 0 1800 4 147

n4

2

实例：利国铁矿5#井曾于80年代用过分段定向法。

井深H=380m中段数6个，段高：100、40、75、45、60、60。 当时分成三个中段使用分段定向法,各水平间距：215m、45m、120m。

若按m0=±150″ m连=30″则n=

m0m连2

4（最有利水平数）实际取n=3

2

2

若由地表直接H=380m水平定向则定向误差M1= 2m连 m0 155 若用分段定向法按实际n=3在380m水平定向总误差：

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M分= 2m连

2

m

3 0 113

3

2

虽然没有具体分析，现在从定向总误差上来看用分段定向法还是合理的。 参考文献：

煤矿测量手册、王绍林等，1979年10月第一版。 作者：徐州铁矿集团有限公司 厉建飞