一井定向及二井定向的優(yōu)缺點(diǎn)及精度分析

歐傳陽

摘? 要：針對(duì)一井定向和二井定向特點(diǎn)，進(jìn)行有效性分析，并簡(jiǎn)要介紹了合理運(yùn)用一井定向與二井定向測(cè)量方法的重要性，提出一井定向及二井定向精度對(duì)比，例如一井定向的精度比較低、二井定向精度比較高、井下連接測(cè)量方法相同等，保證一井定向與二井定向技術(shù)得到良好的運(yùn)用，減輕工作人員的作業(yè)強(qiáng)度，旨在為相關(guān)工作人員提供良好的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：一井定向? 二井定向? 精度分析? 測(cè)量定位

中圖分類號(hào)：TD174? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）10（c）-0058-03

Abstract： According to the characteristics of the orientation of the first well and the second well， the effectiveness analysis is carried out， and the importance of the rational use of the first-well orientation and the second-well orientation measurement method is briefly introduced， and the accuracy comparison of the first-well orientation and the two-well orientation is proposed， such as the accuracy of the first-well orientation It is relatively low， the two-well orientation accuracy is relatively high， and the downhole connection measurement method is the same， so as to ensure the good use of the one-well orientation and the two-well orientation technology， reduce the work intensity of the staff， and provide a good reference and reference for related staff.

Key Words： One well orientation; Two well orientation; Accuracy analysis; Survey positioning

在井巷工程建設(shè)期間，施工單位需要采用合理技術(shù)手段，將地面坐標(biāo)系統(tǒng)準(zhǔn)確導(dǎo)入井下，確保井上與井下采取統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)，進(jìn)一步滿足后續(xù)的施工需求。為了提高測(cè)量定位的準(zhǔn)確性，測(cè)量人員要科學(xué)選擇定向方法，基于此，該文深入分析一井定向與二井定向優(yōu)缺點(diǎn)與精度。

1? 一井定向和二井定向特點(diǎn)

一井定向，主要指的是在一個(gè)豎井內(nèi)部開展的定向測(cè)量，測(cè)量人員通過在一個(gè)井筒內(nèi)部懸掛鋼絲，然后將地面點(diǎn)坐標(biāo)，包括地面點(diǎn)邊方位角，有序地傳遞給井下，確保井下測(cè)量工作的有序進(jìn)行。

與一井定向不同，二井定向主要指的是利用兩個(gè)豎井，在豎井內(nèi)部進(jìn)行定向測(cè)量，通過在兩個(gè)連通的巷道豎井內(nèi)部，分別懸掛重垂線，并結(jié)合地面控制網(wǎng)，準(zhǔn)確測(cè)量?jī)筛咕€中心坐標(biāo)，在巷道內(nèi)部，使用導(dǎo)線，對(duì)2個(gè)垂線的中心坐標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，地面控制網(wǎng)坐標(biāo)能夠傳遞到井下控制點(diǎn)。如果需要在井筒內(nèi)部進(jìn)行，井筒內(nèi)部的全部活動(dòng)要立即暫停。

2? 一井定向及二井定向精度對(duì)比分析

2.1 區(qū)別與聯(lián)系

根據(jù)采樣特點(diǎn)得知，一井定向和二井定向間的投點(diǎn)方向不同，二井定向僅需在井筒內(nèi)部懸掛一根垂線，如果在井筒內(nèi)部進(jìn)行測(cè)量，在連接垂線與周圍角的過程當(dāng)中，井筒內(nèi)部需要暫停施工。一井定向，將2根鋼絲繩，有序懸掛到井筒的內(nèi)部，然后開展后續(xù)測(cè)量，缺點(diǎn)是井筒內(nèi)部的全部活動(dòng)要立即暫停。

結(jié)合上述分析得知，一井定向測(cè)量方法，需要占用較多的井筒時(shí)間，而二井定向耗費(fèi)時(shí)間比較短，同時(shí)，因?yàn)槎ㄏ虿捎脝沃卮?，投點(diǎn)更加穩(wěn)定，和一井定向相比較來講，二井定向耗時(shí)較短，能夠提升井下的施工效率[1]。

2.2 精度分析

2.2.1 一井定向的精度比較低

在礦山作業(yè)當(dāng)中，由于新礦山無法同時(shí)建設(shè)兩個(gè)豎井，即使建設(shè)兩個(gè)豎井，豎井貫通后，仍然需進(jìn)行測(cè)量指導(dǎo)，保持豎井之間的有效聯(lián)系，故僅能夠開展一井定向測(cè)量，采取一井定向測(cè)量方法，將地面坐標(biāo)快速地傳遞到礦井下部，進(jìn)而對(duì)豎井施工進(jìn)行有效的指導(dǎo)，井巷巷道保持穩(wěn)定貫通。

因?yàn)橐痪ㄏ蚓缺容^低，同時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間占據(jù)井筒，從實(shí)踐角度來分析，如果突然建立兩個(gè)豎井，這不現(xiàn)實(shí);或者建立了兩個(gè)豎井，豎井之間要保持貫通，也需要進(jìn)行測(cè)量指導(dǎo)，才能夠保證豎井之間的有效聯(lián)系。通過加強(qiáng)豎井指導(dǎo)，確保豎井內(nèi)部貫通，必須采用一井定向測(cè)量方法。

2.2.2 二井定向精度比較高

二井定向，需要保持兩井井筒之間保持有效聯(lián)系，進(jìn)一步提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性。在大部分礦山中，通常會(huì)建設(shè)一個(gè)豎井，二井定向測(cè)量比較少見。在一些大型礦山中，二井定向測(cè)量方法應(yīng)用較多，在建設(shè)豎井的過程中，測(cè)量人員要加強(qiáng)巷道測(cè)量，在此過程中，需要采取一井定向測(cè)量方法，兩個(gè)巷道貫通之后，然后進(jìn)行二井定向測(cè)量，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的測(cè)量數(shù)據(jù)，為大型礦山測(cè)量提供有力支撐。二井定向需要利用無定向支導(dǎo)線，從已知點(diǎn)進(jìn)行推導(dǎo)，并根據(jù)已知點(diǎn)位置，準(zhǔn)確推測(cè)出各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的方位角[2]。

2.2.3 井下連接測(cè)量方法一致

二井定向，主要利用無定向支導(dǎo)線，通過對(duì)已知點(diǎn)進(jìn)行推導(dǎo)，確定豎井內(nèi)部坐標(biāo)，同時(shí)，利用兩個(gè)不同的已知點(diǎn)，準(zhǔn)確推導(dǎo)出坐標(biāo)點(diǎn)的方位角，按相關(guān)計(jì)算流程，計(jì)算出該方位角與之前推算方位的差值，針對(duì)無定向?qū)虻姆轿唤?，進(jìn)行科學(xué)校正，并修改不同導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)值。

一井定向通常需要利用三角形連接方法進(jìn)行測(cè)量，通過利用三角形連接角，包括其方位角，進(jìn)行有效連接，同時(shí)運(yùn)用余弦定理，準(zhǔn)確計(jì)算出該三角形內(nèi)角，3個(gè)內(nèi)角相加后，對(duì)其進(jìn)行閉合差計(jì)算，從而更好地檢驗(yàn)井下測(cè)量精度。通過進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算后，獲得誤差范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)平差，然后求出三角形各內(nèi)角，利用導(dǎo)線計(jì)算法，推導(dǎo)出導(dǎo)線測(cè)量結(jié)果。

2.3 技術(shù)要點(diǎn)

在礦山工程當(dāng)中，礦井建設(shè)要滿足礦山測(cè)量需求，將井上與井下坐標(biāo)保持密切聯(lián)系，進(jìn)而有效地繪制出井下和井上測(cè)量圖。利用井上與井下測(cè)量圖，不僅能夠指導(dǎo)井下施工，而且可以幫助測(cè)量人員更好地了解地面建筑和地下工程之間的聯(lián)系，確保地面方位角，以及平面坐標(biāo)有效傳遞到井下巷道中。在此過程中，豎井上部與下部，均處于同一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)部。

定向方法比較多，測(cè)量人員可結(jié)合礦井具體情況，合理選擇定向測(cè)量方法，若為立井方式，其平面聯(lián)系測(cè)量施工期間，可以結(jié)合實(shí)際情況，采取幾何定向測(cè)量方法，例如一井定向與二井定向。當(dāng)然，測(cè)量人員也可以采取物理定向方法，通過準(zhǔn)確導(dǎo)入測(cè)量高程之后，利用鋼尺，測(cè)量出具體長(zhǎng)度[3]。

一井定向采取三角形連接方法，外業(yè)作業(yè)主要包含了定向投點(diǎn)與井上、井下測(cè)量，所謂定向投點(diǎn)，主要指的是在井筒內(nèi)部懸掛2根垂線，進(jìn)而準(zhǔn)確地測(cè)量出兩根垂線坐標(biāo)，包括兩個(gè)連線之間的方位角、井下測(cè)量主要指的是，通過在井下各個(gè)連接點(diǎn)位置設(shè)置經(jīng)緯儀，然后測(cè)量?jī)蓚€(gè)垂線，待導(dǎo)線測(cè)量到定位基點(diǎn)之上，準(zhǔn)確計(jì)算出各個(gè)定向基點(diǎn)坐標(biāo)，包括其具體的方位角。一井定向測(cè)量，受井筒條件影響較大，因此，測(cè)量人員要結(jié)合井筒條件，合理進(jìn)行測(cè)量。

與一井定向不同，若采取二井定向測(cè)量方法，定向投點(diǎn)設(shè)置在兩個(gè)豎井中，在豎井內(nèi)部分別懸掛垂線，同時(shí)，在地面位置，連接各個(gè)測(cè)量點(diǎn)，采取經(jīng)緯儀導(dǎo)線方式，在井下連接測(cè)量，進(jìn)而獲得巷道中，兩個(gè)垂線之間的經(jīng)緯儀導(dǎo)線，經(jīng)過內(nèi)業(yè)計(jì)算后，獲取起算點(diǎn)坐標(biāo)，包括起算邊坐標(biāo)方位角，進(jìn)而順利地完成定向工作[4]。由于二井定向是將兩個(gè)垂球，分別是懸掛在豎井筒內(nèi)部，故兩個(gè)垂球之間的距離大。二井定向，若豎井具備二井定向測(cè)量條件，則需要采取二井定向測(cè)量方法，通過運(yùn)用此項(xiàng)方法，能夠顯著提升豎井測(cè)量精度。

2.4 效益對(duì)比

第一，將二井定向和一井定向有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)相互檢驗(yàn)，可以顯著提高測(cè)量精度，減少測(cè)量次數(shù)，進(jìn)而提升測(cè)量效率。

第二，在定向的過程當(dāng)中，要保證鋼絲處于穩(wěn)定狀態(tài)，井上與井下工作人員還要保持密切配合，采取二井定向和一井定向測(cè)量方法，能夠節(jié)省大量的人力，對(duì)井下作業(yè)影響特別小[5]。

第三，井上和井下保持密切聯(lián)系，可以顯著提高井下控制效率，確保井下導(dǎo)線的安全性，因此，測(cè)量人員要結(jié)合具體情況，將一井定向與二井定向的測(cè)量方法有效結(jié)合，減少錯(cuò)誤測(cè)量數(shù)據(jù)的出現(xiàn)[6]。

3? 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)一井定向與二井定向兩種測(cè)量方法進(jìn)行有效對(duì)比得知，一井定向主要應(yīng)用在一個(gè)豎井測(cè)量中，和二井定向相比較而言，其測(cè)量精度比較低。結(jié)合具體的應(yīng)用現(xiàn)狀得知，在工程施工之中，一井定向測(cè)量方法應(yīng)用較多，但是，若工程具備兩個(gè)豎井，同時(shí)兩個(gè)豎井保持有效貫通，對(duì)測(cè)量精度要求較高，可以采取二井定向方式。

參考文獻(xiàn)

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