两井定向测量的实施及其分析

--I本科毕业论文两井定向测量的实施与其精度分析TWOWELLSDIRECTIONALLYMEASUREMENTIMPLEMENTATIONANDPRECISIONANALYSIS学院（部）：专业班级：学生姓名：王伟指导教师：2010年07月1号两井定向测量的实施及其精度分析--II摘要在矿山建设、生产阶段时联系测量是必不可少的，用于统一地上、下坐标系统。其方法很多，有物理定向和几何定向等等，一般几何定向比较普遍，本文采用新旧技术介绍了两井几何定向。过程中近井点的坐标得到可以运用现代的GPS技术；数据处理采用了EXCLE和VBA联合处理方法；对于投点方法的分析后，运用单重投点发比较繁重、精度一般，本文介绍了激光铅锤仪的投点；同时也对两井定向进行了相关的精度分析。关键词：联系测量，两井定向，精度分析，激光定向，EXCEL，数据处理误差，导线，VBATWOWELLSDIRECTIONALLYMEASUREMENTIMPLEMENTATIONANDPRECISIONANALYSIS--IIIBSTRACTInmineconstruction,productionstagecontactmeasurementisindispensable,undertheground,forunityCoordinatesystem.Themethodisverymuch,havephysicaldirectionalandgeometricdirectionaletc,generalgeometricdirectionalthanisgenerally,thepaperintroducestwoWellsoldtechnologygeometricorientation.ProcessthecoordinatesgetnearlywellpointcanbeusedmodernGPStechnology;DataprocessingwiththejointtreatmentEXCLEandVBA;Analysisofthepointmethodforshotsafterusingsingleheavyhurlbit,comparativeonerous,accuracy,thispaperintroducesthegeneralQianChuiinstrumentforlaserpoint;AlsoonthetwoWellsdirectionallyrelatedprecisionanalysis.KEYWORDS：relationmeasurement，twowellsdirectionally，analysis,precision,vba，，laserdirectional，dataprocessing，error，wires,excel目录--IV摘要..............................................................ⅠABSTRACT..........................................................Ⅱ绪论...............................................................11地面测量.........................................................11.1地面导线测量..................................................11.2地面水准测量..................................................21.3地面连接导线..................................................42定向投点.........................................................42.1激光铅锤仪....................................................42.2激光铅锤仪用于投点的误差分析..................................53导入高程.........................................................64井下导线测量.....................................................85内业计算.........................................................85.1内业纯计算....................................................95.2一般实例利用EXCELVBA进行计算...............................106精度分析........................................................206.1地面连接误差.................................................206.1.1由一个近井点向两个垂球线敷设连接方案的误差...............216.1.2由两个近井点分别向两个垂球线敷设连接方案误差.............226.2井下连接误差.................................................236.2.1由井下导线测角误差引起的连接误差.........................236.2.2由井下导线量边误差引起的连接误差.........................256.2.3由井下导线量边测角误差引起的各边连接总误差...............266.3经井上下两槌球线间距离的容许误差.............................26结束语............................................................27参考文献..........................................................28致谢..............................................................29--1绪论在矿山建设、生产阶段需要进行联系测量，即将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下，使矿井上下能采用同一坐标系统所进行的测量工作；两井定向有物理定向、几何定向等，这里主要阐述两井几何定向。联系测量须独立进行两次，在互差不超过限差时采用均值作为联系测量的最终结果。联系测量的必要性：(1)需要确定地面建筑物、铁路和河湖等与井下采矿巷道之间的相对位置关系。(2)需要确定相邻矿井的各巷道间及巷道与老塘(采空区)间的相互关系，正确地划定两相邻矿井间的隔离矿柱。(3)为解决很多重大工程问题，如井筒的贯通或相邻矿井间各种巷道的贯通，以及由地面向井下指定地点开凿小井或打钻孔等等。联系测量的任务：(1)井下经纬仪导线起算边的坐标方位角；(2)井下经纬仪导线起算点的平面坐标x和y；(3)井下水准基点的高程H。1、地面测量1.1、地面导线测量近井点可在矿区三、四等三角网、测边网的基础上，用插网、插点和敷设经纬仪导线（钢尺量距或光电量距）等方法测设。近井点的精度，对于测设它的起算点来说，其点位中误差不得超过±7cm，后视边方位角中误差不得超过±10″。这里采用一级光电测距导线测量来得到近井点的坐标。图1-1地面导线--2表1一级光电测距导线的布设与精度要求附闭合导线长度/km一般长度/km测距相对中误差测角中误差/″导线全长相对闭合差50.51/30000±51/20000表2一级导线测量水平角观测的技术要求测角中误差/″测回数方位角最大闭合差/″DJ1DJ2DJ6±5——46±10√n表中n为测站数表3水平角的观测限差表仪器级别光学测微器两次重合读数差/″半测回归零差/″一测回2c互差/″同一方向值个测回/″DJ11696DJ238139DJ6——18——24表4一级导线光电测距的技术要求采用仪器等级往返次数时间段总测回数一测回最大互差/mm单程测回间最大差/mm往返测或不同时间段互差/mmⅡⅢ12410201530±√2（A+BD）表中A为固定误差(mm)，B为比例误差（mm/km）,D为测距长度（km）。近井点测量也可以通过GPS测量来进行。利用GPS卫星定位测量测设近井点时，近井点应埋设在视野开阔处，点周围视场内不应有地面倾角大于10º的成片障碍物。同时应避开高压输电线、变电站等设施，其最近不得小于200m。测量可采用静态定位法；在《规范》将GPS网点划分为A、B、C、D、E五个等级。其中D级和E级分别相当于常规测量的国家三等点和四等点，近井点测设可采用上述等级。有关技术标准见下表：表5GPS技术标准--3等级平均边长/km仪器要求精度指标/mmb图形强度（PDOP）观测时段个数时段长/min卫星高度角限值/°abDE10～55～2单频或双频单频或双频10101020≤10≤10≥2≥2≥60≥6≥15≥15GPS观测包含：制定观测实施方案，天线的设置及量高，接收机的预热和开机，观测过程中的操作和记录，气象数据的观测记录，关机和迁站以及GPS测量数据的处理。1.2、地面水准测量井口水准基点的高程精度应满足两相邻井口间进行主要巷道贯通的要求，通过分析我们可以得到：井口水准基点的高程测量，应按四等水准测量的精度要求测设。测量高程基点的水准路线，可布设成附（闭）合路线、高程网或水准支线。除水准支线必须往返观测外，其余均可只进行单程测量。如下图：图1-2地面水准路线表6四等水准网的主要技术要求每公里高差中数误差/mm环线或闭合路线长度/km仪器级别水准标尺观测次数往返互差，环线或符合路线闭合差/mm与已知点联测符合或环线平地山地±1015S3木质双面往返各一次往一次±20√L±6√n表中L为水准点间路线长度（km），n为测站数--4表7四等水准观测的技术要求一起级别视线长度/m前后视距差/m前后视距累差/m视线离地面最低高度/m基本分划，辅助分划黑红面读数/mm基本分划，辅助分划黑红面高差之差/mmS31005100.23.05.01.3、地面连接导线地面有近井点至井口（定向连接点）的连测导线，边数应不超过3个。地面连测时，应敷设测角中误差不超过5″或10″的一二级闭合导线或复测支导线，10″（二级）导线只能用以10″（二级）小三角网作为首级控制的小矿区。地面连测导线应在这里采用一级光电测距导线，其技术及技术要求如上表格所示。2、定向投点常规的投点定向通常采用垂球线单重头点法，其本身又分为单重稳定投点和单重摆动投点。这种方法由于井下有通风设备，钢丝摆动受风力影响给定向带来较大误差；钢丝较长摆动不易停止，须添加附属设备。得到结果的精度低，效率低，受风力影响，占用矿井影响生产；比较繁琐，结果一般。这里采用激光垂直仪进行两井定向，如下：2.1、激光铅锤仪激光铅锤仪是一种供竖直定位的专用仪器，适用于矿山、高层建筑物的竖直定位测量。仪器上设置有两个互成90°的水准器，其角值一般为：20″/2mm。仪器配有专门的激光电源，可发射垂直激光束。使用方法：（1）、在地面离井壁3-10m处开始搭设临时支撑架（中间为空的）安放接受板。（2）、将激光铅锤仪置放在井底向井上接受板投点。（3）、将激光铅锤仪每旋转120°，则在接受板上用细的钢笔标定投点的位置。取三点所组成的三角形的内切圆的中心作为最后的位置。--5图2-1激光铅锤仪投点示意图2.2、激光铅锤仪用于投点的误差分析--6图2-2激光铅锤仪投点的精度分析激光铅锤仪发射激光束必须为一