竖井分段定向的分析与实例.doc

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= 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则e总= 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 对比式和式比较可以看出，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= 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1mH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= 由式和式比较可以看出分段定向法投点引起的定向误差缩小了倍，而连接误差却增大了倍，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。通过对式求极值得知当n= 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差之甚小，所以当水平间距不相同时也可用公式M分= 来计算评定。关健是水平数目n一定要由式来确定，然后再决定用何种定向方法，若 m0m连则n=1，这时应从地表向该水平定向。若 m0m连和n1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=用分段定向法最有利水平数n=若用从地面直接向-480m水平定向，则定向总误差：M1= 若用分段定向在-480m水平定向总误差：M分= 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=（最有利水平数）实际取n=3若由地表直接H=380m水平定向则定向误差M1=若用分段定向法按实际n=3在380m水平定向总误差：M分=虽然没有具体分析，现