Приложение 8-3. Передача координат через отклонившуюся скважину

Приложение 8-3

Передача координат через отклонившуюся скважину

1. Передача при помощи теодолита с внецентренной трубой

Основная идея передачи координат с поверхности на подземный горизонт при помощи теодолита с внецентренной трубой видна из рис. 8.8.

На поверхности, со знака подходной полигонометрии, определяют координаты вертикальной оси вращения внецентренного инструмента. Несколькими приемами определяют по вертикальному кругу теодолита зенитное расстояние z (дополнение угла наклона до 90°) линии ID. Также несколькими приемами измеряют горизонтальный угол при точке I - между направлением на знак подходной полигонометрии и точку D. Измеряют наклонное расстояние ID по скважине. Имея дирекционный угол отрезка и его длину (определяемую по формуле ), по координатам точки I определяют координаты точки D. Практически, вместо измерения расстояния по скважине, определяют отметки точек I и D и по их разности b' вычисляют .

Для обеспечения требуемой точности измерения горизонтального угла необходимо иметь инструмент с накладным уровнем. Только при этом условии можно обеспечить погрешность в горизонтальном угле не более 15 мин. Вертикальный круг внецентренного инструмента должен иметь точность не ниже 30''.

При соблюдении этих условий и при аккуратном выполнении всех измерительных операций погрешность передачи координат через отклонившуюся скважину длиною до 50 м не превысит мм, что вполне обеспечивает требуемую точность определения дирекционного угла линии подземной полигонометрии по способу двух шахт.

2. Передача специализированным теодолитом*

А. Специализированный теодолит

В трегере с тремя подъемными винтами имеется круглое отверстие, концентрично над ним - полый цилиндр, свободно вращающийся в горизонтальной плоскости. Отверстие в цилиндре равно отверстию в трегере. К цилиндру прикреплены две стойки с лагерами оси вращения трубы в вертикальной плоскости и крепления верньеров вертикального круга. Труба теодолита вращается в горизонтальной плоскости на 360° вместе с цилиндром на трегере. Имеются закрепительный и микрометренный винты. На кронштейнах, укрепленных на внешней стороне цилиндра, установлены два взаимно перпендикулярных уровня, один из которых параллелен вертикальной плоскости вращения трубы (цена деления уровней должна быть порядка 20''). При вертикальном круге уровень не требуется, и в процессе работы ноль верньеров не должен смещаться. Верньеры неподвижно скреплены с конструкцией подставок. При работе теодолит ставится или на столик с отверстием в центре, или на штатив типа мензульного, в котором имеется в центре достаточно большое отверстие.

Б. Подготовительные работы к передаче координат через скважину

После того как удостоверились в наличии просвета в скважине на уровне, удобном для установки теодолита, определяется визуально место, с которого обеспечивается возможно большая площадь видимости в тоннель через просвет в скважине. Над этим местом закрепляется маркшейдерский гвоздь в деревянной конструкции, сооружаемой над скважиной. Подвешивается отвес, который определяет точку визирования и центрирования теодолита.

Отпустив отвес из точки А (рис. 8.9 и 8.10) в скважину на несколько метров, визуально находят направление отклонения скважины от вертикали. Направление отклонения скважины от вертикали будет идти по линии, соединяющей глаз наблюдателя с отвесом тогда, когда нить отвеса будет делить просвет в скважине, видимый глазу, пополам. Это направление по створу "глаз - отвес" (тут же, не отводя глаз в сторону) отмечается на каком-либо удаленном предмете точкой М (рис. 8.9 и 8.10). Большой точности в ее выставлении не требуется, поэтому достаточно наметить точку М один раз без последующих уточнений.

Над ближайшим к скважине пунктом F подходного полигона (рис. 8.10) устанавливается обычный высокоточный теодолит и измеряются угол и линия, необходимые для получения координат точки А. Затем этот же теодолит устанавливается над скважин ой, центрируется под отвесом в точке А и измеряется угол , необходимый для получения дирекционного угла линии AM. На этом работа с обычным теодолитом заканчивается.

Над скважиной, под точкой A, центрируется специализированный теодолит, и посредством уровней его ось вращения приводится в вертикальное положение.

Установленный специализированный теодолит ориентируется в плане на точку М (марка) и в таком положении закрепляется. Затем поворотом трубы визируют вниз - в скважину, на ярко освещенный белый экран, находящийся под устьем скважины.

Труба теодолита в вертикальной плоскости устанавливается в такое положение, когда горизонтальная нить сетки будет делить пополам видимый в скважине просвет, после чего подается по скважине команда на укладку рейки на подземном горизонте (рис. 8.10). Рейка должна иметь длину порядка 50 см; ее можно, сделать на ватмане или использовать часть обычной нивелирной рейки.

Рейка кладется горизонтально, цифрами вверх, и ориентируется по горизонтальной нити сетки трубы специализированного теодолита. После установки рейка надежно закрепляется гвоздями (во избежание сдвигов ее во время работы) и хорошо освещается. На этом заканчиваются подготовительные работы.

В. Наблюдения при передаче координат

На поверхности ориентируют трубу теодолита в плане на точку М при установленных на середину пузырьках обоих уровней. Затем визируют вниз на рейку, при этом горизонтальная нить сетки трубы совмещается с продольной осью рейки. Производят отсчет на рейке по вертикальной нити сетки и отсчет по верньеру вертикального круга, затем выполняют то же при другом круге. Это составляет одни полный прием; рекомендуется делать 3-4 таких приема. Выводится среднее из всех отсчетов по рейке, которое сообщается по скважине вниз, где фиксируется точка К (рис. 8.9 и 8.10).

Среднее из всех полуразностей отсчетов по вертикальному кругу при круге право и круге лево в каждом приеме определит величину угла z (рис. 8.9), т.е. зенитного расстояния наклонной линии АК.

На подземном горизонте при знаке Т измеряется угол между линией подземной полигонометрии и направлением на точку К, фиксированную на рейке, а также расстояние ТК. Рулеткой по скважине измеряется расстояние l между горизонтальной осью вращения трубы специализированного теодолита и точкой К (рис. 8.9.). Вместо измерения расстояния l по скважине можно определить его как разность отметок горизонтальной оси вращения специализированного теодолита и точки К.

Координаты точки К определяются из формул

дир. уг. AM,

дир. уг. AM,

где .

______________________________

* Разработка способа передачи координат через отклонившуюся скважину специализированным теодолитом произведена геомаркшейдерским отделом Ленинградского метростроя.