基于AutoCAD图解矿山两井定向的计算方法研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)河南工程学院土木工程学院 作者:沙从术

  针对矿山两井定向内业计算步骤多、公式复杂、过程繁琐、需要进行数据平差、耗时长且易算错的情况,探讨了利用AutoCAD 绘图软件的坐标展点、旋转、缩放、查询、距离和角度量测等功能进行两井定向的图解计算方法,并通过实例与传统计算结果进行比较。结果表明: 测角闭合差、坐标闭合差和全长闭合差都是完全一致的,平差后的坐标差值最大为1. 9 mm,最小为0. 2 mm,符合《矿山测量规程》的要求。验证了AutoCAD 图解计算精度的可靠性,同时显示了利用AutoCAD 图解计算直观性和快捷的优点,为矿山测量人员解算两井定向提供了一种新的简便计算方法。

  引言

  在矿山工程中,为了满足矿井建设、生产、管理和安全的需要,必须建立井上下统一的坐标系统,对于采用平硐或斜井开采的矿井,可以用导线测量的方法直接将地面的坐标导入至井下; 而对于立井开采的矿井,进行井上下联系测量则需要一井定向或两井定向。一井定向是在一个井筒内悬挂2根钢丝,将地面点的坐标和边长方位角传递到井下; 两井定向则是在2 个井筒内各悬挂1 根钢丝,通过地面和井下导线测量将其联系起来,从而将地面坐标系统中的点坐标和边长方位角传递到井下。两井定向和一井定向相比,一井定向投点边长短、计算简单,但精度低,不常使用; 两井定向由于2 点相距较远,投点误差影响小,定向精度高,但计算复杂、步骤多且易出错。如今,AutoCAD 已广泛应用于机械、建筑、电子、航天、矿山、土木工程、测绘等领域,成为工程设计领域中应用最多的计算机绘图软件。利用AutoCAD 相应功能进行图解计算两井定向,将使其变得简单、直观、速度快、效率高、不易出错并能保证计算精度,具有一定的可操作性,笔者探讨利用AutoCAD 图解计算两井定向相关数据的原理与方法,并通过实例验证了AutoCAD 图解计算结果的可靠性与结果精度。

  4、利用AutoCAD 图解计算注意事项

  1) 展点前需要根据测区的最小坐标和最大坐标设置图形界线,精度至0. 1 mm。

  2) 由于高斯平面测量坐标系与AutoCAD 的数学坐标系不同,展点和坐标查询时需要将X 和Y 坐标对换,坐标方位角是顺时针旋转,而数学坐标系中的角度是以逆时针方向旋转的,所以在旋转测量角度前加负号。

  3) 旋转和缩放导线前,需将导线整体设置为AutoCAD 中多段线形式,不能用直线的方式相连。

  4) 使用AutoCAD 中ID 命令查询各点坐标时,须使用“对象捕捉”模式精确查询,还可以方便地查询和标注每条导线边坐标方位角。

  5) 利用AutoCAD 图解计算,只适用于坐标测量的计算,对于高程的计算需单独进行。

  6) 利用AutoCAD 作图计算,只适用于单一形式的导线测量,对于地下空间交叉导线、结点导线的几何解算方法还有待于进一步探讨。

  5、结语

  对于两井定向,采用不同的数学模型和计算方法,其计算结果都是有微小差别的,而利用AutoCAD进行两井定向的图解计算,可以做到简单快捷、直观明了,减少测量人员的内业计算工作量,提高工作效率,还可以直观检查或避免测量与计算过程中的错误,通过实例验算,计算的成果和精度与传统公式法计算是一致的,该方法同样适用于地面支导线和无定向附合导线测量的计算,在矿山工程和线路工程测量中可以推广应用。

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