煤矿井下钻孔测斜原理及轨迹计算方法

论述了基于加速度计与磁强计测量钻孔倾斜角、工具面角和方位角的具体方法,推导了各姿态角解算公式,并对钻孔轨迹计算方法进行了分析与阐述。分析了影响测斜精度及轨迹计算的各种因素,提出消除仪器的器件误差及安装误差、降低外界磁干扰、校正子午线收敛角,既可以提高测斜仪的精度又可以提高钻孔轨迹精确度。     

矿井长钻孔随钻轨迹测量技术研究

针对煤矿井下长钻孔轨迹测量的问题,采用了2种长钻孔随钻轨迹测量方法,可用于煤矿井下水平钻孔或定向钻孔无缆随钻测斜,随钻测量并记录钻进方向的倾角、方位角;对最小曲率法、均角全距法的钻孔轨迹数据计算方法进行了研究,分析了钻孔轨迹测量中常见的误差原因及校正误差的方法,通过实测钻孔轨迹数据分析钻孔轨迹测量数据分析方法与测量效果。通过理论与实测数据研究得出,该随钻钻孔轨迹测量技术与误差校正方法提高了钻孔轨迹测量精度,能够很好地用于矿井长钻孔的轨迹测量。     

也谈陀螺仪框架误差及漂移的消除

用陀螺测斜仪测量占孔弯曲，可由面板直接读得测点的顶角，方位角则不能。面板读数既不是方位角也不是终点角，而是包含漂移的终点角测量值，从此测值中消除漂移可得到终点角，将终点角投影到水平面上（去框架误差）才是方位角。关于漂移与框架误差的消除顺序，至今仍然存在两种相反的看法，而其共同点则是把消除顺序与计算的准确性联系起来，从而强调某一特定顺序。我们认为，计算的准确与否决定于所采用的计算方法而与消除顺序无关，但消除顺序影响计算方法的繁简程度。     

坐标反算时的方位角计算一法

介绍了一种坐标反算时的方位角计算方法:首先根据两点间的坐标计算得出坐标增量,用坐标增量计算出边长和1个过渡角,并根据纵坐标增量ΔX的符号判断方位角与该过渡角之间的关系,从而求得坐标方位角。实践证明,该方法可以减少象限判断的步骤,便于编程计算。     

基于卷积神经网络的煤矿井下定向钻进轨迹参数预测

为了得到定向钻进过程中钻头处的实际轨迹参数、提高定向钻孔轨迹控制效果保证实钻轨迹精准度;基于一维卷积神经网络建立了煤矿井下定向钻孔的轨迹参数的预测模型;选取了502组、每组12个实钻轨迹的倾角、方位角、工具面向角等参数作为训练集,以每组最后1次测量所得倾角、方位角为输出值,其他参数作为输入值对模型进行训练;另取12组轨迹参数作为测试集对模型的预测能力进行检测,并将测试结果与24名技术人员根据工作经验得出的预测值进行对比分析。研究表明：该一维卷积神经网络对轨迹参数的预测可行,在均方根误差、可决系数这2项评价指标显出略微优势的同时,倾角、方位角预测的绝对误差分别为0.69°和0.79°,比技术人员预测值平均分别低了22.5%和18.1%。     

经纬仪在测斜中的应用

利用经纬仪测量竖直角的原理提出了用经纬仪测量竖孔的顶角和方位角 ,并计算出其偏差。在实际工程应用中验证了该方法的可靠性 ,使普通经纬仪满足一定的竖孔测量要求     

超高温光纤陀螺轨迹测量仪研制

介绍的"超高温光纤陀螺轨迹测量仪研制"主要解决超高温大井深环境下钻孔倾角、方位角、温度、井深测量问题,它包括钻孔各井深孔段倾角、方位角、工具面向角、井深及温度的测量。针对光纤陀螺传感器温度漂移、光纤陀螺惯测组合井下环境适应性、仪器外场标定技术和误差分析校正等关键技术,研发超高温钻孔轨迹测量仪,使用钻孔孔内温度可达270℃,环境压力120MPa,通过在大井深高温地热能钻探工程、干热岩钻探工程、科学钻探工程、深部矿产资源勘探和深部油气资源勘探等工程中的应用,拓展应用领域,为超高温大深度钻井轨迹测量提供技术支撑。     

计算后方交会的简便方法

后方交会由于测量方法简单,是矿山地面测量经常采用的测量方法。但因后方交会只观测α和β两个角(如图1),那么欲求待定点P,就需先计算出γ和δ两个辅助角(未知角),然后遂步计算各已知点间的距离和方位角,及各已知点至P点的边号和方位角,才能计算P点的坐标X、Y。这种计算步骤非常繁琐,公式复杂。如果采用矩阵的计算方法来计算后方交会就非常简单,因为利用矩阵来表示和     

十二位置标定法在钻孔测斜仪校正中的应用

磁性钻孔测斜仪所使用的磁传感器和加速度传感器由于自身特性的差异以及生产装配的原因,给传感器输出带来了误差,造成测斜仪顶角和方位角计算出现偏差。为此采用了一种十二位置标定方法,依靠垂直方向的地磁场分量和重力加速度,对磁传感器和加速度传感器的三轴零位偏差、灵敏度误差和安装误差进行了校正。校正前后的对比实验显示:测斜仪顶角均方误差由0.5°减小为0.06°,方位角均方误差由校正前的21.75°减小到0.82°,表明该方法校正效果明显,可以满足测斜仪工程化应用的要求。     

煤矿井下定向钻孔轨迹预测技术

煤矿井下定向钻孔轨迹预测技术是实现钻孔轨迹智能控制的基础,通过研究煤矿井下定向钻造斜规律,得出工面向角是螺杆钻具改变钻孔轨迹主要因素,建立工具面向角改变钻孔倾角、方位角数学模型,推导出工具面向角预测定向钻孔轨迹算法,并开发相应定向钻轨迹预测软件。杨柳矿现场试验表明该钻孔轨迹预测软件满足现场施工精度要求(相对误差小于1.38%)、钻具摩阻力降低20%以上,提高定向钻施工安全性。     

子午线收敛角在煤矿测量中的应用

子午线收敛角在煤矿测量中应用广泛,特别是在矿区跨度范围较大的情况下,子午线收敛角尤为重要。煤矿测量中通常需要加测陀螺定向边来提高井下巷道测量精度,主要参数有陀螺方位角、坐标方位角、子午线收敛角、仪器常数等。采用中天法,通过对豫省东部某煤矿实测数据的计算和精度评定,测定所求井下陀螺定向边的坐标方位角,根据定向边的坐标方位角指导煤矿顺利贯通,保证煤矿安全生产。点位坐标决定子午线收敛角大小。实测中必须精确计算子午线收敛角,并对仪器常数和陀螺方位角进行精度评定。     

三表校正轴线法

在固定设备的安装和检修中,通常用钢直尺、塞尺、块规等量具校正各种联轴器的不平行度和不同心度。这种方法需要具有丰富经验的人员操作,而且校正时间长、误差大,有时不能保证设备正常运转。在使用一只百分表校正联轴器径向偏差的方法启发下,我们试验总结出一种用三只百分表校正设备轴线的《三表校正轴线法》。经长期在汽轮发电机、矿井提升机、主扇风机、主水泵等主要设备的安装、检修中校正联轴器中线,证明该方法校正快、精度高、易掌握,受到现场操作人员的好评。三表校正轴线的具体方法是: 1.用A表(如图中所示)来测量两联轴器的径向偏差,应尽量装在两联轴器对面的边缘处;B表和C表用于测量两轴不平行度的偏差,应尽量装在联轴器最大半径处。使用B、C两表是为了防止轴向串动引起的误差,这一点至关重要。     

煤矿井下随钻测量技术的应用研究

目前煤矿行业广泛采用定向钻进,对随钻测量装置的要求越来越高。介绍了随钻测量装置系统的原理,并采用无需电池供电的方法给测斜探管供电,节省了以往因探管电池电量耗尽而退出全部钻杆更换电池的时间以及减少了测量装置系统的成本。在此基础上研制了实际的随钻测量装置,并通过工业试验证明,研制的随钻测量系统能够完成倾角、方位角、工具面向角等参数的测量,提高了钻进效率。     

自动化成图下的地形、地质统一性问题的处理

在普通的地形地质图中,地形的起伏与地质学的层面往往会产生一定的夹角（我们称之为“TOBIA”）,对TOBIA进行计算和数字化显示,我们需要四种空间分布式的数据：地形坡度方位角、地形坡度角、地层的倾向和地层倾角。地形坡度方位角和地形坡度角可从高精度的数字高程模型中获得,连续的地层倾向和地层倾角数据可由点位测量中的克立格法求得。基于以上四种数据,TOBIA既可以地形类型显示方式成图,也可以连续性方式成图。前者的成图方式需要两个步骤：首先,根据地形坡度方位角和地形坡度角的参数特征,将地形划分为三种类型;其次,对地形坡度方位角和地形坡度角进行参数校正,对地形类型进行二次细分。在对TOBIA的连续性计算中所用到的几何学公式中涵盖了以上四种变量参数。对于计算大区域面积的地形起伏与地质学层面的夹角,这种方式显得尤为简便和快捷。     

陀螺全站仪子午线收敛角的快速计算方法分析

文中通过网络CORS站GPS—RTK收测两个地面点位,在其中一点上用陀螺全站仪设立测站计算出地面两点的坐标方位角,用另一个点定向后,反测这两点的距离检验这两点距离精度。然后,在同一测站启动陀螺仪通过中天法测量或逆转点法测量找到过测站点的子午线北方向(即真北方向),重新用真北方向定向后,测量这两点的真方位角。通过计算子午线收敛角公式γ=A-T,给出当地的子午线收敛角。进而可快速完成地下坐标方位角的测定。     

经纬仪方位角测回法

一、简介经纬仪导线测量是确定矿山巷道各控制点的主要方法。所谓导线测量就是用连续的折线把各控制点联接起来,测量边长及相邻边的水平角,以便确定各控制点的坐标。常用的测角方法有复测法、测回法和全圆测回法。外业所测的是两相邻边构成的水平角。为了计算点的坐标和坐标增量,必须先计算出边的方位角和象限角。     

按贯通巷道两端的实测精度求贯通点重要方向的误差

贯通测量误差预计的目的,是正确合理的进行贯通测量方法设计。当贯通测量进入直线方向标定时,可按贯通测量两端导线多次测量的实际精度(即点位误差和方位角误差),进行即将贯通的误差预计,若误差偏大,可采取措施进行补救,以达到确保巷道贯通,满足生产的要求。 现从理论计算并结合平局某矿实例,讨论这种误差预计的方法。1 求贯通巷道两端导线最末点的点位误差与最末边方位角误差 如图:若A端为主斜井及石门导线末点,求A点点位中误差m_A和方位角中误差m_(α12-A)。A端导线共测量n次,若各次测量的不符值为     

关于四角测量

三角测量是大地控制测量的主要方法之一,早为人们所熟识,并已运用到实践中去。但四角测量则很少有人提及,也不太为人们所重视。四角测量也同三角测量一样,顾名思义,就是要施测四角形的四个角及其适当数量的边长,从而计算出其它所有的边长、方位角和四角     

井下导线测量及陀螺定向测量的精度分析探讨

传统的井下导线测量需要对导线的水平角、竖直角和边长三要素进行综合测量,且水平角测量是引起误差的主要原因。水平角测量精度可以通过测角中误差这一数值指标来反馈,针对山西马道头矿重要大巷采用导线测量和陀螺定向测量,并分别对两者的测角中误差进行计算,可知导线测量的测角中误差为5.2″,而采用陀螺定向测量的测角中误差为2.74″,说明陀螺定向测量能够大幅度降低测角中误差值,进而提高测量结果的精确性。     

煤矿井下手持式浅孔轨迹仪

研制了煤矿井下手持式浅钻孔轨迹仪。仪器主要由孔口显示控制器、轨迹仪探管和输送杆3部分组成,用于煤矿井下较浅钻孔的输送式测量。轨迹仪探管可测量钻孔的倾角、方位角和工具面向角等姿态参数,孔口显示控制器同步工作并记录钻孔的深度和测量时间,二者通过蓝牙无线传输的方式进行通信,最终结果以数字和图形的方式显示出来。试验结果表明,该设备工作稳定、性能可靠,实用性强。