專利名稱：井下鉆孔方位確定方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種井下鉆孔方位確定方法和裝置。
背景技術(shù)：
煤礦的井下施工中經(jīng)常需要采用鉆孔施工的方法。在井下鉆孔時，根據(jù)施工的實(shí)際需要，對于鉆孔的方位具有特定的要求，例如，要求鉆孔與巷道的夾角為設(shè)定角度值，因此，在實(shí)際井下鉆孔施工中，將鉆機(jī)置于待鉆孔的位置之后，需要先確定鉆孔方位，使鉆孔與巷道的夾角滿足該設(shè)定角度值，然后再按照該鉆孔方位進(jìn)行鉆孔操作。目前井下鉆孔施工中，通常采用平移巷道中心線的方法確定井下鉆孔方位。在巷道建設(shè)時，已經(jīng)將巷道中心線標(biāo)記在巷道內(nèi)；在確定井下鉆孔方位時，通過人眼目測將巷道中心線平移到待鉆孔位置，在待鉆孔位置，根據(jù)目測得到的巷道中心線的平行線，采用方位尺確定鉆孔方位。采用平移巷道中心線的方法確定井下鉆孔方位，由于巷道中心線的平行線是采用人眼目測得到的，因此確定的鉆孔方位的精確度差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種井下鉆孔方位確定方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)對井下鉆孔方位進(jìn)行精確確定。本發(fā)明還提供一種井下鉆孔方位確定裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)對井下鉆孔方位進(jìn)行精確確定。本發(fā)明提供一種井下鉆孔方位確定方法，包括采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出巷道中心線的垂線和/或平行線；采用線繩和吊錘將所述垂線和/或平行線平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度；采用方位尺根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度和平移后的垂線和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位。如上所述的井下鉆孔方位確定方法，其中，所述采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出巷道中心線的垂線和/或平行線包括采用經(jīng)緯儀在鉆場頂板和/或迎頭頂板上標(biāo)記出巷道中心線的垂線和/或平行線。如上所述的井下鉆孔方位確定方法，其中，所述采用線繩和吊錘將所述垂線和/ 或平行線平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度包括在所述垂線和/或平行線上選擇至少兩個標(biāo)定點(diǎn)；在所述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)設(shè)置具有吊錘的豎直線繩；在預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度，在所述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)的具有吊錘的豎直線繩之間設(shè)置水平線繩。如上所述的井下鉆孔方位確定方法，其中，所述采用方位尺根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度
4和平移后的垂線和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位包括以所述水平線繩為一條邊，采用所述方位尺測量獲得預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊；將所述預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊作為鉆孔方位放置鉆桿。如上所述的井下鉆孔方位確定方法，其中，所述采用方位尺根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度和平移后的垂線和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位包括以平移后的垂線和/或平行線為一條邊，采用所述方位尺測量獲得預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊；將所述預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊作為鉆孔方位放置鉆桿。本發(fā)明還提供一種井下鉆孔方位確定裝置，包括標(biāo)記單元，用于采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出巷道中心線的垂線和/或平行線，并將標(biāo)記的所述垂線和 /或平行線的位置信息傳送給放線單元；放線單元，用于采用線繩和吊錘將所述垂線和/或平行線平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度并以線繩進(jìn)行標(biāo)記；角度測量單元，用于采用方位尺根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度和平移后的垂線和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位。如上所述的井下鉆孔方位確定裝置，其中，所述標(biāo)記單元具體用于采用經(jīng)緯儀在鉆場頂板和/或迎頭頂板上標(biāo)記出巷道中心線的垂線和/或平行線。如上所述的井下鉆孔方位確定裝置，其中，所述放線單元包括選點(diǎn)單元，用于在所述垂線和/或平行線上選擇至少兩個標(biāo)定點(diǎn)；垂線單元，用于在所述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)設(shè)置具有吊錘的豎直線繩；水平線單元，用于在預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度，在所述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)的具有吊錘的豎直線繩之間設(shè)置水平線繩。如上所述的井下鉆孔方位確定裝置，其中，所述角度測量單元具體用于以所述水平線繩為一條邊，采用所述方位尺測量獲得預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊，將所述預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊作為鉆孔方位放置鉆桿。如上所述的井下鉆孔方位確定裝置，其中，所述角度測量單元具體用于以平移后的垂線和/或平行線為一條邊，采用所述方位尺測量獲得預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊，將所述預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊作為鉆孔方位放置鉆桿。本發(fā)明提供的井下鉆孔方位確定方法和裝置，采用經(jīng)緯儀確定巷道中心線的垂線和/或平行線，采用方位尺確定鉆孔角度，鉆孔方位是通過精密儀器進(jìn)行測量后確定的，因此精確度高，實(shí)現(xiàn)了對井下鉆孔方位進(jìn)行精確確定。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的井下巷道的位置示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的井下鉆孔方位確定方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的方位尺測量示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的井下鉆孔方位確定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的井下巷道的位置示意圖。如圖1所示，實(shí)施例一中的井下巷道環(huán)境中，以水平巷道10的一端連接第一鉆場11和第二鉆場12為例，在巷道10的施工過程中，已經(jīng)在巷道中清晰標(biāo)注出了巷道中心線13。通過鉆機(jī)14完成鉆孔，鉆桿15與鉆機(jī)14相連。采用方位尺16測量鉆桿15的角度。并且，本發(fā)明實(shí)施例一以巷道方位為0 度，在第二鉆場12中設(shè)置鉆孔，該鉆孔方位為30度為例。圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的井下鉆孔方位確定方法的流程圖。如圖2所示，該方法至少包括如下步驟。步驟21 采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出巷道中心線13的垂線和/或平行線。在本步驟中，在鉆場中與底面平行的平面可以是鉆場頂板和/或迎頭頂板，步驟 21中采用經(jīng)緯儀在鉆場頂板上標(biāo)記出巷道中心線13的垂線和/或平行線。參見圖1，采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出至少兩個點(diǎn)，使得其連線構(gòu)成一條直線并且垂直于巷道中心線13，例如，圖1中所示A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)和D點(diǎn)，A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)和D點(diǎn)位于一條直線上，即位于直線AD上，并且，直線AD垂直于巷道中心線13。采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出至少兩個點(diǎn)，使得其連線構(gòu)成一條直線并且平行于巷道中心線 13，例如，圖1中所示E點(diǎn)和F點(diǎn)構(gòu)成直線EF，直線EF平行于巷道中心線13，圖1中所示G 點(diǎn)和H點(diǎn)構(gòu)成直線GH，直線GH平行于巷道中心線13。步驟22 采用線繩和吊錘將上述垂線和/或平行線平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度。在本步驟中，首先，在上述垂線和/或平行線上選擇至少兩個標(biāo)定點(diǎn)。然后，在上述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)設(shè)置具有吊錘的豎直線繩。最后，在預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度，在上述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)的具有吊錘的豎直線繩之間設(shè)置水平線繩。參見圖1，選擇A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)、D 點(diǎn)、E點(diǎn)、F點(diǎn)、G點(diǎn)和H點(diǎn)作為標(biāo)定點(diǎn)，在上述標(biāo)定點(diǎn)上拴上線繩，并在該線繩上拴上豎直垂下的吊錘，以保證該線繩為豎直線繩，將吊錘向下垂到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度。在預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度，以水平線繩連接從A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)和D點(diǎn)垂下的豎直線繩，并且連接從E點(diǎn)和F點(diǎn)垂下的豎直線繩，連接從G點(diǎn)和H點(diǎn)垂下的豎直線繩。上述水平線繩即為平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度的上述垂線和/或平行線。步驟23 采用方位尺16根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度和平移后的垂線和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位。圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的方位尺測量示意圖。參見圖3，在本步驟中，首先，以平移后的垂線31和/或平行線為一條邊，采用上述方位尺16測量獲得預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊。在實(shí)施例一中，平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度的垂線和/或平行線即為步驟22中放置的水平線繩，因此，步驟23中以上述水平線繩為一條邊進(jìn)行測量。然后，將上述預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊作為鉆孔方位放置鉆桿15。參見圖1，以巷道方位為0度，在第二鉆場12中設(shè)置鉆孔，預(yù)設(shè)的鉆孔角度為30度。將方位尺16的一邊對齊與直線CD的垂線相連的水平線，以該水平線為一條邊，測量獲得角度為30度的角，獲得該角的另一條邊，即確定了鉆孔方位，然后，將鉆機(jī)14與鉆桿15連接到一起，沿著獲得的另一條邊放置鉆桿15。在此步驟中，需要保證測量過程中該方位尺16始終處于水平狀態(tài)。圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的井下鉆孔方位確定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，該裝置包括標(biāo)記單元41、放線單元42和角度測量單元43其中，標(biāo)記單元41中包括經(jīng)緯儀，標(biāo)記單元41采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出巷道中心線13的垂線和/或平行線，并將標(biāo)記的垂線和/或平行線的位置信息傳送給放線單元42。具體地，標(biāo)記單元41在鉆場頂板和/或迎頭頂板上標(biāo)記出巷道中心線13的垂線和/或平行線。放線單元42根據(jù)來自標(biāo)記單元41的垂線和/或平行線的位置信息，采用線繩和吊錘將上述垂線和/或平行線平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度并以線繩進(jìn)行標(biāo)記，并通知角度測量單元43放線完成。具體地，放線單元42包括選點(diǎn)單元、垂線單元和水平線單元。 其中，選點(diǎn)單元在上述垂線和/或平行線上選擇至少兩個標(biāo)定點(diǎn)。垂線單元在上述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)設(shè)置具有吊錘的豎直線繩。水平線單元在預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度，在上述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)的具有吊錘的豎直線繩之間設(shè)置水平線繩。角度測量單元43中包括方位尺16，角度測量單元43采用方位尺16根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度和平移后的垂線31和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位。具體地，角度測量單元 43以平移后的垂線31和/或平行線為一條邊，例如以放線單元42放置的上述水平線繩為一條邊，采用上述方位尺16測量獲得預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊，將上述預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊作為鉆孔方位放置鉆桿15。由以上具體實(shí)施方式
可見，本發(fā)明在確定井下鉆孔方位時，采用經(jīng)緯儀確定巷道中心線13的垂線和/或平行線，采用方位尺16確定鉆孔角度，因?yàn)橥ㄟ^精密儀器進(jìn)行測量后確定，所以采用該方法確定的井下鉆孔方位的精確度高。并且，在一次測量并標(biāo)記出巷道中心線13的垂線和/或平行線之后，可以多次利用該垂線和/或平行線確定多個鉆孔方位，因此縮短了確定井下鉆孔方位的工作時間，提高了工作效率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種井下鉆孔方位確定方法，其特征在于，包括采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出巷道中心線的垂線和/或平行線； 采用線繩和吊錘將所述垂線和/或平行線平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度； 采用方位尺根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度和平移后的垂線和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔方位確定方法，其特征在于，所述采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出巷道中心線的垂線和/或平行線包括采用經(jīng)緯儀在鉆場頂板和/或迎頭頂板上標(biāo)記出巷道中心線的垂線和/或平行線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔方位確定方法，其特征在于，所述采用線繩和吊錘將所述垂線和/或平行線平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度包括在所述垂線和/或平行線上選擇至少兩個標(biāo)定點(diǎn)； 在所述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)設(shè)置具有吊錘的豎直線繩；在預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度，在所述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)的具有吊錘的豎直線繩之間設(shè)置水平線繩。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下鉆孔方位確定方法，其特征在于，所述采用方位尺根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度和平移后的垂線和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位包括以所述水平線繩為一條邊，采用所述方位尺測量獲得預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊； 將所述預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊作為鉆孔方位放置鉆桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔方位確定方法，其特征在于，所述采用方位尺根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度和平移后的垂線和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位包括以平移后的垂線和/或平行線為一條邊，采用所述方位尺測量獲得預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊；將所述預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊作為鉆孔方位放置鉆桿。
6.一種井下鉆孔方位確定裝置，其特征在于，包括標(biāo)記單元，用于采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出巷道中心線的垂線和 /或平行線，并將標(biāo)記的所述垂線和/或平行線的位置信息傳送給放線單元；放線單元，用于采用線繩和吊錘將所述垂線和/或平行線平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度并以線繩進(jìn)行標(biāo)記；角度測量單元，用于采用方位尺根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度和平移后的垂線和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下鉆孔方位確定裝置，其特征在于，所述標(biāo)記單元具體用于采用經(jīng)緯儀在鉆場頂板和/或迎頭頂板上標(biāo)記出巷道中心線的垂線和/或平行線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下鉆孔方位確定裝置，其特征在于，所述放線單元包括 選點(diǎn)單元，用于在所述垂線和/或平行線上選擇至少兩個標(biāo)定點(diǎn)；垂線單元，用于在所述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)設(shè)置具有吊錘的豎直線繩； 水平線單元，用于在預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度，在所述至少兩個標(biāo)定點(diǎn)的具有吊錘的豎直線繩之間設(shè)置水平線繩。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的井下鉆孔方位確定裝置，其特征在于，所述角度測量單元具體用于以所述水平線繩為一條邊，采用所述方位尺測量獲得預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊，將所述預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊作為鉆孔方位放置鉆桿。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下鉆孔方位確定裝置，其特征在于， 所述角度測量單元具體用于以平移后的垂線和/或平行線為一條邊，采用所述方位尺測量獲得預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊，將所述預(yù)設(shè)的鉆孔角度的另一條邊作為鉆孔方位放置鉆桿。
全文摘要
本發(fā)明提供一種井下鉆孔方位確定方法，采用經(jīng)緯儀在鉆場中與底面平行的平面中標(biāo)記出巷道中心線的垂線和/或平行線，采用線繩和吊錘將所述垂線和/或平行線平移到預(yù)設(shè)的鉆孔的水平高度，采用方位尺根據(jù)預(yù)設(shè)的鉆孔角度和平移后的垂線和/或平行線進(jìn)行測量，獲取鉆孔方位。本發(fā)明還提供一種井下鉆孔方位確定裝置。采用本發(fā)明提供的井下鉆孔方位確定方法和裝置，通過精密儀器進(jìn)行測量后確定鉆孔方位，因此實(shí)現(xiàn)了對井下鉆孔方位進(jìn)行精確確定。
文檔編號E21B47/022GK102400675SQ20101028540
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者孫秀明, 張世闊, 張振雷, 汪峰榮, 汪金業(yè), 石德州, 程合玉, 趙俊峰, 陳功勝, 黃學(xué)礦 申請人:淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司