《矿产勘查理论与技术》课程教学资源（实习指导）实习7 钻孔投影

实习7 钻孔投影 一、实习目的 钻孔投影（钻孔弯曲度校正）是制作各类剖面图、投投影图时投绘钻孔资料的必要一步。 通过本实习使大学生掌握该项技能，为综合图件编制打好基础。 二、方法原理 1、钻孔投影的原始资料 钻孔投影是根据系统的孔斜测量结果进行，即根据在一定的孔深所测量钻孔的倾角和方 位角进行。例如下表所提供的数据， 表V-1某钻孔孔斜测量数据 测点编号 测量深度(m) 倾角(“) 方位角(“） 备注 0 0 80 35 钻机安装时的倾角 和方位角 50 78 45 2 90 77 40 3 125 75 50 2、各测量点的控制深度和控制距离的计算 设在i点和i+1点的测量深度分别为h和h1，(il,2,n)。则这两点间的控 制深度h,为 以，=么+么u 2 其中H。=0(地表)，H=终孔深度。 控制距离则为相邻控制深度之差。（表V2) 表V2某钻孔投影计算数据 计算孔段深度(m) 倾角（°） 方位角(·) 备注 上控制点下控制点 控制距离 0 25 25 80 35 25 70 45 78 45 70 107.5 37.5 11 40 134.5为钻 107.5 134.5 27 75 0 孔深度

实习 7 钻孔投影 一、实习目的 钻孔投影（钻孔弯曲度校正）是制作各类剖面图、投投影图时投绘钻孔资料的必要一步。 通过本实习使大学生掌握该项技能，为综合图件编制打好基础。 二、方法原理 1、钻孔投影的原始资料 钻孔投影是根据系统的孔斜测量结果进行，即根据在一定的孔深所测量钻孔的倾角和方 位角进行。例如下表所提供的数据。 表 VII-1 某钻孔孔斜测量数据 测点编号 测量深度（m） 倾角（°） 方位角（°） 备 注 0 0 80 35 钻机安装时的倾角 和方位角 1 50 78 45 2 90 77 40 3 125 75 50 2、各测量点的控制深度和控制距离的计算 设在 i 点和 i+1 点的测量深度分别为 hi和hi+1 ，（i=1，2，.，n）。则这两点间的控 制深度 为 h i ' 2 ' + +1 = ii i hh h 其中 = 0（地表）， = 终孔深度。 0 h' 1 ' h n+ 控制距离则为相邻控制深度之差。（表VII-2） 表 VII-2 某钻孔投影计算数据 计算孔段深度（m） 上控制点 下控制点 控制距离 倾角（°） 方位角（°） 备注 0 25 25 80 35 25 70 45 78 45 70 107.5 37.5 77 40 107.5 134.5 27 75 50 134.5 为钻 孔深度 1

3、钻孔投影的解析法 1)控制距离间线段的投影 线段投影原理是钻孔投影的基础。由于勘探线地质剖面垂直于矿体走向布置，所以最常 用的是垂直投影。下面介绍垂直投影的方法原理。 T 图V一1线段投影原理图 如图7-1所示，AB是空间线段。A点在与物探线剖面平行的垂直投影面P上，B点在水平投 影面Q上。A点在Q平面上的投影为0。OB为AB的水平投影。0B方向为AB的方位，其方位角为O。 AB的倾角为B,顶角为a。过B点向P、Q两平面的交线引垂线，交于C点。0C方向为投影面配 的方位，方位角为E,这也就是剖面的方位角。剖面方位与线段方位的夹角？为 0三-g AC为AB在P平面上的投影。这样一来，将线段AB分解为在垂直方向上的分量△(AO), 在剖面方向上的分量△xr(OC)和偏离剖面的分量△y(BC)。 坐标系统如图7-1所示。x为剖面方向：y为垂直于剖面的方向（即偏离剖面方向），在 x方向左侧为正，右侧为负：z为铅直方向，向上为正，向下为负 令线段B的长度为1，由图7-1可得： A:=Isin B (VI-1) OB=Icos B (VI-2) △r=OBcosp=1 cos Bcosop (V-3 △y=OBsinp=I cos Bsin (VIL-4) 2)客控制点坐标的计算 己知A点的坐标为(x,y, 2),欲求B点的坐标(X,y,)。如果己计算得到 两点间的增量△x,△y,△z,则 x1=x+△r (VI-5)

3、钻孔投影的解析法 1）控制距离间线段的投影 线段投影原理是钻孔投影的基础。由于勘探线地质剖面垂直于矿体走向布置，所以最常 用的是垂直投影。下面介绍垂直投影的方法原理。 图 VII—1 线段投影原理图 如图7-1所示，AB是空间线段。A点在与勘探线剖面平行的垂直投影面P上，B点在水平投 影面Q上。A点在Q平面上的投影为O。OB为AB的水平投影。OB方向为AB的方位，其方位角为ω 。 AB的倾角为β，顶角为α。过B点向P、Q两平面的交线引垂线，交于C点。OC方向为投影面P 的方位，方位角为ε，这也就是剖面的方位角。剖面方位与线段方位的夹角ϕ 为 ϕ =ω −ε AC为AB在P平面上的投影。这样一来，将线段AB分解为在垂直方向上的分量 （AO）， 在剖面方向上的分量 （OC）和偏离剖面的分量 Δz Δx Δy （BC）。 坐标系统如图 7-1 所示。x 为剖面方向；y 为垂直于剖面的方向（即偏离剖面方向），在 x 方向左侧为正，右侧为负；z 为铅直方向，向上为正，向下为负。 令线段AB的长度为l ，由图7-1可得： =Δ lz sin β （VII-1） = lOB cos β （VII-2） =Δ ϕ = lOBx β coscoscos ϕ （VII-3） =Δ ϕ = lOBy β sincossin ϕ （VII-4） 2）各控制点坐标的计算 已知A点的坐标为（xi，yi，zi），欲求B点的坐标（xi+1，yi+1，zi+1）。如果已计算得到 两点间的增量Δx，Δy，Δz，则 xxx +1 = ii + Δ （VII-5） 2

yi=,+Ay (Vm-6) 41=5-△ (V-7) 若孔口坐标已测定，在求得各段的坐标增量后，就可根据式(V-5)、(V-6)、(V-7) 依次计算，得到各控制点的坐标。将各个控制点投在剖面图上。然后连接各点，就得到钻孔 在剖面图上的投影。在平面图上一般不将全部钻孔投影线绘出，只绘矿层中点等特殊点的投 影。 3)钻孔中地质界线点的投影 地质界线点的投影计算，首先婴确定该点落在哪个孔段，也就是要确定用于计算的倾角、 方位角的数值。然后，要确定该点距计算孔段上控制点的距离，以便计算坐标增量。 例如，在上例中，设灰岩与页岩的换层深度为72.5m。从表7-2可知，是计算孔段70m 到107.5m间的一个点。与上控制点的距离为72.5m-70m=2.5m,用该计算孔段的倾角、方 位角的数值，代入公式(V1) (7V4),计算出线段长度2.5m的坐标增量△ △z。再根据上控制点的坐标和坐标增量△x,△y,△z,代入公式(VI4)一(V-7),计 算出灰岩与页岩换层点的坐标。 4、钻孔投影的作图法 1)钻孔投影 没影制图时，首先将图纸分为上、下两部分。下部所绘的是水平剖面Q的内容，上部 所绘的是垂直部面的内容。对干每个孔段有如下作步 ()上半部，根据顶角ā和线段AB的长度，作出直角三角形AOB。A0为垂直分量△z, 0B为水平分量： (2)下部作一条与OB平行的直线0'F.起点0'为A0延长线与0'F的交点。以0'点 h周心 0B为半径画 )从0号引射线0B 使0'B'与0'F的夹角为p,B'点是射线与弧的交点 (④过B'点向引垂线，交于C'点。0'C为线段B的x分量，BC'为线段B的y 分量： (⑤将下半部的C'点投到上半部，在线段OB中间交于C点，联接AC即得到线段AB 在平行于勘探线剖面的P平面上的投影。 整个钻孔的投影是分段投影的矢量和。即是各段重复上述方法作图，将相对应分量首尾 相接，铱次相联，最终得到如教科书所示的投影图， 2)钻孔中地质界线点投影 在已有钻孔投影线的基础上，地质界线点的投影步骤为：①在投影图上半部空间线段 (相当于AB线段)联线上，根据换层深找出分层点（如图上的M点）：②从M点引水平线 在垂直投影线（相当于AC)上交于N点，即为地质界线点在垂直剖面上的投影：③将N点 投到水平线0B上，得T点：④在平面图 从T'点(T点与T 点是同一点在垂直投影面 和水平投影面上的不同符号)作0'F的垂线交0'B'线（水平投影线）于U'点，此点即 为地质界线点在水平投影面上的投影。 三、实习步骤 (一)用解析法进行钻孔投影 1、根据表7-3所给出的数据和计算格式，计算出钻孔各控制点的坐标： 2、根据表7-4所给出的数据和计算格式，计算出钻孔各分层点的坐标：

yyy +1 = ii + Δ （VII-6） zzz +1 = ii − Δ （VII-7） 若孔口坐标已测定，在求得各段的坐标增量后，就可根据式（VII-5）、（VII-6）、（VII-7） 依次计算，得到各控制点的坐标。将各个控制点投在剖面图上。然后连接各点，就得到钻孔 在剖面图上的投影。在平面图上一般不将全部钻孔投影线绘出，只绘矿层中点等特殊点的投 影。 3）钻孔中地质界线点的投影 地质界线点的投影计算，首先要确定该点落在哪个孔段，也就是要确定用于计算的倾角、 方位角的数值。然后，要确定该点距计算孔段上控制点的距离，以便计算坐标增量。 例如，在上例中，设灰岩与页岩的换层深度为 72.5m。从表 7-2 可知，是计算孔段 70m 到 107.5m 间的一个点。与上控制点的距离为 72.5m-70m=2.5m。用该计算孔段的倾角、方 位角的数值，代入公式（VII-1）～（7VII-4），计算出线段长度 2.5m 的坐标增量Δx，Δy， Δz。再根据上控制点的坐标和坐标增量Δx，Δy，Δz，代入公式（VII-4）～（VII-7），计 算出灰岩与页岩换层点的坐标。 4、钻孔投影的作图法 1）钻孔投影 投影制图时，首先将图纸分为上、下两部分。下部所绘的是水平剖面 Q 的内容，上部 所绘的是垂直部面的内容。对于每个孔段都有如下作图步骤： ⑴ 上半部，根据顶角α和线段 AB 的长度，作出直角三角形 AOB。AO 为垂直分量Δz， OB 为水平分量； ⑵ 下部作一条与 OB 平行的直线 O′F。起点 O′为 AO 延长线与 O′F 的交点。以 O′点 为圆心，OB 为半径画弧； ⑶ 从 O′引射线 O′B′，使 O′B′与 O′F 的夹角为ϕ ，B′点是射线与弧的交点； ⑷ 过 B′点向引垂线，交于 C′点。O′C′为线段 AB 的 x 分量，B′C′为线段 AB 的 y 分量； ⑸ 将下半部的 C′点投到上半部，在线段 OB 中间交于 C 点，联接 AC 即得到线段 AB 在平行于勘探线剖面的 P 平面上的投影。 整个钻孔的投影是分段投影的矢量和。即是各段重复上述方法作图，将相对应分量首尾 相接，铱次相联，最终得到如教科书所示的投影图。 2）钻孔中地质界线点投影 在已有钻孔投影线的基础上，地质界线点的投影步骤为：①在投影图上半部空间线段 （相当于 AB 线段）联线上，根据换层深找出分层点（如图上的 M 点）；②从 M 点引水平线， 在垂直投影线（相当于 AC）上交于 N 点，即为地质界线点在垂直剖面上的投影；③将 N 点 投到水平线 OB 上，得 T 点；④在平面图上，从 T′点（T 点与 T′点是同一点在垂直投影面 和水平投影面上的不同符号）作 O′F 的垂线交 O′B′线（水平投影线）于 U′点，此点即 为地质界线点在水平投影面上的投影。 三、实习步骤 （一） 用解析法进行钻孔投影 1、 根据表 7-3 所给出的数据和计算格式，计算出钻孔各控制点的坐标； 2、 根据表 7-4 所给出的数据和计算格式，计算出钻孔各分层点的坐标； 3

3、以1：1000比例尺，根据各控制点坐标，在剖面图上绘出钻孔的垂直投影线： 4、在剖面图上，根据分层点坐标，投绘出分层位置，并绘出一厘米宽的岩性花 5、在剖面图下方的平面图上，绘出孔口投影和见矿中心点投影。 (二)用作图法进行钻孔投影 1、根据表VTI-3所给出的孔斜测量和孔段划分数据，以1：1000比例尺，根据各 控制点坐标，在剖面图上绘出钻孔的垂直投影线： 2、在剖面图上，根据分层点坐标，投绘出分层位置，并绘出一厘米宽的岩性花纹： 3、在剖面图下方的平面图上，绘出孔口投影和见矿中心点投影。 四、实习资料 见所附的表VTI-3和表VTI-4。 五、实习要求 最好能完成不同方法的钻孔投影。若时间不足，可完成其中一种方法的投影

3、 以 1：1000 比例尺，根据各控制点坐标，在剖面图上绘出钻孔的垂直投影线； 4、 在剖面图上，根据分层点坐标，投绘出分层位置，并绘出一厘米宽的岩性花 5、 在剖面图下方的平面图上，绘出孔口投影和见矿中心点投影。 （二） 用作图法进行钻孔投影 1、 根据表 VII-3 所给出的孔斜测量和孔段划分数据，以 1：1000 比例尺，根据各 控制点坐标，在剖面图上绘出钻孔的垂直投影线； 2、 在剖面图上，根据分层点坐标，投绘出分层位置，并绘出一厘米宽的岩性花纹； 3、 在剖面图下方的平面图上，绘出孔口投影和见矿中心点投影。 四、实习资料 见所附的表 VII-3 和表 VII-4。 五、实习要求 最好能完成不同方法的钻孔投影。若时间不足，可完成其中一种方法的投影。 4

表VTI-3骷孔控制点的投影计算表 计算孔段深度回) 原始钻孔测斜结 面方 钻孔 垂直 L水平L沿L偏离上控制点坐标（ 上控制下控制控制距 深度倾角方位角 位角 位与 分量A 分量(m 面分量 剂面分 高程2 距剖面 偏离阁 (m 面方位z() 里)△X m)量△ 起点距 面距离 夹角 离X 8 中=山-△ X=X:t Yi=v:t =lsin =0Bc v=0Bsin Az △y 。gb 25 25 0 7800312· 120°0' 24.45 5.20 5.200.00 542.7472.40 0.00 30 30 50 73°21 18.29 77.60 0.00 100 71·35328 312 00 30 180 71°00325· 312 00 30' 255(终 150 70°30326▣ 312 孔) 00 30 表VTI-4帖孔分层点投影计算表 分层点 分层点分层点所在孔段控制点的坐标 分层点钻孔方上垂直L水平L沿制L偏离分层点坐标() 孔深岩性 至上控孔深高程z距腳面偏离削所在的位与剂分量△ 分量（■）面分量剖面分高程z距剂面偏离翩 ( 制点的 起点距面距离孔段倾面方位z(细) ■)△xm)量△ 起点距面距离 距离 离X 夹角 离X 5

表 VII-3 钻孔控制点的投影计算表 计算孔段深度(m) 原始钻孔测斜结果 上控制点坐标（m） 上控制 点 下控制 点 控制距 离 深 度 （m） 倾 角 （°） 方位角 （°） 剖面方 位角 钻孔方 位与剖 面方位 夹角 L 垂直 分量Δ z（m） L 水平 分量（m） L 沿剖 面分量 m）Δx L 偏离 剖面分 m）量Δy 高程 z 距剖面 起点距 离 x 偏离剖 面距离 y l β ω ε φ = ε ω - Δ z =lsin β OB=lcos φ Δ x =OBc osφ Δ y=OBsin φ Zi+1=Zi - Δz Xi+1=xi+ Δx Yi+1=yi+ Δy 0 25 25 0 78 ° 00 ′ 312 ° 30′ 312 ° 30′ 0°0′ 24.45 5.20 5.20 0.00 542.74 72.40 0.00 50 73 ° 21 ′ 325 ° 00′ 312 ° 30′ 518.29 77.60 0.00 100 71 ° 35 ′ 328 ° 00′ 312 ° 30′ 180 71 ° 00 ′ 325 ° 00′ 312 ° 30′ ( 255 孔) 终 150 70 ° 30 ′ 326 ° 00′ 312 ° 30′ 表 VII-4 钻孔分层点投影计算表 分层点 分层点所在孔段控制点的坐标 分层点坐标（m） 孔 深 （m） 岩性 分层点 至上控 制点的 距离 孔 深 （m） 高程 z 距剖面 起点距 离 x 偏离剖 面距离 y 分层点 所在的 孔段倾 角 钻孔方 位与剖 面方位 夹角 L 垂直 分量Δ z（m） L 水平 分量（m） L 沿剖 面分量 m）Δx L 偏离 剖面分 m）量Δy 高程 z 距剖面 起点距 离 x 偏离剖 面距离 y 5

B -lsin y-OBsin -Az Ax △y 8 os d 0.00 00.000.00542.7472.400.00 542.7472.400.00 10.00 25.00 518.0077.60 a.00 518.2977.60 0.w 花岗现 185.25 矿层 255.00 花岗玛 177.85见矿旷孔 段中点 6

l β φ Δ =lsin β z OB=lcos φ Δ x =OBc osφ Δ y=OBsin φ Zi+1=Zi -Δz Xi+1=xi+ Δx Yi+1=yi+ Δy 0.00 00.00 0.00 542.74 72.40 0.00 542.74 72.40 0.00 35.00 坡积层 10.00 25.00 518.00 77.60 0.00 518.29 77.60 0.00 170.45 花岗斑 岩 185.25 矿层 255.00 花岗斑 岩 177.85 见矿孔 段中点 6

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