Подземные маркшейдерские опорные сети
Подземные маркшейдерские опорные сети являются главной геометрической основой для выполнения съемок горных выработок и решения горно-геометрических задач, обеспечивающих правильную и безопасную разработку месторождений полезных ископаемых.
Состоят опорные сети из полигонометрических ходов, прокладываемых, главным образом, по главным подготовительным выработкам. Строят опорные сети в виде секций с гироскопически ориентированными сторонами, которые размещают, как правило, через 20-30 углов.
Закрепляют пункты опорных, подземных маркшейдерских сетей в зависимости от способа их закладки и продолжительности существования постоянными или временными знаками.
Рисунок №3 - Центры постоянных (а ,б, в) и временных (г, д,) пунктов опорных подземных маркшейдерских сетей:
1- металлический штырь; 2 - бетон; 3 - деревянная пробка
Центры постоянных пунктов, закладываемых в подошве выработки, изготавливаются из металлического штыря диаметром 25-30 мм и длиной от 200 до 700 мм. Он бетонируется в породах почвы. В головке штыря отмечается центр пункта высверливанием отверстия, кернением или нанесением крестообразной насечки.
В постоянных пунктах, закладываемых в кровле выработки, центры фиксируются прорезью или отверстием. Металлический стержень бетонируют в почве кровли или забивают в деревянную пробку.
Маркшейдерские пункты постоянные или временные маркируются, для этого на стойках крепи или на стенках выработки помещается металлическая пластинка (марка), на которой выбит номер пункта.
Подземные маркшейдерские опорные сети по мере подвигания горных выработок пополняют, причем , пункты полигонометрических ходов не должны отставать от забоя выработки более, чем на 500 м, если исходные планы горных выработок составляют в масштабе 1:1:1000.
Измерения в полигонометрических ходах должны производиться со следующей точностью:
средние квадратические погрешности измерения горизонтальных углов 20", вертикальных - 30";
Для того, чтобы обеспечить приведенные точности прокладки подземных полигонометрических ходов, при измерениях должны соблюдаться следующие требования.
Измерения углов должны производиться теодолитами типа Т15; при этом центрирование для углов с горизонтальным проложением меньшей стороны от 5 до 10м выполняется оптическим или способом нитяных отвесов с двойным центрированием. При длине более 20м возможно использование способа однократного центрирования нитяным отвесом.
Длины сторон в полигонометрических ходах могут измеряться светодальномерами, обладающими соответствующей точностью, и рулетками, прокомпарированными с относительной погрешностью не более 1:15000.
При использовании рулеток измерения выполняют с натяжением, равным натяжению при компарировании, и контролируеым динамометром. Температура учитывается, если она отличается от температуры компарирования более, чем на 5 °С. Отклонения промежуточных отвесов от створа при длине интервалов 10м не должны превышать 10см.
Стороны полигонометрических ходов должны измеряться дважды: в прямом и обратном направлениях.
3.3 Нивелирование
При геометрическом нивелировании в горных выработках, где реперы закладываются как в кровле, так и в почве выработок, возможны следующие схемы выполнения работ.
Рисунок 3.1. Схемы геометрического нивелирования в подземных горных
выработках.
1. Нивелирование выполняется по реперам, расположенным в почве выработки (рис. 2,а). Превышение пункта В над пунктом А определяется разностью отсчетов по рейкам, установленным на задней и передней точках:
h = а – b
где, h – превышение, а – отсчет по задней рейке, b – отсчет по передней рейке.
2. Нивелирование выполняется по реперам, закрепленным в кровле выработки (рис. 2,б). Превышение h равно разности отсчетов, сделанных по рейкам, подвешенным на передней и задней точках
h = b – а.
3. Нивелируются реперы, из которых задний закреплен в кровле, а передний – в почве выработки (рис.2,в). При такой схеме нивелирования превышение равно сумме отсчетов по рейкам со знаком минус
h = - (а+b).
4. Нивелирование ведется по реперам, задний из которых расположен в почве, передний – в кровле выработки (рис.2,г). Превышение переднего репера над задним равно сумме отсчетов по обеим рейкам
h = а+ b.
Тригонометрическое нивелирование выполняют по наклонным выработкам. Обычно тригонометрическое нивелирование совмещают с проложением полигонометрических ходов.
Тригонометрическое нивелирование в подземных выработках, так же как и геометрическое, имеет некоторые особенности, рассмотренные ниже.
1. Пусть имеются два расположенных в почве пункта А и В (рис.3,а).
 
Рисунок 3.2. Схемы тригонометрического нивелирования, выполняемого в
подземных горных выработках.
Требуется определить превышение пункта В над пунктом А. Для этого теодолит для измерения угла наклона стороны АВ можно расположить как в точке А, так и в точке В, поместим вначале теодолит в нижней точке. Над пунктом В подвешивается отвес, на котором отмечается какая-нибудь точка (например, точка входа шнура, острие отвеса). Визирование зрительной трубы теодолита производят на эту точку.
Вычисление превышения для случая, показанного на рис. 3,а , может производиться по двум формулам, в одной из которых используются горизонтальное проложение и тангенс угла наклона ν, в другой – синус угла наклона ν и наклонная длина S.
Если высоту визирования обозначить через v, а высоту прибора i, то для первого случая h + v = I, то для первого случая h + v = s tg ν + i, отсюда
h = s tg ν + i - v.
Для второго случая h+v= S sin ν + i, отсюда
h = S sin ν +i – v.
2. Если точки А и В расположены в кровле выработки, а теодолит поместить под точкой А, являющейся нижней, то согласно рис. 3,б Получим
h = S sin ν + v- i.
3. При расположении точки А в кровле, а точки В - в почве выработки (рис.3,в) превышение определится по формуле
h = - S sin ν + v+i.
4. В случае, когда точки тригонометрического нивелирования А и В расположены в кровле выработки (рис.3,г), а теодолит расположен в верхней точке (точка В), превышение определится по формуле
h = S sin ν – v+i.
Разность превышений, полученных для одной из той же линии, не должна превышать 0,4l , где l - длина линии, м. Для всего хода невязка в превышениях не должна быть более 100 L , мм, где L - длина хода, км. Высота приборов и сигналов измеряют стальной рулеткой дважды. Отсчеты берут до миллиметров.
Подземные маркшейдерские съемочные сети
Подземные маркшейдерские съемочные сети используются как основа для съемки горных выработок. Состоят они из теодолитных ходов, которые прокладываются для съемки подготовительных выработок, и угломерных ходов, используемых для съемки очистных забоев и нарезных выработок в очистных блоках. Теодолитные ходы развиваются от пунктов полигонометрической сети, угломерные - как от пунктов теодолитного, так и полигонометрического хода. Теодолитные ходы могут быть замкнутыми, разомкнутыми и проложенными дважды.
Таблица 3 Основные характеристики съемочных сетей
Тип хода
|
Средняя
погрешн.измер.
|
квадратич.
углов
|
Предельная длина хода,км
|
Допуст.расхожд
между двумя из
мер. сторон
|
|
Горизонт-ых
|
Вертик-ых
|
|
|
Теодолитный 1разряд
|
30
|
40
|
2,0
|
1:2000
|
Теодолитный 2 разряд
|
40
|
60
|
1,0
|
1:1000
|
Относительные линейные невязки не должны превышать для теодолитных ходов: в замкнутых 1:1500 и в разомкнутых и пройденных дважды - 1:1000; для угломерных ходов - 1:200.
При уравнивании ходов съемочной сети в замкнутых и разомкнутых ходах угловую невязку распределяют с обратным знаком поровну на все углы. Линейные невязки, взятые с обратным знаком, распределяют в приращения координат пропорционально длине каждой стороны хода. Значения координат разрешено округлять до сантиметров, дирекционных углов в теодолитных ходах до 10 , в угломерных - до минут.
Определение высот пунктов съемочной сети, как правило, производится одновременно с проложением теодолитных ходов при помощи тригонометрического нивелирования.
Съемка капитальных и подготовительных выработок.
Съемка подробностей выработок сводится к измерению линий и точек, характеризующих положение изучаемых объектов относительно съемочных ходов. съемка выработок может выполняться способом перпендикуляров, полярным или другими, но, как правило одновременно с проложением теодолитных и угломерных ходов.
Измерения контуров выработок должны выполнять в свету и в проходке. Линейные размеры при съемке боков выработок в проходке измеряются с точностью до дециметров, при съемке в свету - до сантиметров. Одновременно с контурами выработок фиксируют изменения элементов залегания полезного ископаемого, углы падения залежей, их мощность, наличие тектонических нарушений и т. п.
Все детали съемок изображают на абрисе (рисунок 3.3).
Рисунок 3.3. Абрис съемки подземной выработки способом ординат.
3.5.2 Съемка очистных выработок на угольных месторождениях
Съемку очистных выработок маркшейдерская служба выполняет по состоянию на первое число каждого месяца или на момент остановки очистного забоя.
Съемка лавы, оборудованной механизированным комплексом.
В лавах, оборудованных механизированными комплексами, большое значение имеет контроль прямолинейности лавы и положения комплекса. Для контроля этих условий в конвейерном и вентиляционном штреках через 10 и 20м разбивают пикеты таким образом, чтобы линии, соединяющие определенные пикеты на этих штреках, были перпендикулярны к их осям. Положение комплекса проверяют измерением расстояний от его концов до соответствующих пикетов на штреках.
Прямолинейность лав, оборудованных механизированными комплексами, проверяется не реже одного раза в месяц. Прямолинейность лавы небольшой лавы небольшой длины (60-100м) может быть проверена визуально и рулеточным промером от пикетных точек или пунктов теодолитного хода. Лавы большой протяженности (свыше 100м) снимаются при помощи теодолитов технической точности или угломерами.
3.5.3 Задание направления выработкам.
При проведении выработок маркшейдерская служба горных предприятий определяет их место заложения, осуществляет контроль их проведения с заданными размерами и соответствующим паспортом крепления по заданному направлению и соблюдением проектного профиля. Метод задания направлений зависит от условий проведения выработки и ее назначения. Часто задание направления облегчается наличием какого-либо естественного ориентира, например, плоскость кровли или почвы пласта, называемого «проводником».
Наличие «проводников» при проведении выработок по падению наклонного или крутопадающего пласта позволяет контролировать направление только в горизонтальной плоскости и, наоборот, при проведении в этих условиях выработки по простиранию пласта направление задают только в вертикальной плоскости. Наличии проводника для проведения штрека в наклонном пласте необходимо задавать направление забою штрека только по вертикали.
При проведении бремсберга, наклонного ходка и прочих выработок по падению пласта следует задавать одно направление только в горизонтальной плоскости и т. д.
При проведении квершлагов, ортов и других выработок, где нет указанных «проводников», необходимо задавать направления в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
3.5.4 Потери и засорение полезного ископаемого.
Одной из основных задач маркшейдерской службы горнодобывающего предприятия является учет рационального использования недр, выполняемый через определение размеров потерь и разубоживания.
При оценке потерь принято различать потери фактические и проектные.
Под фактическими потерями при добыче полезного ископаемого считается часть вовлеченных в разработку балансовых запасов в пределах утвержденного контура горных работ предприятия, не извлеченная из недр или не попавшая в дальнейшую переработку в течение периода существования предприятия. В зависимости от причин их возникновения фактические потери подразделяются на два класса: общешахтные и эксплуатационные потери. К общешахтным относятся потери полезного ископаемого в предохранительных целиках и в барьерных цеоиках. К эксплуатационным потерям относится полезное ископаемое, теряемое в массиве, например, в междукамерных, подэтажных и других целиках, потолочных и т.п., а также полезное ископаемое, теряемое из отбитого полезного ископаемого как в выработанном пространстве, так и вне его.
Под проектными потерями понимают потери, предусмотренные проектом горных работ.
Кроме того, различают нормативные и плановые потери. Нормативные потери характеризуют оптимальную величину эксплуатационных потерь полезного ископаемого на весь период отработки выемочного участка. Плановые потери также являются нормативными потерями, но действующими только на некоторый период развития горных работ.
Под разубоживанием полезного ископаемого понимают потерю его качества, происходящего от снижения содержания полезного компонента или полезной составляющей в добытом полезном ископаемом при его добыче по сравнению с содержанием их в балансовых запасах. Разубоживание происходит из-за засорения балансовых запасов пустыми породами или некондиционным полезным ископаемым, а также вследствие потери части полезного ископаемого или полезной составляющей в виде мелочи, вследствие выщелачивания полезного компонента и т.п.
3.5.5 Учет состояния и движения запасов.
Учет движения запасов полезного ископаемого горного предприятия заключается в периодическом определении количества запасов, числящихся на его балансе.
Учету подлежат все разведанные балансовые и забалансовые запасы по категориям А,В,С1 по всем основным и попутным компонентам. При определении запасов на конец отчетного периода исходными являются запасы, числившиеся на балансе предприятия на начало этого периода.
Учет движения запасов слагается из первичного учета, сводного учета и отчетного баланса запасов.
Первичный учет основан на данных о разведочных, горнокапитальных, подготовительных, нарезных и очистных выработках. Объектами первичного учета являются выемочные единицы, под которыми понимают блок, панель, лава, камера, магазин, уступ и т.д., отрабатываемые одной системой разработки.
Первичный учет позволяет определить числовую характеристику состояния запасов на начало отчетного периода, установить изменения, имевшие место за отчетный период и сначала разработки. Кроме того, возможно составить характеристику по отдельным видам запасов, что позволяет контролировать ход выполнения плана подготовки запасов.
Первичный учет позволяет выполнить сводный учет балансовых запасов, заключающийся в получении обобщенных данных о движении запасов и о состоянии их на начало и конец отчетного периода в целом по предприятию. Сводный учет состояния и движения запасов осуществляется ежеквартально по всем действующим, подготавливаемым и находящимся в доразведке выемочным единицам, и является основой для составления статистической отчетности.
Сводный учет запасов предусматривает пересчет разведанных запасов на 1 апреля,1 июля, 1 октября и 1 января; осуществляется он в специальной книге учета, являющейся официальным документом предприятия, на основе которого составляется отчетный баланс запасов, представляемый по форме 5-гр на 1 января каждого года. На шахте этот учет не делается.
3.5.6 Съемка склада полезного ископаемого.
В зависимости от сложности отвалы ( штабели) полезного ископаемого делят на три категории.
Отвалы I категории представляют собой фигуры, которые без большой ошибки можно уподобить правильным геометрическим фигурам- конусам, пирамидам, призмам и т.д. Отвалы II категории представляют собой налегающие друг на друга отвалы I категории.
Отвалы III категории имеют весьма сложную и неправильную форму, большую высоту. Съемку отвалов I категории, а также отвалов II категории
высотой менее 5м производят рулеточным обмером. Длины измеряют тесьмяной рулеткой, высоты – нивелирной рейкой с использованием известных высот расположенных поблизости зданий и сооружений. Длины округляют до дециметров, высоты – до полудециметров.
Объем отвалов вычисляют по формулам геометрии (как объем конусов, пирамид, призм и т.д.)
Для определения объемов отвалов II категории высотой более 5м и отвалов III категории производят профильную, тахеометрическую или мензульную съемку.
Профильную съемку применяют на отвалах вытянутой формы. Перпендикулярно к направлению вытянутости отвала разбивают через 5-10м параллельные профильные линии и закрепляют их пунктами съемочной сети.
Съемка состоит в измерении металлической рулеткой горизонтальных расстояний и определении техническим нивелированием высот пикетных точек, предварительно закрепленных в характерных местах поверхности отвала.
По каждой профильной линии строят вертикальное сечение отвала. Площади сечений определяют планиметром. Объем, заключенный между сечениями №1 и №2,
V1-2 = S1+S2
|
