Маркшейдерські роботи при розробці родовищ відкритим способом

 

7.1. 3німальні мережі на території
кар’єру і відвалів

 

Знімальні мережі – робоче обгрунтування, яке створюється для зйомки деталей і розв’язування різних гірничотехнічних завдань. Знімальні мережі виконуються на базі пунктів маркшейдерської опорної мережі. Під час зйомок земної поверхні, відвалів, уступів дотримуються таких вимог: основні пункти знімальної мережі мають рівномірно покривати площу зйомки (щільність на 1 км при масштабах 1:5000 – 5-8 пунктів; 1:2000 – 10-15 пунктів; 1:1000 – 16-20 пунктів).

На планшетах масштабу 1:5000 має бути не менше, як три пункти основної мережі, 1:2000 – не менше, як два таких пункти, 1:1000 – достатньо одного пункту.

 

Знімальні мережі залежно від рельєфу місцевості, форми кар’єру в плані, технології видобутку тощо створюють способами геодезичних засічок, аналітичних мереж, теодолітних ходів, створних ліній, полярним способом і способом прямокутної мережі. Оскільки обгрунтування існує недовго, то для закріплення пунктів використовують постійні і тимчасові маркшейдерські знаки у вигляді дерев’яних кілочків, металевих стержнів, що забиваються у грунт (рис.7.1).

Висоти пунктів знімальної мережі визначають геометричним нівелюванням технічної точності або тригонометричним нівелюванням, а також методом просторової аналітичної фототриангуляції. Довжина нівелірного ходу не повинна перевищувати 4 км. Технічне нівелювання виконують при двох горизонтах нівеліра або з двосторонньою рейкою при одному горизонті.

 

Рис. 7.1. Типи центрів пунктів знімальної мережі на кар’єрах: а— постійний у пухких породах; б— постійний у скельних породах; в,г — тимчасові у пухких породах.

 

Дозволяється прокладати висячі ходи
у прямому і зворотному напрямах.
Відстань від приладу до рейки не повинна перевищувати 150 м. Нев'язка (у мм)
нівелірних ходах технічної точності не повинна бути більшою, ніж 50 ( – довжина ходу в одному напрямі, км). Якщо на 1 км ходу є понад 15 штативів, то нев’язка не повинна перевищувати 12 (n – число штативів). У paзi тригонометричного нівелювання полярним способом перевищення визначають двічі: у прямому і зворотному напрямах або з двох
пунктів. Розбіжність не повинна перевищувати 0.03 L (у см) при відстані до 1000м та 0,02L – при відстані понад 1000м. Нев'язка в тригонометричному ході має бути не більшою за 0,04 / , де L довжина ходу; n– число сторін, м. Якщо відстань від вихідного пункту до пунктів, що визначаються тригонометричним нівелюванням, складає понад 700 м, у перевищення вводять поправки (зі знаком «+») на кривизну Землі та рефракцію:

(7.1)

де d – горизонтальна відстань між пунктами тригонометричного нівелювання; R – радіус 3емлі.

Спосіб аналітичних мереж. Створена цим способом знімальна мережа являє собою систему трикутників, вершини яких збігаються з обраними основними пунктами мережі. До неї дозволяється включати не більше як сім пунктів з відстанями між ними від 300 до 1000 М. Аналітична мережа застосовується в глибоких кар’єрах i в гористій місцевості, коли безпосередні вимірювання довжин ліній утруднені (рис. 7.2).

Кути трикутників повинні бути не менше 30° i не більше 150°. Одну сторону аналітичної мережі суміщають зі стороною АВ опорної мережі. Будь-яким технічним теодолітом у два прийоми вимірюють внутрішні кути всіх трикутників. Кутові нев'язки розподіляють порівну. Далі виконують такі роботи:

1) за відомою довжиною базису АВ, користуючись теоремою синусів, знаходять довжини сторін усіх трикутників;

2) за відомим дирекційним кутом вихідного напряму АВ обчислюють дирекційні кути всіх сторін трикутників;

3) за дирекційними кутами i довжинами сторін трикутників обчислюють прирости координат i та та координати всіх вершин трикутників.

Рис.7.2. Аналітична мережа на глибоких кар’єрах: а – ланцюг трикутників; б– центральна система.

 

Спосіб теодолітних ходів є один із основних для розвитку мережі пунктів знімального обгрунтування на кар’єрах з видовженим фронтом гірничих робіт (рис. 7.3).

Якщо теодолітні ходи прокладають між вихідними пунктами, то вимірюють кути між прилеглою стороною теодолітного ходу i двома напрямками на пункти маркшейдерської опорної мережі.

Довжина теодолітного ходу та його сторін не повинна перевищувати величин, наведених у табл. 7.1.

Кути в теодолітних ходах вимірюють теодолітами типу Т15 двома повними повтореннями або прийомами. Кутова нев'язка ходу не повинна перевищувати 30 (n — число кутів). Вимірювання довжини виконують сталевими мірними стрічками (дротами), рулетками, довжино- і далекомірами в прямому і зворотному напрямках. Різниця між результатами вимірів не повинна перевищувати 1:1000 довжини сторони. У довжини сторін вводять такі поправки: за компарування, за температуру (при відхиленні її більше, ніж на 5° від температури компарування), за нахил лінії (при куті нахилу більшому за 1°), за провисання мірного приладу. Відносна лінійна нев’язка ходу не повинна бути більшою 1:3000.

У тих випадках, коли площадки уступів незручні для вимірювання на ґрунті, використовується непрямий спосіб визначення довжини лінії теодолітного ходу за допомогою геодезичних засічок (рис. 7.4). Суть його, полягає у тому, що на робочій площадці уступу прокладають теодолітний хід спирається по краях на пункти опорної мережі. На відстані вибирають допоміжні точки А,В,С.

 

 

З точок теодолітного ходу вимірюють кути β1, β2, β3,…, β15, а рулетками – лінії І-1 та 6-ІІ, що є контрольними базисами.

 

 

Рис. 7.3. Знімальна мережа у вигляді теодолітних ходів

 

Таблиця 7.1

Масштаб	Довжина, м
ходу	Сторони
1:1000		100-300
1:2000
1:5000

Із трикутника ІА1 за теоремою синусів обчислюють сторону:

 

 

(7.2)

Далі, розв’язуючи наступний трикутник, визначають довжину сторони

(7.3)

Аналогічно знаходять довжину сторони яка є спільною для розв’язування трикутників, побудованих з точки В. Контроль: порівняння обчисленої довжини останньої лінії теодолітного з довжиною, що виміряна в польових умовах. Лінійна нев’язка має становити не більше, як 1:3000 довжини ходу.

 

Рис. 7.4. Вимірювання ліній теодолітного ходу за допомогою геодезичних засічок

 

Спосіб засічок застосовують для вставки окремих точок, віддалених від пунктів опорної мережі.

У разі прямої засічки (рис. 7.5) для визначення координат вставленої точки Р достатньо виміряти кути α і β при вихідних пунктах А та В або кути β і γ при вихідних пунктах В та С. проте для контро-

 

лю вимірюють всі зазначені кути. при цьому кути λ і не вимірюють, але вони мають бути не більшими, ніж 150°, і не меншими, ніж 30°.

Координати пункту Р обчислюють двічі, розв’язуючи трикутники АВР та ВСР. Іноді можна визначити координати точки Р один раз, але тоді обов’язково потрібно виміряти кути λ або .

Рис. 7.5. Вставка точки Р способом прямої засічки

 

У разі зворотної засічки (рис. 7.6) для визначення координат точки Р, що вставляється, достатньо виміряти лише кути між напрямками на видимі опорні пункти M, N, T. Але для контролю треба вести спостереження на четверту точку К і виміряти кут . Якщо розбіжність координат і між двома їх визначеннями не перевищує ±0,6 мм у масштабі на плану, то за остаточне значення беруть середнє. Цей метод менш точний, але перевага його в тому, що польові роботи зводяться до вимірювання кутів лише при точці, координати якої потрібно визначити. Для однозначного розв’язування цієї задачі необхідно щоб точка Р була розташована на лінії кола, проведеного через три вихідні точки.

Полярний спосіб. Цей спосіб застосовується в умовах глибоких кар’єрів для визначення координат пунктів 1-4 знімальної мережі, що розташовані на різних горизонтах і їх видно з одного пункту А опорної мережі на відстані до 2000 м (рис. 7.7).

Для визначення координат пунктів 1-4 вимірюють горизонтальні кути -

Між вихідним напрямом АС і точками 1-4, довжини сторін - і кути їх нахилу - . Контроль азимутальної прив’язки перевіряють, вимірюючи горизонтальний кут від напряму АВ. Відстань вимірюють із середньою помилкою ±0,1 м, використовуючи для цього світлодалекоміри МСД-ІМ і «Кристал» або радіодалекоміри РДГ та ТД-2.

У виміряні відстані вводять поправку на кут нахилу:

(7.4)

Після чого обчислюють горизонтальні прокладання сторін:

. (7.5)

 

 

Рис. 7.7. Визначення координат точок полярним способом

Дирекційні кути сторін передають від відомих напрямків АС та АВ. Далі обчислюють прирости координат і координати за формулами відповідно (2.5) та (2.6).

Спосіб створних (профільних) ліній. Цей спосіб застосовують на кар’єрах з одностороннім розвитком гірничих робіт (рис.7.8). На неробочому борту щонайменше двома точками 1 і 1', 4 і 4' закріпляють паралельні створні лінії № 1-4 з відстанями відповідно

Початкові точки 1-4 розміщують на одній лінії, перпендикулярній до створних ліній. Координати точок 1-4, дирекційний кут визначають прив’язкою до найближчих пунктів опорної мережі. Дирекційний кут α створів визначають відносно лінії 1-4.

Для визначення координат точок А і В у створі №3 вимірюють кути , які не повинні бути меншими 30°. Відстані і визначають двічі:

t wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="24"/><w:sz-cs w:val="24"/><w:lang w:val="EN-US"/></w:rPr><m:t>;</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>">

(7.6)

За остаточний результат беруть середнє арифметичне. За обчисленими даними знаходять координати шуканих точок.

Помилка вимірювання довжин не повинна перевищувати ±0,1 м.

Спосіб експлуатаційної мережі застосовують на кар’єрах, що мають відносно рівну поверхню, невелику глибину, широкі робочі площадки і рівні лінії уступів, а також під час драгових і гідравлічних розробок.

Експлуатаційна мережа являє собою систему квадратів, де вершини є пунктами знімальної мережі (рис. 7.9). Довжина сторін квадратів основної мережі залежить від масштабу зйомок. Середину кожного квадрата основної мережі заповнюють квадратами з довжиною сторін від 5 до 40 м. Вершини і сторони цих квадратів є основою для проведення зйомки подробиць на кар’єрі.

 

Рис. 7.8. Визначення координат точок А,В, розміщених на створних лініях

 

Послідовність побудови мережі така. На генеральному плані заздалегідь намічають положення мережі i графічно визначають дирекційний кут α однієї з її сторін. Навколо проектного контура кар’єру прокладають замкнутий полігонометричний xід 1-2-3-4-5-1. Одну з вершин ходу (наприклад 1) беруть за вершину основного квадрата. Потім вибирають точки а, в, е, с, які є вершинами основного квадрата, i обчислюють їх координати.

Перенесення точок в,е,с в натуру виконують за кутами та відстанями , які визначають, розв'язуючи зворотну геодезичну задачу. Використовуючи точки а,в,е,с, виносять решту вершин.