Высотное обоснование маркшейдерских съемок на открытых карьерах

На территории открытых разработок создается достаточно густая сеть высотных опорных пунктов в виде нивелирных марок и реперов, которая должна быть привязана к государственной высотной сети.

Высотные отметки пунктов съемочного обоснования в зависимости от требуемой точности определяются геометрическим или тригонометрическим нивелированием.
В зависимости от способов разработки, вида полезного ископаемого согласно инструкции производится геометрическое нивелирование VI класса или техническое. Тригонометрическое нивелирование применяется при прокладке теодолитных ходов и при вставке отдельных пунктов засечками.

Съемка подробностей



К подробностям открытых разработок, подлежащих съемке, относят:

• рельеф и ситуация земной поверхности;
• верхние и нижние бровки и вскрышных и добычных уступов и неровности на бермах и откосах уступов;
• постоянные и временные отвалы пород и склады полезного ископаемого;
• устья горных и разведочных выработок;
• естественные обнажения и контакты горных пород и полезного ископаемого;
• тектонические нарушения и т. д.

Съемку подробностей открытых разработок в основном производят теми же способами, которые применяют при топографических съемках.

Способ перпендикуляров (ординат)

Сущность этого способа заключается в том, что из отдельных характерных точек снимаемого объекта на стороны съемочного обоснования опускаются перпендикуляры. Измеряются расстояния от опорных пунктов до основания перпендикуляров и длина перпендикуляров.
Измеренных данных достаточно для нанесения на план снимаемого объекта.

При съемке верхней и нижней бровок уступа карьера (рис. 10) используют пункты опорной сети на уступах - вершины теодолитного хода или пункты, определенные засечками. Для того, чтобы заснять положение верхней бровки уступа, выбирают наиболее характерные точки 1,2,3 и т. д. контура бровки уступа, из этих точек при помощи эккера (прибор, употребляемый топографами для того, чтобы разбивать на земле прямые, пересекающиеся между собой под углами в 90° или 45°) опускают перпендикуляры на прямую АБ. Расстояние l_i от опорного пункта А (или Б) до основания перпендикуляров и длины d_i измеряются рулеткой, значения их записываются в полевом журнале и абрисе съемки. Нижняя кромка уступа снимается аналогично, но с использованием опорных пунктов, расположенных на нижнем уступе.

Если снимаемые объекты значительно удалены от линии АБ опорной сети, то для съемки их способом ординат вблизи этих объектов на местности намечают дополнительную линию, положение которой определяется относительно основной линии АБ.

При создании заполняющей опорной сети в виде эксплуатационной сетки, съемка подробностей в каждом квадрате производится способом перпендикуляров, как это показано на рис. 11. В этом случае положение верхней бровки уступа, определяемого точками 1,2, 3, 4, 5, получится промером расстояний А-1 и Б-5 на сторонах квадрата и перпендикуляров d_i от стороны АБ квадрата до точек 2, 3, 4.

Аналогичным образом на нижнем уступе, где восстановлено положение пунктов В и Г квадрата, определяется положение нижней бровки уступа и других подробностей.

Полярный способ

Этот способ широко применяется при тахеометрической мензуальной съемках местности. Положение, например, точки 1 снимаемого контура (рис. 12) определяется относительно опорного пункта и исходной стороны полярными координатами: углом b и расстоянием А - 1 = l.
Опорными пунктами могут быть пункты аналитической сети, полигонных ходов, эксплуатационной сетки и т. д.

На рис.12 приведена схема съемки подробностей двух уступов карьера. На верхнем уступе с пунктов А и Б теодолитного хода производится съемка бровок верхнего уступа. Положение точек 1, 2, 3,...., 10, фиксирующих контуры бровок уступа, определяется измерением в пунктах А и В углов теодолитом и расстояний до точек контура дальномером.

Аналогично на нижележащем уступе с пунктов С и К производится определение положения точек 1, 2, 3,..., 7, обозначающих бровки второго уступа.
При съемке подробностей полярным способом ведется полевой журнал тахеометрической съемки и составляется подробный абрис съемки подробностей.
Камеральная обработка результатов съемки подробностей полярным способом производится так же, как и при тахеометрической съемке.

Профильный способ съемки.

Съемка подробностей на основе предварительно разбитых и закрепленных на местности профильных линий является специальным видом съемки, применяемым в тех случаях, когда нельзя использовать другие способы съемок открытых разработок, например при высоких крутых бортах и отсутствии уступов карьера.

Сущность способа состоит в том, что в створах профильных линий определяют положение и отметки точек поверхности бортов и подошвы карьера. Затем эти точки наносят на план; горизонтали поверхности карьера и разрезы по профильным линиям представляют графическую документацию, позволяющую определить форму и объем карьера на момент съемки.
Если карьер неглубокий, то в створе каждой профильной линии в характерных точках а, б, в, и т. д. последовательно ставится веха (рис. 8). Теодолитом, установленным в вершине полигона или в какой-либо точке М, расположенной на профильной линии, измеряют горизонтальные углы b между постоянным на станции направлением, например М-3, и лучом визирования на веху. Измеряют также углы наклона.

Затем определяют на плане положение пикетных точек в створе линии и вычисляют отметки этих точек.

Поскольку известны координаты точек М и 3 (рис. 8), то для определения положения точек а, б, в, и т. д. достаточно построить на плане в точке М измеренные значения горизонтальных углов b_i. Пересечение сторон этих углов с профильной линией 3-3 определит положение искомых точек а, б, в на плане. По известной отметке точки М, измеренным углам наклона и полученным на плане горизонтальным проложениям линий М-а, М-б и т. д. определяют отметки пикетных точек, как это делается при мензуальной съемке.
Положение пикетных точек а, б, в... в створе линии 3-3 может быть получено путем вычисления сторон М-а, М-б и т. д. или координат точек а, б, в..., например, решением прямых засечек, базисом которых для створа 3-3 будет являться сторона М-3, а углами - измеренные углы b_i и угол y, получаемый, как разность дирекционных углов базиса 3-М и профильной линии 3-3.

Получив таким образом положение пикетных точек на каждой профильной линии, строят изолинии поверхности карьера, а также вертикальные разрезы по каждому профилю. При глубоких карьерах, когда установка вех затруднительна, для определения положения пикетных точек применяют тонкий стальной трос с укрепленным на нем металлическим шаром.

Техника съемки при этом способе заключается в следующем.
На двух противоположных бровках карьера, например в пунктах А и Б (рис.9), соответствующих профильной линии 7-7, становятся два рабочих с ручными лебедками, на которые намотаны концы стального троса, перекинутого поперек карьера. Тонкий трос, с прикрепленным к нему шаром (диаметром 10 см) будет располагаться в створе линии 7-7'. По сигналу маркшейдера трос при помощи лебедки вместе с шаром, окрашенным в яркий (красный) цвет, медленно опускается по борту карьера;
в необходимых для наблюдений местах, например в точках а, б, в и т. д., шар останавливается и служит в качестве сигнала при визировании на него теодолитом из пункта Г.
При визировании инструментом из точки Г на шар от начального направления 4-Г измеряют горизонтальные углы b_i. Одновременно с этим измеряют вертикальные углы.

По измеренным величинам определяют положения пикетных точек на плане и вычисляют их отметки.
При съемках профильным способам нужно следить за тем, чтобы углы между профильными линиями и лучами визирования на пикетные точки не были меньше 25^o-30^o.

При построении профилей (вертикальных разрезов) на них должны быть показаны:

• земная поверхность;
• сетка высот и ординат;
• выработанные участки породы и полезного ископаемого за месяц (квартал, год);
• геологическое строение полезного ископаемого и вмещающих пород;
• разведочные и дренажные выработки и другие необходимые подробности.

Фотограмметрическая съемка

В некоторых случаях при производстве съемке подробностей и пополнительной съемки карьеров удобнее всего использовать наземную фотограмметрическую съемку.
Применение фототеодолитов удобно, когда приходится пополнять планы эпизодически и в короткий промежуток времени, при съемке сложных в топографическом плане участков, требующих значительного объема полевых работ, а также при небезопасных для маркшейдера работах.
Фотограмметрическая съемка выполняется фототеодолитами или фотограммерами с привязкой получаемых фотоснимков к опорным точкам на существующих планах.