Принципы создания аналитической сети.

З дисципліни

«Маркшейдерська справа»

для студентів спеціальності 5.05030105

«Маркшейдерська справа»

МОДУЛЬ 6

 

ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОЙ СЕТИ.

     

 На территории горного предприятия главной геодезической основой для маркшейдерских работ являются пункты государственной триангуляции 1, 2, 3 и 4-го классов, полигонометрии, заменяющей триангуляцию 4-го класса, марки и репера нивелирной сети I, II, III и IY классов.

Для выполнения съемок и других маркшейдерских работ создается дополнительная, более густая сеть

опорных пунктов съемочного обоснования. Положение пунктов съемочного (рабочего) обоснования определяется относительно пунктов главной геодезической основы.

Некоторые пункты дополнительной опорной сети должны определяться с высокой степенью точности. К таким пунктам относятся так называемые подходные пункты, расположенные вблизи устья подземных горных выработок. С подходных пунктов начинаются соединительные съемки, т.е. ориентирование подземной съемки (если таковая производится).

В ряде случаев подходным пунктом может служить пункт главной геодезической основы.

Сеть пунктов, построенная маркшейдерами горных предприятий триангуляционным методом относительно пунктов триангуляции 1-4 -го класса вставкой системы или отдельных пунктов, называется аналитической сетью.

Кроме создания аналитических сетей, сгущение сети опорных пунктов достигается также прокладкой полигонометрии и теодолитных ходов.

Пункты аналитических сетей, полигонометрии точности 1:15000 и 1:8000 и теодолитных ходов составляют сеть пунктов для решения всех маркшейдерских задач и служат съемочным обоснованием при съемках в масштабах 1:5000, 1:2000 и 1:1000.

В районах, где нет триангуляции 1 и 2-го классов, для обоснования съемок крупного масштаба разрешается прокладывать триангуляцию 3 и 4-го классов в виде самостоятельных сетей с последующей привязкой их к триангуляции высших классов. В некоторых случаях на участке работ (за исключением городов и территорий над подземными выработками) при отсутствии пунктов главной геодезической основы разрешается производить съемки, пользуясь только пунктами съемочного обоснования.

Для крупномасштабных съемок, к которым относятся и маркшейдерские, принята единая государственная система плоских прямоугольных координат (равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция).

 

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ СЪЕМКИ

Маркшейдерскими съемками называется совокупность полевых и камеральных работ, выполняемых с целью составления планов и решения различных инженерно-технических задач маркшейдерской службы горных предприятий.

Последовательность производства съемок

Маркшейдерские съемки производятся в определенной последовательности.

Вначале создается сеть опорных пунктов, затем выполняется съемка подробностей, если целью съемочных работ является составление плана. Для решения различных инженерно-технических задач иногда создается специальная сеть опорных пунктов.

Опорная сеть пунктов для съемок на земной поверхности рудника создается путем последовательного сгущения существующей государственной триангуляционной сети или прокладкой ходов полигонометрии. Система пунктов, с которых производится съемка подробностей, называется съемочным обоснованием.

Для определения положения пунктов опорной сети вычисляются их координаты. Положение точек, принадлежащих контурам подробностей, определяется способом ординат, засечек и полярных координат. Такие точки наносятся на план графически.

Таким образом, все съемочные работы включают:

• создание сети опорных пунктов (съемочного обоснования);

• съемку подробностей;

• развитие дополнительной сети пунктов для решения инженерно-технических задач.

Работы по созданию опорной сети и съемке подробностей могут выполняться в различные периоды времени или одновременно.

На следующей странице приведены общие сведения о способах построения сети опорных пунктов на земной поверхности, подробное изучение которых входит в задачи геодезии.

 

СЪЕМОЧНЫЕ РАБОТЫ НА ПОВЕРХНОСТИ КАРЬЕРА.

Топографические планы, составленные в период производства геологоразведочных работ, не всегда удовлетворяют требованиям, возникающим при решении всевозможных производственно-технических задач, как при строительстве горного предприятия, так и при эксплуатации месторождения полезного ископаемого.

Очень часто для решения этих задач требуются топографические планы более крупного масштаба, что заставляет маркшейдера производить съемки заново. Производство съемок с целью пополнения существующих топографических планов является повседневной работой маркшейдера.

                                               Существуют следующие виды съемок:

- теодолитная-угломерная,

- нивелирная,

- тахеометрическая и мензульная.

Все они имеют широкое применение как для составления пополнения планов поверхности, так и для решения всевозможных технических задач. При съемках с целью составления планов крупных масштабов и пополнения существующих планов всегда необходимо руководствоваться требованиями соответствующих технических инструкций и наставлений по производству крупномасштабных съемок.

В зависимости от целей съемки, характера рельефа местности, климатических условий применяются тот или иной вид съемок, предусмотренный соответствующими техническими инструкциями и наставлениями.

Так, например, если нужно произвести съемку с целью пополнения существующего плана поверхности и при этом нет надобности снимать рельеф местности, то следует применить теодолитную-угломерную съемку.

При съемках местности для составления нового плана или пополнения существующего, когда после планировки местности или под влиянием горных разработок рельеф ее изменился, следует применять тахеометрическую или мензульную съемки.

В маркшейдерской практике тахеометрическая съемка широко применяется при съемке отвалов полезного ископаемого на складах, однако, при благоприятных условиях и при этих работах следует производить мензульную съемку.

В практике производства маркшейдерских съемок на поверхности имеют широкое распространение вертикальные съемки (нивелировки). Геометрическое нивелирование часто производится по осям различных инженерных сооружений, шоссейных и железных дорог, водопроводов и т. п. с целью составления профиля трассы этих сооружений. При этом производится и нивелирование поперечников.

Геометрическое нивелирование производится также для определения отметок опорных пунктов, отметок фундаментов различных горнотехнических сооружений и стационарных механических установок, для определения отметок опорных пунктов у устья горных выработок. Для высотного обоснования подземных съемок, а также при наблюдениях за процессом сдвижения земной поверхности под влиянием горных разработок.

Нивелирование площадей производится на местности со слабо выраженным рельефом для построения горизонталей микрорельефа или для определения объёма земляных работ при промышленном строительстве или при планировке местности.

В результате выполнения всех топографогеодезических работ на территории рудника составляются планы земной поверхности, профили продольного нивелирования и другая графическая документация.

Перечень, характер и содержание первичной, вычислительной и графической документации определяются "Технической инструкцией по производству маркшейдерских работ".

 

 

Нивелиры

Нивелир - прибор для геометрического определения разницы высот между опорными точками, которую называют превышением. Французское слово "niveau" буквально означает "уровень".

Нивелиры бывают оптико-механические и электронные (цифровые, лазерные).

Оптико-механический нивелир представляет собой прибор, состоящий из зрительной трубы, механизма поворота трубы и чувствительного уровня. Прибор, как правило, устанавливается на штатив. В конструкцию входит рейка и нитяной дальномер для определения расстояния по рейке.

Рейка нивелира представляет собой деревянную или металлическую линейку со шкалой, по которой считывается разность уровней опорных точек при помощи нивелира.

В современных оптико-механических нивелирах присутствует автоматический компенсатор для упрощения установки оси зрительной трубы в горизонтальное положение.

Цифровые нивелиры имеют встроенный процессор для автоматизации вычислений результатов измерений их запоминания, и оснащены специальной рейкой.

Лазерные нивелиры используют для измерений углов и уровней плоский лазерный луч, а также специальную измерительную рейку. При производстве мелкомасштабной съемки они применяются редко, поскольку приборы с оптикой дают более точные результаты.

По степени точности измерений нивелиры подразделяются на высокоточные, точные и технические. В высокоточных нивелирах отсчеты берутся по штриховой инварной рейке, в нивелирах меньшей степени точности - по шашечной рейке.

Использование нивелиров.

Нивелиры используют для определения разности высот между двумя точками на местности. Различают следующие способы нивелирования: геометрическое, тригонометрическое и гидростатическое.

Геометрическое нивелирование производится с помощью прибора нивелира и рейки. Прибор устанавливают строго вертикально над опорной точкой, при этом ось оптической трубы нивелира является горизонталью. У второй точки выставляют рейку. Разница высот (превышение) между точками определяется, как разность отсчетов по рейке. Недостаток этого метода проявляется при измерении превышений, имеющих размеры больше, чем длина рейки. При этом приходится переставлять прибор, точность измерений падает.

Тригонометрическое нивелирование также производится с использованием нивелира. Превышение между точками в этом случае определяют по измеренным вертикальным углам и расстояниям между точками с помощью тригонометрических расчетов.

При помощи тригонометрического нивелирования можно измерить превышение любой высоты между взаимно видимыми точками, однако его точность ограничена влиянием на измерение вертикальных углов оптического преломления и уклонений отвесных линий, особенно проявляющихся в горной местности. Тем не менее этот метод определения превышений чаще всего применяется на практике, как наиболее универсальный.

При тригонометрическом нивелировании сначала определяется расстояние от нивелира до первой точки при помощи дальномерной сетки и рейки. Для этого вычисляется угол между горизонталью и произвольным отрезком на рейке. Путем несложных тригонометрических подсчетов (зная углы и длину одной из сторон – отрезок рейки), вычисляют расстояние.

Затем наводят оптическую трубу на вторую точку и замеряют угол между горизонталью и этой точкой. Рейка в измерениях на втором этапе не нужна.

Зная горизонтальное расстояние до первой точки, а также углы полученного прямоугольного треугольника, легко вычислить противоположный катет, величина которого и является превышением.

Гидростатическое нивелирование использует принцип сообщающихся сосудов.

Известно, что жидкость в сообщающихся сосудах находится на одном уровне, поэтому если взять два (или несколько) прозрачных сосуда в качестве мерных линеек и соединить их трубками, то по разности уровней жидкости в сосудах можно с большой точностью определить превышение между точками, в которых установлены сообщающиеся сосуды.

Как вы понимаете, этот метод ограничен длиной трубки, сообщающей сосуды, ну и, конечно же, не пригоден для измерения больших превышений.

Достоинства этого метода – относительная простота, высокая точность, возможность измерять превышение между несколькими точками одновременно, а также возможность проводить замеры между взаимно невидимыми точками.

 

Теодолиты

Теодолит - измерительный прибор, основное назначение которого - определение направлений и измерение углов между направлениями с высокой степенью точности. Область применения теодолитов: топографические, геодезические, маркшейдерские съемки, строительство зданий, сооружений, дорог и т.д.

Основным измерительным элементами теодолитов являются лимбы - горизонтальные и вертикальные круглые шкалы. Наблюдение ведется через оптическую зрительную трубу, которая наводится на опорную точку при помощи наводящих и закрепительных винтов. Оптическая труба бывает прямого (наблюдатель видит изображение в нормальном положении) и обратного (наблюдатель видит перевернутое изображение) наблюдения.

Составляющие элементы конструкции оптического теодолита - цилиндрический уровень, отвес (механический или оптический - для точной установки прибора над или под опорной точкой). Для снятия отсчетов служит отсчётный микроскоп (микрометр). Кроме этого, некоторые теодолиты оснащены компенсаторами для облегчения горизонтального позиционирования.

Теодолиты подразделяются по степени точности (высокоточные, точные, технические), по назначению (полевые, горные), а также по принципу действия - оптические, фото -, кино -, гиротеодолиты и электронные теодолиты.

Горные теодолиты отличаются от обыкновенных полевых приборов более высокими требованиями к прочности и мобильности, а также защите от загрязнений и влаги, поскольку предназначены для использования в тяжелых условиях подземных выработок. Принципиально они устроены так же, как и аналогичные приборы для наружной съемки поверхности.

Фото- и кинотеодолиты объединяют в своей конструкции фото или кинокамеру с теодолитными измерительными элементами.

По сути это - высокоточная фото- или киносъемка объектов и местности. По степени точности эти теодолиты значительно уступают обычным оптическим приборам.

Гиротеодолит служит для ориентирования, измерения углов и определения направлений. Его принцип действия аналогичен принципу работы гирокомпасов, применяемых в современном мореходстве.

Основу гиротеодолита составляет угломерное устройство для считывания отсчетов положения чувствительного элемента гироскопа и определения азимута требуемого направления. Ось чувствительного элемента гироскопа совершает колебания строго по плоскости меридиана Земли, поэтому угол между направлением и меридианом (азимутом) можно определить с достаточно высокой степенью точности.

Гиротеодолиты нередко применяют в маркшейдерских съемках, при этом для перехода к дирекционному углу вводят поправки для сближения меридианов в проекции Гаусса-Крюгера.

Электронные теодолиты оснащены компьютером, позволяющим автоматизировать вычисления и запоминать результаты.

Тахеометры

Тахеометр - геодезический измерительный прибор для определения расстояний до объектов, а также для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Тахеометры применяются для определения координат и высот точек местности при топографической, геодезической и маркшейдерской съемке, при разбивочных работах и составлениях планов высот и координат опорных точек.

По сути, тахеометр - усовершенствованный теодолит, имеющий большую функциональность.

Тахеометры классифицируются по назначению (строительные, полевые), по принципу действия, а также по конструкции.

По принципу действия тахеометры подразделяют на оптические и электронные, которые в последние годы получают все более широкое распространение из-за обеспечения высокой точности и производительности измерительных работ.

Электронные тахеометры работают по принципу радара - они считывают разницу в фазах испускаемого и отраженного от опорной точки луча (фазовый метод), либо разницу по времени прохождения луча до отражателя и обратно (импульсный метод). Фазовый метод используется для измерения углов, а импульсный - расстояний.

По конструктивному исполнению тахеометры подразделяют на модульные, интегрированные и автоматизированные.

Модульные тахеометры состоят из отдельных модулей-элементов - определитель углов, дальномер, органы управления и обработки информации (клавиатура, процессор). Благодаря модульности, можно выбирать элементы тахеометра для решения конкретных задач, исключая излишнюю функциональность всего прибора в целом, что заметно сказывается на стоимости и мобильности тахеометра.

Интегрированные тахеометры отличаются от модульных тем, что все перечисленные выше модули объединены в одном приборе. Такие приборы применяются в том случае, когда необходимо полностью использовать функциональные возможности тахеометра.

Автоматизированные тахеометры несут элементы усовершенствования эксплуатации - сервопривод, системы распознавания, захвата, слежения и т.д. Такие тахеометры значительно облегчают работу, при проведении большого количества измерений на небольшом участке или секторе, а также при мониторинге сдвига или деформации (функция слежения).

Тахеометры, изготавливаемые в Росси - Та2, Та5, Та20 (цифра в модели соответствует величине погрешности прибора в угловых секундах)

Точность измерений, полученных при использовании современных теодолитов, нивелиров и тахеометров очень высока. Так, при использовании прибора на расстоянии до опорной точки 1000 м, получаемая погрешность угловых измерений составляет до полсекунды, линейных - до 1 мм (при импульсных лазерных измерениях).

В последние годы приборы для съемок поверхности Земли стали оснащать глобальными системами позиционирования GPS (спутниковой системой навигации), позволяющей определить местоположение объекта съемки в трехмерных координатах с достаточной степенью точности.

Система GPS при геодезических и маркшейдерских съемках используется лишь для удобства проведения грубых прикидок и ориентирования, поскольку на современном уровне развития не может обеспечить требуемой точности.

 

 

Установка прибора.

Перед началом теодолитной съемки, прибор необходимо установить строго над вершиной измеряемого угла, над опорной точкой, с которой проводят измерения. При подземных маркшейдерских съемках иногда устанавливают теодолит под опорной точкой.

Высота расположения оптической трубы прибора должна находиться на уровне глаз.

Прибор устанавливают по оптическому или нитяному отвесу, сначала грубо, "на глаз" перемещая штатив, затем, при помощи перемещения по горизонтальной платформе уточняют положение над вершиной угла (опорной точкой).

Вертикальное положение оси вращения теодолита выполняется при помощи цилиндрического уровня.

После закрепления прибора проверяют правильность установки, вращая теодолит в горизонтальной плоскости и наблюдая за положением пузырька цилиндрического уровня.

Отклонение не должно превышать одно деление шкалы.

Установка оптической трубы должна позволять четко видеть шкалу сетки нитей и наблюдаемый объект съемки. Штрихи лимба и шкала отсчетного микроскопа также должны быть четко видны.

Измерение угла.

Отпускают алидаду и отводят ее влево на 30-40 град., затем обратным вращением наводят на визирную точку первого направления так, чтобы она оказалась справа от биссектора (в поле зрения оптической трубы). Алидаду закрепляют.

Ввинчиванием наводящего винта алидады биссектор наводят на визирную точку и снимают показание с оптического микрометра.

Отпускают винт крепления алидады и наводят на вторую визирную точку, затем снимают показание, следуя тем же шагам, что и при наведении на первую точку.

Далее проводят второй этап съемки, снижающий погрешности, появляющиеся в результате неточной установки теодолита.

Оптическую трубу переводят через зенит в противоположное направление, и по часовой стрелке поворачивают к второй точке измеряемого угла, предварительно отведя алидаду на 30-40 град. влево.

Наводящим винтом наводят биссектор на визирную точку и снимают показания оптического микрометра.

По часовой стрелке наводят алидаду на первую визирную точку и вновь снимают показания микрометра.

В случае если теодолит оснащен окулярным микрометром вместо оптического, результаты измерений повторяют трижды.

На этом практическая часть съемки угла завершена, приступают к вычислениям среднего результата измерений первого и второго этапов, что позволяет уменьшить погрешности съемки.

Расхождение в измерениях угла, полученных в дублирующих съемках не должно превышать двойную точность отсчетного устройства (для теодолита Т30 эта погрешность составляет 1').

Для измерения вертикальных углов используют вертикальный круг теодолита.

Измерение расстояния.

При помощи теодолита можно измерять линейные расстояния.

Для осуществления этой функции служат дальномерные нити и визирная рейка.

Чтобы определить расстояние L от теодолита до рейки, оптическую трубу прибора наводят на шкалу установленной вертикально рейки. Оценивают длину l отрезка рейки между дальномерными нитями, которая определяется, как разность показаний нижней нити l’’ и верхней нити l’:

l = l’’ - l’.

Чтобы вычислить расстояние до рейки, надо найденную длину отрезка рейки l умножить на 100:

L = l х 100.

Пример:

l’ = 1240 мм, l’’ = 1483 мм, тогда:

l=1483-1240=243 мм

L = 243 х 100 = 24.3 м

 

При проведении съемки углов теодолитом возникают погрешности, вызываемые различными причинами: ошибка прибора, влияния внешней среды и человеческий фактор.

Приборные ошибки зависят от качества изготовления и класса точности применяемого теодолита, а также его технического состояния. Чаще всего они возникают при плохой калибровке шкал, в том числе лимбовых и оптических, остаточных погрешностей регулировки и юстировки прибора, температурных деформаций в самом приборе и т.д.

Ошибки из-за негативного влияния внешней среды вызываются оптической рефракцией, искажением оптических изображений из-за перемещения слоев воздуха и т. п.

Человеческий фактор влияет на аккуратность установки прибора, выполнения технологии измерений и съема показаний с прибора, а также подсчет результатов измерений.

На результаты маркшейдерских съемок техническим теодолитом погрешности, вызываемые воздействием внешней среды, не оказывают существенного влияния, поскольку допускаемая погрешность крупномасштабных съемок выше, чем при точных мелкомасштабных съемках.

 

 

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ  ЗАМЕРЫ

В процессе производства горных работ забои действующих капитальных, подготовительных и очистных горных выработок непрерывно перемещаются.

В проводимых горных выработках производится маркшейдерская съемка, закрепляются пункты этой съемки и, таким образом, с высокой степенью точности фиксируется на маркшейдерском плане положение и длина каждой горной выработки. Однако, необходимость в постоянной теодолитной или тахеометрической съемке зачастую не требуется.

В большинстве случаев положение забоя горной выработки может быть определено с достаточной степенью точности путем измерения рулеткой длины от забоя до ближайшего к нему пункта маркшейдерской съемки. Рулеткой могут быть измерены и поперечные сечения горной выработки, и площадь обнажения полезного ископаемого в плоскости забоя.

Такие работы называют маркшейдерскими замерами горных выработок (или просто замерами), которые по своему характеру представляют простейший вид маркшейдерских съемок, выполняемых для различных текущих целей, а главным образом для пополнения маркшейдерского плана на конец отчетного периода.

Маркшейдерские замеры производятся во всех действующих капитальных, подготовительных и очистных выработках.

Первая задача замеров состоит в определении положения забоев выработок на конец отчетного периода.

Решается она относительно легко - измеряется расстояние от ближайшего к забою пункта маркшейдерской съемки до поверхности забоя. По измеренному расстоянию наносят на маркшейдерский план положение забоев каждой подготовительной горной выработки на начало отчетного периода (которое является концом предыдущего периода).

Подвигание выработки за месяц равно расстоянию между положениями забоя на первые числа отчетного и последующего месяцев.

Вторая задача замеров заключается в определении количества (веса) добытого полезного ископаемого. При маркшейдерских замерах это количество определяется по формуле:

Q = V q,

где:

V - объем выемки по полезному ископаемому;

q - объемный (удельный) вес полезного ископаемого в массиве (целике).

Площадь обнажения необходимо измерять периодически, чем выше скорость проходки, тем замеры производятся чаще.

При определении объема выемки длина выработки умножается на среднее значение площади обнажения, полученной из нескольких определений на участке выработки. Обычно площадь замеряется по плану геометрическим способом или планиметром.

Можно вычислить площадь выемки произведением средней длины линии забоя на среднее продвигание ее за отчетный период.

Среднее подвигание длины линии забоя за отчетный период определяется как среднее арифметическое из всех произведенных в течение отчетного периода непосредственных промеров, или промеров, сделанных по плану. Аналогично определяется длина линии забоя подготовительных выработок, проходимых широким забоем.

Среднее подвигание очистного забоя получается как среднее арифметическое из подвигания очистного забоя по верхнему и нижнему штрекам.

При всех способах определения площади, вводимой в подсчет, исключают суммарную площадь целиков, оставляемых в выработанном пространстве.

 

 

Эксплуатационные сетки.

Сущность способа состоит в том, что сеть пунктов съемочного обоснования строится в виде сети квадратов или прямоугольников, вершины которых закрепляются на местности пунктами.

Оси сетки располагаются или параллельно осям координат, или вдоль и поперёк фронта горных работ карьера (рис. 7).

Одна из осевых линий эксплуатационной сетки должна обязательно проходить через пункт основной опорной сети карьера.

Чтобы разбить на местности эксплуатационную сетку, вначале составляют проект ее расположения на территории открытых разработок. После этого производят в натуре разбивку основных и заполняющих квадратов сетки.

Основные квадраты имеют размеры 100-200 м, заполняющие 20-40-50 м, в некоторых случаях даже 5-10 м.

Вначале можно ограничиться разбивкой только основных квадратов. Затем, по мере подвигания горных работ, внутри основных квадратов разбивают заполняющие квадраты.

Размеры заполняющих квадратов принимаются в зависимости от вида разрабатываемого полезного ископаемого, скорости подвигания горных работ и способа выемки. Чем прямее линия забоя уступов и чем интенсивнее подвигание горных работ, тем стороны квадратов или прямоугольников сетки делаются больше и наоборот. Так, например, при разработке буроугольных горизонтально или полого залегающих пластов многочерпаковыми экскаваторами стороны квадратов сетки могут быть равны 40-50 м.

При разработке крепких пород, стороны квадратов делаются 20 и даже 10 м.

При разбивке эксплуатационной сетки в натуре применяютс те же способы, что и при общей разбивке местности, например при составлении планов шахт, сооружений на поверхности, дорог и т. д. Во всех случаях вначале разбивают главные оси сетки, после чего производится разбивка квадратов в проекции на горизонтальную плоскость.

Вершины квадратов сетки закрепляются металлическими стержнями, трубками или деревянными столбами, врытыми на уровне с поверхностью земли.

Закрепление пунктов производится в два приема. При разбивке сетки пункты отмечаются временными точками, т.е. вбитыми в торцы кольев гвоздями. Затем временные точки заменяются постоянными знаками.

Делается это следующим образом: над временной точкой центрируется отвес, укрепленный к бруску, лежащему на двух кольях; затем вместо временной точки закрепляется постоянный пункт, на котором по отвесу отмечается его центр.

У каждого пункта с северной стороны на расстоянии 0,5 м устанавливаются деревянные сторожки с соответствующей надписью (номер пункта).

На всю площадь сетки составляется план в масштабе 1:1000 или 1:2000, на котором пункты сетки обозначаются соответственно принятой нумерации. Координаты пунктов сетки записывают в особый каталог.

Относительо пунктов эксплуатационной сетки. закрепленных на местности. производится съемка верхней бровки карьера.

Съемка элементов других уступов осуществляется после восстановления подработанных пунктов сетки. При этом, если ширина уступов достаточна для восстановления подработанных пунктов, то пункты сетки восстанавливаются на последующих уступах способом створов или засечек (рис. 7).

Способ створов заключается в восстановлении утраченных пунктов на новом горизонте в точке пересечения двух взаимноперпендикулярных линий сетки. Направления этих линий в натуре провешиваются с помощью теодолитов. Применение такого способа возможно при небольшой высоте уступов или при пологих откосах.

Способ засечек заключается в том, что место утеряных пунктов определяется пересечением визирных осей двух теодолитов, установленных на сохранившихся пунктах сетки.

Восстановление утраченных пунктов сетки может производиться также решением обратной геодезической задачи, если координаты восстанавливаемого и сохранившегося пунктов известны.

Создание заполняющей сетки опорных пунктов путем построения эксплуатационной сетки имеет распространение при разработке горизонтально залегающих пластообразных залежей с малым количеством уступов. Эксплуатационные сетки являются надежным и достаточно точным способом рабочего обоснования маркшейдерских съемок карьеров.

 

Профильные линии.

При разработке месторождений карьерами с крутыми откосами применяют профильный способ съемки. При этом способе рабочим обоснованием, т. е. опорой для съемки подробностей, являются профильные линии, закрепленные на местности пунктами.

Сущность способа состоит в следующем.

За пределами карьера создается сеть опорных пунктов в виде замкнутого полигона АБВД (рис. 8) или параллельных линий I-I и II-II(рис. 9). На сторонах замкнутого полигона разбиваются и закрепляются пункты, образующие систему параллельных линий 1-1,2-2, 3-3 и т. д., отстоящих друг от друга на равных расстояниях. Точно также на линиях I-I и II-II, разбитых по обеим сторонам карьера, закрепляются пункты так, чтобы образовались параллельные линии4-4', 5-5', 6-6' и т. д. Расстояние между параллельными профильными линиями делается одинаковым.Так, например, расстояние между точками 4, 5, 6 и т. д. может быть равным 20 м.

Кроме того, между этими основными пунктами через каждые 5 м закрепляются еще по три промежуточных точки.

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.

Полярный способ

Этот способ широко применяется при тахеометрической мензуальной съемках местности. Положение, например, точки 1снимаемого 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 bi. 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-би 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 bi 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