Маркшейдерские работы при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом
Маркшейдерские съемочные сети на карьерах. Вариант создания съемочного обоснования на карьерах методом теодолитных ходов. Определение планового положения пунктов съёмочной сети методом геодезических засечек. Решение линейной засечки по проекциям сторон.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.09.2014 |
Министерство образования Российской Федерации
Уральский государственный горный университет
Кафедра маркшейдерского дела
по дисциплине «маркшейдерское дело»
Маркшейдерские работы при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом
Выполнил: студент группы МД-3-2
Преподаватель: к.т.н. профессор
1. Опорные сети на карьерах.
1.1 Плановые опорные сети на карьерах.
1.2 Высотные опорные сети на карьерах.
2. Маркшейдерские съемочные сети на карьерах
2.1 Вариант создания съемочного обоснования на карьерах методом теодолитных ходов.
2.2 Определение планового положения пунктов съёмочной сети методом геодезических засечек.
2.2.1 Прямая геодезическая засечка.
2.2.1.1 Решение прямой геодезической засечки по формулам котангенсов
2.2.1.2 Решение прямой геодезической засечки по формулам тангенсов дирекционных углов.
2.2.2 Обратная геодезическая засечка.
2.2.4 Линейная геодезическая засечка.
2.2.4.1 Решение линейной засечки по проекциям сторон
2.3 Вариант создания съемочного обоснования на карьерах полярной засечкой.
2.4 Аналитическая фототриангуляция
2.5 Определение высотных отметок пунктов съемочного обоснования.
3. Маркшейдерские работы при проходке траншей.
4. Маркшейдерские работы при проведении буровзрывных работ
4.1 Составление плана-проекта на буровзрывные работы.
Список используемой литературы
Курсовая работа включает в себя комплекс расчётно-графических работ, выполняемых маркшейдером при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом.
Основой при работе маркшейдера в карьере является создание опорных и съёмочных сетей. Опорные и съёмочные сети служат геометрической основой для обеспечения всех видов съёмок, проводимых при эксплуатации месторождения.
Существует несколько способов выполнения указанных работ. В курсовом проекте рассмотрены способы развития планового съёмочного обоснования прямой и обратной геодезическими засечками, линейной засечкой.
Рассмотрен вопрос проходки траншей, целью которой является установление транспортно-грузовой связи между горизонтами разработки и пунктами приёма горной массы на поверхности или в карьере.
Составлен проект буровзрывных работ, в котором выполнены все необходимые расчёты для подготовки блока к взрыванию.
В курсовой работе использовались данные, приведённые в методическом пособии.
1. Опорные сети на карьерах
1.1 Плановые опорные сети на карьерах
Геометрической основой для производства всех видов съемки (маркшейдерской, геологической, геодезической и топографической) на земной поверхности и в карьере служат: государственные геодезические сети (триангуляция, полигонометрия, трилатерация 1-го, 2-го, 3-го и 4-го классов); сети сгущения (триангуляция, полигонометрия 1-го и 2-го разрядов) и высотные сети I, II, III и IV классов.
Государственная геодезическая сеть обеспечивает распределение координат на территории государства и является исходной для построения других сетей.
Работы по созданию маркшейдерских опорных геодезических сетей на карьере выполняются по согласованию и разрешению Ростехнадзора. В качестве исходных пунктов для построения опорных сетей служат пункты государственной геодезической сети и сети сгущения.
Координаты и высоты всех видов опорных сетей вычисляются в принятых в стране системах координат в проекции Гаусса и в Балтийской системе высот.
Наибольшее распространение на горных предприятиях в качестве опорных сетей получили сети 4-го класса, сети сгущения 1-го и 2-го разрядов и нивелирования III и IV классов, создаваемые на основе пунктов государственной геодезической сети путем перехода от большего к частному (от высшего разряда к низшему) в таблице 1 приведены характеристики сетей триангуляции 4-го класса, 1-го и 2-го разрядов.
Длина стороны треугольника, км, не более
Минимально допустимая величина угла:
в сплошной сети
связующего в цепочке треугольников
Число треугольников между исходными сторонами или между исходными пунктом и исходной стороной, не более
Минимальная длина исходной стороны, км
Средняя квадратическая погрешность измерения углов, вычисленная по невязкам треугольников
Предельная невязка в треугольнике
Относительная погрешность исходной (базисной) стороны, не более
Относительная средняя квадратическая погрешность определения длины стороны в наиболее слабом месте, не более
Характеристика сетей полигонометрии 4-го класса, 1-го и 2-го разряда приведена в таблице 2.
Придельная длина хода, км:
между исходной и узловой точками
между узловыми точками
Предельный периметр полигона, км
Длина сторон хода, км:
Число сторон в ходе, не более
Предельная относительная невязка хода
Средняя квадратическая погрешность измерения угла (по невязкам в ходах и полигонах), с
Угловая невязка хода или полигона, не более, где n — число углов в ходе, с
В отдельных случаях при привязке ходов полигонометрии к пунктам государственной геодезической сети с использованием светодальномеров длины примычных сторон хода могут быть увеличены на 30%.
В порядке исключения в ходах полигонометрии 1-го разряда длинной до 1 км и в ходах полигонометрии 2-го разряда длиной до 0,5 км допускается абсолютная линейная невязка 10 см.
Число угловых и линейных невязок, близких к предельным, допускается не более 10%.
Допускается увеличение длин ходов полигонометрии 1-го и 2-го разряда на 30% при условии определения дирекционных углов сторон хода с точностью 5 — 7″ не реже чем через 15 сторон и не реже чем через 3 км.
Расстояние между пунктами параллельных полигонометрических ходов 1-го разряда, по длине близких к предельным, не должно быть менее 1,5 км. При меньших расстояниях ближайшие пункты связываются ходом того же разряда.
Если пункты хода полигонометрии 1-го разряда относят меньше чем на 1,5 км от пунктов параллельного хода полигонометрии 4-го класса, то между этими ходами осуществляется связка проложением хода 1-го разряда.
Предельная длина хода для всех сетей, прокладываемых с использованием электронных тахеометров и светодальномеров, должна быть равна:
для ходов между исходным и узловым пунктами 2/3 отдельного хода, определенного от числа сторон (n);
для ходов между узловыми пунктами 1/2 отдельного хода;
при уменьшении числа сторон (n) отдельного хода соответственно 2/3 и 1/2
Предельная длина сторон при измерении электронным тахеометрами и светодальномерами не устанавливается но необходимо избегать перехода от наименьших сторон к максимальным.
Опорные сети обеспечивают распространение геометрической основы на территории карьерного поля и являются исходными для построения съемочных сетей и маркшейдерской съемки всех видов работ на земной поверхности и в карьере.
Плотность опорных сетей определяется количеством пунктов на 1 кмІ и должна быть доведена сетями сгущения не менее чем до 4-х пунктов на застроенных территориях, а на незастроенных — до 1 пункта. Исходными пунктами для сетей сгущения 1-го разряда служат пункты государственной геодезической сети 1-4-го классов, а для сетей 2-го разряда — пункты 1-4-го классов и сети сгущения 1-го разряда.
Измерение углов в триангуляции 1-го и 2-го разрядов производиться круговыми приемами теодолитами класса Т2, Т5 с соблюдением допусков, приведенных в таблице 3
Предельная невязка при замыкании горизонта, с
Предельная невязка в направлениях из разных приемов, с
Опорные сети, создаваемые методом полигонометрии, строятся в виде замкнутых, разомкнутых и висячих, а по форме вытянутых и ломанных ходов, опирающихся на исходные пункты (пункты с известными координатами). Группа ходов одного разряда точности, пересекающихся в узловых точках и уравниваемых совместно, называется системой. Система замкнутых ходов называется системой полигонов: свободной при наличии одного исходного пункта и одной исходной стороны и несвободной при наличии нескольких исходных пунктов сторон. Система незамкнутых ходов называется системой с узловыми точками (пунктами) с одной, двумя и большим числом узловых точек.
Пункты опорных сетей 4-го класса, 1-го и 2-го разрядов закрепляются долговременными и частично временными знаками. Долговременные знаки закрепляются на отдельных участках группами не менее трех подряд и в местах узловых точек. Временные пункты в виде железных труб и стержней длинной 0,5-1,0 м забиваются в твердый грунт и окапываются канавкой. На пунктах 4-го класса и 1-го разряда устанавливаются наружные геодезические знаки в виде простых пирамид и сигналов. На пунктах 2-го разряда допускается устанавливать вехи. Конструкции наиболее распространенных центров и знаков представляют собой забетонированный металлический штырь диаметром 25-30 мм, зазубренный или загнутый в нижней части в виде крючка. В головке штыря высверливается отверстие, наносится керн или крестообразная насечка, фиксирующие центр пункта. Допускается керн зачеканивать медной проволокой.
С учетом разнообразия маркшейдерских работ на карьере и их объемов на территории каждого из них, в зависимости от размеров и глубины разработки, должно быть не менее двух пунктов опорной сети, а на крупных — трех пунктов.
Создание опорных сетей проводиться на стадиях разведки карьера. В период эксплуатации, по мере развития горных работ, часть пунктов уничтожается и требуется периодическое пополнение опорной сети.
1.2 . Высотные опорные сети на карьерах.
Высотные опорные сети на карьерах создаются нивелированием III и IV классов, отметки которых определяются от сетей I и II классов соответственно в единой Балтийской системе высот на всей территории страны.
Сети нивелирования III и IV классов прокладываются для высотного обеспечения маркшейдерских съемок и решения инженерных задач внутри полигонов высшего класса в виде отдельных ходов или полигонов, опирающихся на исходные реперы, или в виде систем (линий) с узловыми пунктами.
Нивелирование III класса выполняется в прямом и обратном направлениях. Нивелирование IV класса производится в одном направлении. Основные характеристики высотных опорных сетей, нивелирования III и IV классов приведены в таблице 4.
Периметр полигона, длина линий, не более, км
Допустима невязка в полигонах и по линиям, мм
Увеличение трубы нивелира, не менее, крат
Длина визирного луча, м
Допустимое неравенство плеч визирных лучей, м
Высота визирного луча над земной поверхностью, не менее, м
Допустимое расхождение превышений бдоп ? hпр — зобр, мм, где б — периметр полигона или длина линии, км.
При решении инженерных задач на промышленных и строительных площадках нивелирование III и IV классов производится по особой программе. В этом случае уменьшается длина хода и увеличивается частота установки знаков. Длина линий нивелирования III класса не должна превышать 10 км на застроенных и 15 км на незастроенных участках. Длина линий нивелирования IV класса не должна превышать 4 км между пунктами высшего класса и 2 км — между узловыми точками. Периметры полигонов в сетях нивелирования IV класса в этом случае не должны превышать 12 км. Линии нивелирования закрепляются на местности постоянными знаками (грунтовыми, скальными и стенными реперами). В качестве временных знаков нивелирования могут быть включены пункты плановой сети.
Маркшейдерская служба карьера обязана вести журнал учета состояния опорной сети. Контроль за своевременным выполнением и качеством работ возлагается на маркшейдерскую службу вышестоящей организации. Государственный надзор осуществляют органы Ростехнадзора.
2. Маркшейдерские съемочные сети на карьерах
Маркшейдерскими съемочными сетями на карьерах называют сеть пунктов, равномерно расположенных на поверхности и внутри карьера, используемых для съемки горных выработок и решения различных горнотехнических задан. Съемочные сети создают на основе пунктов опорных сетей. Число пунктов съемочных сетей состоит из основных пунктов и определяемых в дополнение к ним съемочных точек. Определение пунктов и точек съемочного обоснования в пространстве включает расчет плановых координат и высотных отметок. Как правило, решение этих двух независимых задач осуществляется одновременно.
Выбор способа и схемы расположения пунктов и точек съемочного обоснования зависит от размеров, конфигурации, глубины карьера, системы разработки и рельефа местности, Количество пунктов съемочного обоснования, включая и пункты опорных сетей, на карьере может быть различным, и число их определяется исходя из методов и масштаба съемки. Количество основных пунктов определяется в процессе рекогносцировки, съемочных точек в процессе съемки, в зависимости от способа и масштаба съемки и сложности контуров, но во всех случаях должно быть обеспечено соблюдение оптимальных параметров применяемого метода съемки, например, удаленность снимаемого объекта (пикета) от прибора при тахеометрическом методе съемки.
Средние квадратические погрешности положения пунктов съемочного обоснования относительно ближайших пунктов опорных сетей не должны превышать 0,4 мм на плане в принятом масштабе съемки при определении плановых координат и 0,2 м по высоте.
Съемочная сеть на карьерах закрепляется постоянными и временными центрами. Постоянные центры (основные пункты) закрепляются в местах, обеспечивающих длительную их сохранность для многократной съемки. Это нерабочие уступы, старые устоявшиеся внутренние и внешние отвалы. Временные центры (съемочные точки) закрепляются в границах рабочей части карьера, в том числе на рабочих уступах и на новых отвалах и используются для небольшого количества съемок. Конструкция постоянных знаков представляет собой металлический центр (труба, рельс, стержень), забетонированный в скважину или в котлован на глубину, превышающую глубину промерзания на 0,5 м, но не менее 1м. Центры временных знаков — забивные из металла или деревянных кольев в зависимости от крепости пород — забиваются вровень с поверхностью земли на глубину 0,2 — 0,5 м.
2.1 Вариант создания съемочного обоснования на карьерах методом теодолитных х о дов
Теодолитные ходы прокладываются от пунктов опорных сетей в виде замкнутых полигонов или между пунктами в виде разомкнутых ходов. В необходимых случаях допускается определять положение одного пункта висячим ходом из одной стороны длинной не более 400 м. на исходных пунктах измеряют примычные углы на два направления опорной сети. Их сумма не должна отличаться от значения жестокого угла больше чем на 1′.
Предельная угловая невязка теодолитного хода 45″vn, где n — число измеренных углов в ходе.
Длины сторон теодолитного хода выбираются, как правило не менее 100 м и не более 400 м. Длина теодолитного хода в целом не должна быть более 1,8; 2,5 и 6,0 км при съемке в масштабе 1:1000; 1:2000; 1:5000. Стороны измеряются дважды с относительной ошибкой 1:1500. Допустима линейная невязка всего хода 1:3000.
При необходимости длины сторон теодолитного хода разрешается определять косвенно или аналитически.
Данный способ определения длин линий при прокладке теодолитного хода удобен, когда применение рулетки затруднительно, а порой и невозможен при наличии на участке механизмов, транспортных средств, навалов пород и т. п. Использование светодальномеров для решения частных задач не всегда рационально, или просто они отсутствуют.
Применение этого способа сводится к измерению только углов, что на практике не вызывает затруднений.
Источник
