Маркшейдерские работы при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом

Работа из раздела: «Геология, гидрология и геодезия»

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный горный университет

Кафедра маркшейдерского дела

Курсовая работа

по дисциплине «маркшейдерское дело»

Маркшейдерские работы при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом

Выполнил: студент группы МД-3-2

Хайруллин М.М.

ВАРИАНТ 5

Преподаватель: к.т.н. профессор

Голубко Б.П.

Екатеринбург 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

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

Введение

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.

Таблица 1

Показатели	4-й класс	1-й разряд	2-й Разряд
1	2	3	4
Длина стороны треугольника, км, не более Минимально допустимая величина угла: в сплошной сети связующего в цепочке треугольников во вставке 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	5 20є - - - - 2' 8' 1:200 000 -	5 20є 30є 30є 10 1 5' 20' 1:50 000 1:20 000	3 20є 30є 20є 10 1 10' 40' 1:20 000 1:10 000

Характеристика сетей полигонометрии 4-го класса, 1-го и 2-го разряда приведена в таблице 2.

Таблица 2

Показатели	4-й класс	1-й разряд	2-й разряд
1	2	3	4
Придельная длина хода, км: отдельного между исходной и узловой точками между узловыми точками Предельный периметр полигона, км Длина сторон хода, км: наибольшая наименьшая средняя расчетная 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	10 7 5 30 2 0,25 0,50 15 1:25 000 2 5vn	5 3 2 15 0,8 0,12 0,30 15 1:10 000 5 10vn	3 2 1,5 9 0,35 0,08 0,20 15 1:5 000 10 20vn

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

Таблица 3

Показатели	Теодолит Т2	Теодолит Т5
	1-й разряд	2-й разряд	1-й разряд	2-й разряд
Число приемов Предельная невязка при замыкании горизонта, с Предельная невязка в направлениях из разных приемов, с	3 8 8	2 8 8	4 12 12	3 12 12

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.

Таблица 4

Показатели

III класс

IV класс

Периметр полигона, длина линий, не более, км

Допустима невязка в полигонах и по линиям, мм

Увеличение трубы нивелира, не менее, крат

Тип нивелира

Тип рейки

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.

150

10vL

Н3, Н3К

Штриховые,

шашечные

3-х метровые,

двухсторонние

75 - 100

0,3

10vб

20vL

Н3, Н3К

Шашечные,

3-х метровые,

двухсторонние

100 - 150

0,2

20vб

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 ходов

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.

Пример решения теодолитным ходом

Точка II

х = 704.105 м

у = 1657.641 м

ST1

х = 682.590 м

у = 1811.645 м

III

х = 722.706 м

у = 1909.220 м

угол I-II-P = 175є8ґ угол угол I-II-P = 60,938є угол II-ST1-P = 82,038єґ

угол I-II-P = 175є8ґ

Схема теодолитного хода

Решение

По теореме синусов вычисляем длин теодолитного хода

sin (60,938+82,038)

L (р-I-st1)=255,75 --------------------------=155,91 м

sin(82,038)

sin (60,938)

L (st1-p)=255,75------------------- =225,80 м

sin(82,038)

sin (67,660)

L (st1-II)=255,75------------------- =1055,5 м

sin(84,608)

Находим точку Р методом линейной засечки

Р координаты

Х = 682.590 мм

У = 1811.645 мм

2.2 Определение планового положения пунктов съёмочной сети методом геодезических засечек

Геодезические засечки - способ определения координат отдельных пунктов по необходимому числу измеренных углов и линейных величин.

Основными элементами вычисления засечек являются решения треугольников. В зависимости от методики измерений и вычислений геодезические засечки называются: прямая, обратная (задача Потенота), обратная по известным пунктам и вспомогательной точке (задача Ганзена) и линейная.

Расчёт координат определяемых пунктов ведётся из двух треугольников в прямой засечке и из двух вариантов - в обратной. Допустимое расхождение из двух решений не должно превышать 0,6 мм. на плане в масштабе съёмки. Углы между линиями при определяемом пункте на исходные не должны быть менее 30 и более 1500.

Расстояния между исходными пунктами и определяемой точкой не должна превышать 1, 2, 3 км соответственно в масштабах съёмки 1:1000, 1:2000, 1:5000.

В курсовой работе рассмотрено несколько вариантов решений прямой, обратной и линейной геодезических засечек.

2.2.1 Прямая геодезическая засечка

Для решения прямой геодезической засечки на исходных пунктах I,II,III (рис. 1) измеряются углы r1 и r2 в одном треугольнике и г3, г4 во втором. Для определения координат пункта Р1 достаточно решения одного треугольника по известным координатам Х1,У1,ХII,УII пунктов I,II и измеренным углам г1, г2. Решение второго треугольника по известным координатам ХII,УII,XIII,УIII (табл. 5) и измеренным углам г3, г4 необходимо для контроля.

Известны несколько способов решения прямой засечки. Наиболее распространенные из них два: по формулам котангенсов измеренных углов и тангенсов дирекционных углов.

2.2.1.1 Решение прямой геодезической засечки по формулам котангенсов

1. Для решения использовались известные и измеренные исходные данные приведённые в методическом пособии.

Таблица №5

Известные исходные данные		Х	Y
	Пункт I	25	55
	Пункт II	225	115
	Пункт III	235	295
	Пункт IV	205	465

2. На местности был заложен пункт съёмочной сети Р1 и измерены необходимые углы.

Измеренные исходные данные	r1	71.331	ctg (r1)	0,338
	r2	56.290	ctg (r2)	0,667
	r3	53.592	ctg (r3)	0,768714
	r4	80.941	ctg (r4)	0.159
	г1	52.379	ctg (г1)	0.7701
	г2	45.467	ctg (г2)	0.983

r1 + r2 + г1 = 1800 r3 + r4 + г2 = 1800

71.331+56.290+52.379= 1800 53,592+80.941+45,467 = 1800рис.1

3. Из треугольника I - II - Р1 имеем:

Х2 ctg (r1) + Х1 ctg (r2) + Y1 - Y2

ХР1 = ------------------------------------------------;

ctg (r1) + ctg (r2)

225Ч0,338+25Ч0,667+55-115

ХР1 = ------------------------------------------------- = 32.562 м.

0,667+0.338

Y2 ctg (r1) + Y1 ctg (r2) - Х1 + Х2

YР1 = ------------------------------------------- ;

сtg (r1) + ctg (r2)

115Ч0.338+55Ч0,667-25+225

YР1 = ---------------------------------------------- = 274.184 м.

0,667+0.338

4. Для контроля из этого же треугольника вычисляем уже известные координаты одного из пунктов, используя вычисленные координаты пункта Р1.

X1=	XР1 ctg(r2)+XРРctg(г1)+YРР-YР1	Y1=	YР1 ctg(r2)+YРРctg(г1)-XРР+XР1
	ctg(r2)+ctg(г1)		ctg(r2)+ctg(г1)

32.562Ч0,667+225Ч077+115-274.184

Х1 = ------------------------------------------------------------ = 24,918 м.

0,770+0.667

274,184Ч0,667+115Ч0,770-225+32,529

Y1 = -------------------------------------------------------- = 54,956 м.

0,770+0,667

5. Из треугольника II - III- Р1 имеем:

XP1=	XРРРctg(r3)+XРРctg(r4)+YРР-YРРР	YP1=	YРРРctg(r3)+YРРctg(r4)-XРР+XРРР
	ctg(r4)+ctg(r3)		ctg(r4)+ctg(r3)

235Ч0,7375+225Ч0,159+115-295

ХР1 =------------------------------------------------------- = 32,544 м.

0,159+0,7375

295Ч 0,7375+115Ч0,15946-225+235

YР1 = -------------------------------------------------- = 274,149 м.

0,159+0,7375

6. Аналогично выполняем контроль:

XРР=	XР1 ctg(r4)+XРРРctg(г2)+YРРР-YР1	YРР=	YР1 ctg(r4)+YРРРctg(г2)-XРРР+XР1
	ctg(r4)+ctg(г2)		ctg(r4)+ctg(г2)

32,544Ч0,159+235Ч0,983+295-274,149

XРР = -------------------------------------------------------- =225,278 м.

0.159+0.983

274.149Ч0,159+295Ч0,983-235+32.544

YРР = ------------------------------------------------------ = 114,939 м.

0.159+0.983

7. Из решения 2-х треугольников имеем:

Координаты пункта Р1 из треугольника I - II - Р1

ХР1 = 32,562 м. YР1 = 274,184 м.

Координаты пункта Р1 из треугольника II -III - Р1

ХР1 = 32,544 м. YР1 = 274,149 м.

Тогда разница между координатами,

?ХР1 = 0.018м ?YР1 = 0,035м

которая не превышает 0,6мм в плане в масштабе съёмки (для масштаба 1:2000

?Х, ?YР1? 1,2 м.)

Окончательные координаты точки Р1, полученные решением прямой геодезической засечки по формулам котангенсов измеренных углов принимаем как среднее значение полученное из двух решений:

ХР1 = 32,553м. YР1 = 274,167м.

8. Оценка точности планового положения пункта Р1 характеризуется среднеквадратической погрешностью относительно пунктов опорной сети, величина которой не должна превышать 0,4мм на плане масштабе съёмки.

Оценка точности планового положения пункта Р1 характеризуется среднеквадратической погрешностью относительно пунктов опорной сети, величина которой не должна превышать 0,4 мм на плане в масштабе съемки /1/ (для масштаба 1:2000 МР ? 0,8 м):

Для треугольника Р-РР-Р1

МР1=±	m'в	Ч В1	vsin2(r2)+ sin2(r1)	=0,0031
	с'		sin2(г1)

Для треугольника РР -РРР-Р1

МР2=±	m'в	Ч В2	vsin2(r4)+ sin2(r3)	=0,0032
	с'		sin2(г2)

где mв - средняя квадратическая ошибка измерения углов, принимаем

mв =15' ; В1 В2 - базис прямой засечки (расстояние между пунктами опорной сети) определяются решением обратной геодезической задачи

В результате средняя квадратическая погрешность положения пункта Р1 относительно пунктов опорной сети из двух треугольников составила 0,32 м, и не превышает допустимой величины (0,8 м).

2.2.1.2 Решение прямой геодезической засечки по формулам тангенсов дирекционных углов

1. Для решения использовались исходные и измеренные данные с плана участка карьера приведённые на рис. 1.

Таблица №6

Известные исходные данные	Наименование	Х	Y
	I	25	55
	II	225	115
	III	235	295
	IV	205	465

2. На местности был заложен пункт съёмочной сети Р и измерены необходимые углы.

Измеренные исходные данные	r1	78.43
	r2	57.43
	r3	52.45
	r4	89.69

3. По известным координатам и измеренным углам в треугольнике I-II-Р1 определяются:

ХР - ХРР

tgбРР-Р= ---------------- tgбРР-Р = 0,3000 бРР - Р = 196,70

ХР - ХРР

бРР-Р = бРР - Р - r2 бРР-Р = 141,810

бР-Р = бРР-Р + r1- 1800 бР-Р = 87,230

г1 = 1800 - r2 - r1 г1=54,580 или

г1 = б Р-РР - б Р-Р = 310,4 - 258 = 52,40 г1=54,580

ХРР Є tgбРР-Р - ХР Є tgбР-Р + ХР - ХРР

ХР1 = ----------------------------------------------

tgбРР-Р - tgбР-Р1

225Ч(-0,7866)-25Ч20,6683+60-120

ХР = ---------------------------------------------- = 41,518 м

0,8273+28,64

ХР = ХРР + (ХР - ХРР) Є tgбРР-Р

ХР1 = 115+(39,218-2255)Ч (-0,7866) = 271,069 м

4. Контроль:

ХР Є tgбР-РР - ХР Ч tgбР-РР+ ХР - ХР

ХРР = -------------------------------------------

tgбР-РР - tgбР-РР

25Ч0,3-39,218Ч(-0,7866)+ 265,069-60

ХРР = ---------------------------------------- = 225 м

0,3 + 0,8273

ХРР = ХР + (XРР - ХР)Є tgб tgбР -РР

ХРР = 55+(225-25)Є0,3 = 60 + 57 = 115 м

5. Аналогичное решение выполняется и по треугольнику II-III-Р

Х РРР-РР - ХРР

tgб РРР-РР = ---------------- tgбРРР-РР = 18 б РРР-РР = 266049'

Х РРР - Х РР

б РРР -Р = б РРР - РР - r4 б РРР -Р = 188,5370

б РР -Р = б РРР-РР + r3 - 1800 б РР -Р = 141,6870

г2 = 1800 - r4 + r3 г2 = 46,8500 или

г2 = б Р- РРР - б Р- РРР = 185,89 +180 - (140,41 + 180) = 46,8500

tgб РРР -Р = tg185,890 = tg5,890 890 = 0,103

tgб РР -Р = tg140,410 = - tg 50,410 = -0,8273

Х РРР Є tgб РРР -Р - Х РРЄ tgб РР -Р + Х РР- Х РРР

ХР1 = -------------------------------------------------

tgб РРР -Р - tgб РР -Р

235Ч0,1501-225Ч(-0,7901) +115-295

ХР1 = --------------------------------------- = 41,584 м

0,103-(-0,8271)

ХР = Х РРР + (ХР - Х РРР ) Є tgб РРР -Р

ХР = 295+(41.584-235)Ч0,1501 = 271,067 м

6. Контроль:

Х РР Єtgб РР -РРР - ХР Ч tgб Р- РРР + ХР - Х РР

Х РРР = ---------------------------------------------------

tgбРР -РРР - tgбР-РРР

225Ч17,9990-41,584Ч0,1501+271,067-120

ХРРР = ------------------------------------------ = 235 м

17,98-0,103

ХРРР = ХРР + (ХРРР - Х-РР) Є tgбРР-РРР

ХРРР = 120+(240-230)Ч17,9990 = 295 м

7. Из решения двух треугольников прямой геодезической засечки по формулам тангенсов дирекционных углов разница в координатах точки Р составляет ?ХР = 0,06 м., ?YР = 0,002 которая не превышает 0,6 мм. на плане в масштабе съёмки (для масштаба 1:2000 ?Х, ?YР1? 1,2 м.)

8. Средние значения координат пункта Р1, полученные из решения двух треугольников:

ХР = 41,551 м. YР1 = 271,068 м.

2.2.2 Обратная геодезическая засечка

Обратная геодезическая засечка - способ определения координат пункта съёмочного обоснования ХР1; YР1 по трём исходным пунктам (задача Потенота). Обратная засечка значительно сокращает объём полевых работ по сравнению с прямой, т.к. измерение углов проводятся непосредственно в определяемом пункте Р2 на исходные I, II, III, III. рис.2 (координаты пунктов приведены в таблице №6).

Таблица №7

Измеренные величины	Варианты (1, 2, 3, 4) Номера исходных пунктов в варианте
	1	2	3	4
	I- II - III	II - III - IV	I - II - IV	I - III - IV
Расстояние от Р1 до исходных	lР-I = 219.30 lР2-II = 250,21 lР2-III = 203.95	lР2-II = 250,21 lР2-III = 203.95 lР2-IV = 250	lР2-I = 219.30 lР2-II = 250,21 lР2-IV = 257.22	lР2-I = 219.30 lР2-III = 203.95 lР2-IV = 257.71
Расстояние между исходными, м.	LI-II = 208,81 LII-III = 181.41	LII-III = 181,41 LIII-IV = 173,11	LI-II = 208,810 LII-IV = 350,570	LI-III = 318,900 LIII-IV = 173,110
Углы, град	ц1 = 71.331є	Ц2 = 53.331є	ц3 = 71.331є	ц4 = 39.2160
	ш1 = 79.501є	Ш2 = 55.212є	ш3 = 45.3760	ш4 = 52.1130
ц+ ш	150.8320	108.5430	116.7070	91.3290
Sin (ц+ ш)	0,476	0,947	0,946	0,997

Расчёт обратной геодезической засечки начинается с определения средней квадратической погрешности положения точки съёмочного обоснования Р1. относительно пунктов опорной сети I, II, III, III. с целью выбора наиболее выгодной формы треугольников. Для этого на плане карьера отмечают предполагаемое положение точки съёмочной сети Р1 и проводят направления на пункты I, II, III, III. .

Из возможных вариантов рис.3 предполагаемых треугольников обратных засечек выбирают те, у которых сумма углов ц + ш отличается от 00 или 1800 и не менее 300.

Рассмотрев расположение пунктов в карьере, может быть составлено четыре варианта засечек 1-ый на пункты I, II, III, 2-ой на II, III, IV; 3-ий на I, II,IV; 4-ый на I, III, IV.

рис.2

Варианты решения обратной геодезической засечки

Вариант 1 Вариант 2

Вариант 3 Вариант 4

По каждому варианту засечки, включающему три исходных пункта, вычисляем среднюю квадратическую погрешность положения определяемого пункта.

Первый вариант (треугольник I, II, III)

mв Ч lР2-II lР2-III lР2-I

МР1 = ------------------------- Ч -------- + -------- ; МР2 = 0,025

206265 Ч sin(ц1 + ш1) lI-II lII-III

Второй вариант (треугольник II, III, IV)

mв Ч lР2-III lР2-II lР2-IV

МР1 = ------------------------- Ч -------- + --------; МР2 = 0,024

206265 Ч sin(ц2 + ш2) lII-III lIII-IV

Третий вариант (треугольник I, II,IV)

mв Ч lР2-II lР2-I lР2-IV

МР1 = ------------------------- Ч -------- + -------- ; МР2 = 0,023

206265 Ч sin(ц3 + ш3) lI-II lII-IV

Четвёртый вариант (треугольник I, III, IV)

mв Ч lР2-III lР2-I lР2-IV

МР1 = ------------------------- Ч -------- + -------- ; МР2 = 0,022

206265 Ч sin(ц4 + ш4) lI-III lIII-IV

По результатам оценки вариантов засечки имеем, что наиболее выгодная форма треугольников в вариантах 3 и 4. МР2 имеет наименьшее значение и не превышает величины 0,3 мм на плане в масштабе съемки (МР2 допустимая составляет 0,6 м). Расчет координат точки съемочного обоснования проводим по треугольникам вариантов 3 и 4.

Вариант 3

Исходные данные:

ХI = 25 м; YI = 55 м; в5 =52,379°

ХII = 225 м; YII = 115 м; в6 =87,485°

ХIV = 205 м; YIV = 465 м;

в5и в6 определяем с плана участка карьера в точке Р2 (на практике они измеряются с точностью в?15»). Для исключения грубых ошибок при измерении углов на плане измеряются все углы в треугольнике и сумма их уравнивается к 1800 .

Решая обратную геодезическую задачу, находим:

бРР-Р= arctg	YР-YРР	= arctg	60-120	=196,70
	XР-XРР		30-230
бРР-Рv= arctg	YРv-YРР	= arctg	470-120	= 93,270
	XРv-XРР		210-230
lРР-Р= а =	30-230	= 208,768м
	cos бРР-Р

lРР-Рv= b =	470-120	= 350,561м
	cos бРР-Рv

По разности дирекционных углов определяем:

г3= бРР-Р - бРР-Рv =103,43є

е1= 1800-	в5 + в6 + г3	= 1800 -	52.378+87,485+103,43	= 58,353є
	2		2

з= arctg	а · sinв6	= arctg	208,8 · sin 87,485	= 36,870є
	b · sinв5		351,140 · sin 52,378

е2= arctg (tg е1·ctg(45є+ з))= arctg (tg 58.3530 ·ctg(45є+ 36,39є))= 13,580

ц3= е1+ е2 = 58,890+12,080= 71,4030

ш3= е1- е2=58,890-14,080=45,3030

lР2-РР=d= a	sinц3	= 208,810	0,948	= 249,850
	sinв5		0,796

lР2-РР=d= b	sin ш3	= 350,596	0,719	= 249,844
	sinв6		0,996

d=249,850м d=249,844м. dср=249,847м

бР2-РР= бРР-Рv -ш3 -в6 +2?180= 93,2680-45,3760-87.485°+2?180=320,480

бР2-РР= бРР-Р +ц3 +в5 -2?180= 196,7000+71,3310+52.3792?180=320,480

бср=320,480

ХР2= ХРР+d·cosбРР-Р2= 225+250,874·cos320.48=32,267м.

YР2=YРР+d·sinбРР-Р2=115+250,874·sin320,48=273,990 м.

Итого вариант III: ХР2 =32,267 м. YР2 = 273,990м.

Схема 3

Масштаб 1:2000

Вариант 4.

Исходные данные:

ХI = 25м YI =55м в7 =97,845°

ХIII = 235м YIII = 295м в8 =42,020°

ХIV = 205м YIV= 465м

Решая обратную геодезическую задачу, находим:

бРРР-Р= arctg	YР-YРРР	= arctg	55-295	=228,8160
	XР-XРРР		25-235
бРРР-Рv= arctg	YРv-YРРР	= arctg	465-295	=100,0060
	XРv-XРРР		205-235
lРРР-Р= а =	25-235	= 318,917 м
	cos б РРР-Р

lРРР-Рv= b =	205-235	= 172,661 м
	cos б РРР -Рv

По разности дирекционных углов определяем:

г4= бРРР-Р - бРРР-Рv = 128,810

е1= 1800-	в7 + в8 + г4	= 180 -	97,845є+42,02є+128,81є	=45,6630
	2		2
з= arctg	а · sinв8	= arctg	318,917 · sin 42,020є	= 51,2950
	b · sinв7		172,661 · sin 97,845є

е2= arctg (tg е1·ctg(45є+ з))= arctg (tg45,663Чctg(45є+ 51,295))=-6,500

ц4= е1+ е2 =39,1630

ш4= е1- е2=52,1630

lР2-РРР=d= a	sinц4	= 318,917Ч	0,6315	= 203,307
	sinв7		0,9906

lР2-РРР=d= b	sinш4	= 172,661Ч	0,7898	= 203,706
	sinв8		0,6694

d=203,307м; d=203,706м; dср=203,506м.

бР2-РРР= бРРР-Рv -ш4 -в8 +2?180= 100,006-52,163-442,020+2?180=365,8230

бР2-РРР= бРРР-Р +ц4 +в7 -2?180= 228,816+39,163+97,845-2?180=365,8240

бср=365,82350

ХР2= ХРРР+d·cosбРРР-Р2= 235+203,506·cos365,8235 = 32,544м.

YР2=YРРР+d·sinбРРР-Р2=295+203,506·sin365,8235 = 274,351 м.

По результатам расчета координат точки Р2 из двух вариантов засечки имеем:

Вариант3 ХР2 =32,267 м. YР2 = 273,990м.

Вариант4 ХР2= 32,544м. YР2 = 274,351 м.

Сравнивая два варианта решения, получаем разницу в координатах ?ХР2 =32,544-32,267 = 0,277 м;

?YР2 = 274,351 - 273,990 = 0,361 м

что не превышает величины 0,4 мм на плане в масштабе съемки (0,8 м)

Принимаем среднее значение координат точки Р2, полученных из двух вариантов засечки

ХР2=32,406 YР2=274,170 м;

Схема 4

Масштаб 1:2000

2.2.3 Азимутальная засечка

Исходные данные:

I Х=25м У=55м

II Х=225м У=115м

III Х-=235 У =295

В У = -58.104 м Х = -56.968 м

B1=13,107є

B2=65,485є

B1=110,951є

Ар-1=268,03є

Ар-2=320,408є

Ар-3=5,874є

По разности углов вычисляем:

г1 = б А -Р1 - б А-В = 83,030 - 16,699 = 71,331є

г2 = б В - А - б В-Р =196,7 - 140,409 = 56,291є

г3 = б В - Р1 - б В-с = 140,409є - 86.82 = 53,589є

г4 = б С-В - б С-Р1 = 266,819 - 185,874 = 80,945є

Получаем: г1 =71,331?; г2 =56,291?; г3 =53,589?; г4 =80,945?;

Решая по полученным результатам прямую засечку получаем координаты Х и Y точки Р

225ctg(71,331) +25ctg(56,291)+55-115

Хр= -------------------------------------------------------------- =32,539

ctg(56,291) +ctg(71,33)

115ctg(71,331) +55ctg(56,291)-25+225

Ур= -------------------------------------------------------------- =274,173

ctg(56,291) +ctg(71,33)

Ответ:Хр=32,539 Ур= 274,173

съёмочный теодолитный маркшейдерский геодезический

Схема Азимутальная засечка Масштаб 1:2000

2.2.4 Линейная геодезическая засечка

Линейная засечка - способ определения координат съемочного обоснования по известным координатам двух пунктов опорных сетей (исходные пункты) и измеренным расстояниям от исходных пунктов до определяемого. Наиболее известны два способа решения линейной засечки:

первый - по углам в исходных точках, решают линейный треугольник (рис.4), определяя углы в1 и в2

cos вэ=	p - aІ	;	cos в2=	p - bІ
	b c			a c

и затем вычисляют координаты пункта P1, решая прямую засечку, где a и b - измеренные, c - данная сторона треугольника; p - полусумма квадратов длин сторон

p=	aІ + bІ + cІ
	2

второй - по проекции сторон, координаты пункта P1 вычисляют исходя от пунктов опорных сетей:

от пункта I

XP1=XI + fPI cosбI-II - hPI sinбI-II ;

YP1=YI + fPI sinбI-II + hPI cosбI-II ;

от пункта II

XP1 = XII - qPI cosбI-II - hPI sinбI-II ;

YP1 = YII - qPI sinбI-II + hPI cosбI-II ;

где fPI и qPI - проекции двух сторон треугольника на третью сторону

fPI =	bІ + cІ - aІ
	2c

qPI =	aІ + cІ - bІ	= c - fPI
	2c

hPI - высота треугольника

hPI = bІ - fPIІ = aІ - qPIІ ;

б - дирекционный угол исходной стороны

sinбI-II =	YII - YI	; cosбI-II =	XII - XI
	C		c

Высота треугольника hPI принимается с соответствующим знаком: плюс, если точка PI расположена справа по отношению к линии I-II и минус, если слева.

Линейная засечка схема масштаб 1:2000

2.2.4.1 Решение линейной засечки по проекциям сторон

Таблица 8

	Х	Y	бизм.	185,571
Пункт I	25	55	bизм.	191,093
Пункт II	225	115	свыч	208,806

Решение: Вычисляем координаты пункта Р1 исходя из пунктов сети по проекциям сторон.

b2 + с2 - б2

fР1 = ---------------

2с

fР1=	185,5712 +208,8062 - 191,0932	= 99,422 м.
	2·208,806

б2 + с2 - b2

qР1 = --------------- или qР1 = с - fР1

2с

qР1=	191,0932+208,8062 - 185,5712	= 109,384 м.
	2·208,806

или qР1 = 208,806-99,422 = 109,384м.

hР1 = v b2 - f2Р1 hР1 = v 185,5712 -99,4222 = 156,690 м.

hР1 = v б2 - q2Р1 hР1 = v 191,0932- 109,3842 = 156,690 м.

Хll - Хl Хll - Хl

sinб2-56 = -------------- сosб2-56 = ---------------

С С

sinбР-РР=	120-60	=0,2874 cosбР-РР =	230-30	=0,9578
	208,807		208,807

Исходя из пункта I:

ХР1 = Хl + fР1 Ч сosбI-II - hР1 Ч SinбI-II

ХР1 = 30 + 70,614Ч0,9578-196,71Ч0,2874 =41.099м.

ХР1 = Хl + fР1 Ч SinбI-II + hР1 ЧсosбI-II

ХР1 = 60 + 70,614Ч 0,2874 + 196,71 Ч 0,9578 = 268.703 м.

Исходя из пункта II:

ХР1 = Хl + qР1 Ч сosбI-II - hР1 ЧSinбI-II

ХР1 = 25 - 99,422Ч 0,9578 - 156,690 Ч 0,2873 = 75.204 м.

ХР1 = ХI + qР1 Ч SinбI-II + hР1 ЧсosбI-II;

ХР1 = 55 - 99,422Ч0,2873 + 156,690 Ч 0,9578 =233,651 м.

Контроль:

Исходя от пункта I

ДХР-Р1 = b · cosбР-P1

ДYР-Р1 = b · sinбР-P1

B выч = v ДХР-Р12 + ДYР-Р12

Исходя от пункта II

ДХРР-Р1 = b · cosбРР-P1

ДYРР-Р1 = b · sinбРР-P1

а = v ДХР-Р12 + ДYР-Р12

cosбР-Р1=	YР1-YР	; sinбР-Р1 =	XР1-XР
	b		B
cosбРР-Р1=	YР1-YРР	; sinбРР-Р1 =	XР1-XРР
	а		А

B выч -b1 =Дb; авыч - а1 =Да

Дb и Да - погрешности определение координат точки Р1 относительно пунктов опорной сети.

Решение:

cosбР-Р1=	233,651 - 55	=0,96271 sinбР-Р1 =	75.204-25	=0,27054
	185,571		185,571

cosбРР-Р1=	233,651-115	=0,62091 sinбРР-Р1 =	75,204 -225	= - 0,783389
	191,093		191,093

Исходя из этого

в = 185,571 м.

а = 191,094 м.

в- в(выч)= Д0,000 а- а(выч)= Д0,001

Исходя этого

Решение по прямой засечки Х р=75,695 Yр=233,763

По результатам расчетов ошибка определения точки Р1 относительно опорных сетей составила 0 мм при допустимой 0,4 мм на плане в масштабе съемки (0,8 м). Для дополнительного контроля сравниваем значения координат точки Р1 полученных из решений линейной засечки.

ДХ = 75.812-75.204=0.608 м. ДY = 233.707-233.651=0112 м.

Полученная разница в результатах не превышает допустимого расхождения 0,6 мм. на плане в масштабе съемки (1,2 м. для масштаба 1:2000).

Принимаем среднее значение координат точки Р1

ДХ = 75.508 м. ДY = 233.707 м.

2.3 Вариант создания съемочного обоснования на карьерах полярной засечкой

Полярный способ определения координат пункта съемочного обоснования по измеренным горизонтальным углам (в1 в2), вертикальному углу д1 и расстоянию l1 от исходного опорного пункта I до определяемого Pi (рис.5). Способ достаточно эффективен на карьерах со значительным удалением участков ведения горных работ от пунктов опорных сетей

Для производства работ на нерабочих бортах карьера закладывается необходимое количество опорных пунктов, обеспечивающих видимость на все рабочие участки карьера.

Рис.6 Полярная засечка, полярный способ определения координат

Горизонтальные и вертикальные углы измеряются теодолитами класса T1, Т2, наклонные расстояния светодальномерами, соблюдая следующие требования [I]: расстояние до определяемого пункта не должно превышать 3 км, средняя квадратическая погрешность измеренного расстояния не более 0,1 м, горизонтальные углы измеряются круговыми приемами не менее чем от двух исходных направлений с расхождением в дирекционных углах от каждого направления на определяемый пункт не более 45'.

Необходимо стремиться, чтобы длины исходных направлений превышали длины направлений до определяемых пунктов съемочного обоснования.

Координаты определяемого пункта вычисляют по формулам:

XР1 = X1 + d1cosб1-Р1; YР1 = Y1 + d1sinб1-Р1,

где: d1 = ctgд1; б1-Р1 = бРР-Р + в1 - 180є = бРРР-Р + в2 - 180є

Погрешность положения определяемого пункта вычисляют по формуле

МPI= (	m0 * l	)І + mlІ
	сШ

где: та - погрешность определения дирекционного угла из двух направлений, тl, - погрешность измерения расстояния.

Решение

Исходные данные

Точка 1 х=431,198 у=3008,715

Точка 2 х=606,458 у=2740,551

XР1 = X1 + d1cosб1-Р1; YР1 = Y1 + d1sinб1-Р1,

d=127,680

XР1 = 431 + 127,680cos150,516є1-Р1=431,198 YР1 = 3008 +127,680sin127,6801-Р1=3008,715

Ответ :XР1 = 431,198 м YР1= 3008,715 м

Схема масштаб 1:2000

2.4 Аналитическая фототриангуляция

Как способ создания съемочного обоснования используется в случаях применения фотограмметрической съемки на карьере. Координаты и высоты пунктов съемочной сети вычисляются на ЭВМ по специальным программам, предусматривающим уравнивание и оценку точности положения пунктов. Погрешности координат определяемых пунктов не должны превышать основных требований, предъявляемых к съемочным сетям [I]. Масштаб снимков, высоту фотографирования, местоположение и количество опорных пунктов на снимке определяют также с учетом выполнения основных требований по точности определения пунктов съемочного обоснования. Методика выполнения полевых работ и вычислений данного способа изучается в курсе фотограмметрии.

При применении на карьере наземной стереофотограмметрической съемки положение съемочных пунктов может быть определено графомеханическим способом - решением фотограмметрической прямой засечки непосредственно на плане. Для этого используют стереопары фотоснимков, снятые с двух или трех базисов фотографирования. Базисы (рис.6) Б1 Б2, Б3 выбираются таким образом, чтобы соответствующие направления от левых концов каждого из них (Н1, Н2, Н3) на определяемые пункты пересекались под углом от 30 до 120°

В качестве определяемых пунктов P1, P2, Р3 могут быть использованы любые неподвижные, хорошо видимые на снимках предметы или специально или специально установленные в нужных местах сигналы.

На стереоавтограф устанавливают поочередно стереопару каждого базиса. Каждую из них ориентируют обычным порядком, вводят базис фотографирования, устанавливают высотную отметку станции (левого конца базиса) и ориентируют планшет. Ориентирование планшета может проводиться по 2-3 точкам, одной удаленной точке с известными координатами, известному направлению или дирекционному углу нормальной оптической оси фотокамеры.

Рис.7 Схема прямой фотограмметрической засечки

Затем с каждого базиса, наводя марку бинокуляра стереоавтографа на определяемые пункты (сигналы), на планшете карандашом координатографа прочерчивают направления на соответствующие пункты, записывают их высотные отметки, снятые со счетчика высот прибора. Точки пересечения, полученные по соответствующим направлениям из двух или трех базисов на плане, определяют их координаты и высотные отметки.

2.5 Определение высотных отметок пунктов съемочного обоснования

Высотное обоснование маркшейдерских съемок в карьере создается одновременно с плановым. Исходными пунктами по определению высотных отметок пунктов съемочного обоснования являются пункты опорных высотных сечей 3-го - 4-го классов.

Высотные отметки пунктов съемочного обоснования в карьере определяются геометрическим нивелированием 4-го класса, техническим нивелированием или тригонометрическим.

Для технического нивелирования применяются нивелиры класса точности Н10 и выше. Нивелирные ходы прокладываются между исходными пупками в одном направлении, висячие ходы от исходного пункта в прямом и обратном направлениях. Расстояния до реек на связующих точках по возможности должны быть равными и не превышать 150 м. Допустимая разность в превышениях, определенных при двух горизонтах инструмента или по черной и красной сторонам рейки, 5 мм. Предельная высотная невязка хода, f ? 5Ov7. , мм или 10 vn, мм при числе станции более 25 на 1 км хода, где L, - длина хода в км. п - число станций в ходе [ 1 ].

Проиводство тригонометрического нивелирования включает измерение вертикального угла , наклонного расстояния , высоты инструмента i, высоты сигнала v (рис.7)

Рис. 8 Тригонометрическое нивелирование в карьере

Превышение определяется по формуле:

ДZ=dtgд + f + i - v = lsinд + f + i- v

где: d- горизонтальное, l - наклонное расстояния между пунктами, м.

f= k + r,

где	k=	d2	- поправка за кривизну Земли
		2R

r = -k	d2	- поправка за рефракцию
	2R

R = 6370 км - средний радиус Земли

r - коэффициент земной рефракции.

По результатом исследования известно, что в течение дня коэффициент рефракции изменяется от -0,22 перед восходом и до -0,10 перед заходом Солнца. Для сравнительно коротких расстояний (до 3 км) среднее значение его принято считать равным kср= -0,16. Тогда суммарная поправка за кривизну Земли и рефракцию будет

f = k + r =	d2	-0,16	d2	= 0,42	d2
	2R		2R		R

Вертикальные углы измеряются теодолитом класса точности Т30 двумя приемами, T15 и выше - одним приемом. Высота инструмента и сигнала определяются рулеткой с округлением до сантиметров. Ходы тригонометрического нивелирования опираются на пункты опорных сетей не ниже 4-го класса общей протяженностью не более 2,5 км.

Превышение для каждой стороны определяется дважды в прямом и обратном направлениях. Допустимое расхождение в превышениях 0,04l, см, всего хода 0,004 L /vn , где l- наклонная длина стороны, м; L - длина хода, м, п - число сторон.

Решение

d=127,679 м

l=127,723 м

вертикальный угол b=1,52є

высота прибор 1,6 м

высота отражателя 2 м.

Решение

127,679

ДZ=127,679tg1,52є+0.42--------- +1,6-2=1,989 м

6370000

Ответ: ДZ=1,989

3. Маркшейдерские работы при проходке траншей

Проходка траншеи в карьере предназначена для вскрытия карьерного поля с целью обеспечения доступа от поверхности земли или какой-либо разрабатываемой части карьера к вновь создаваемым рабочим горизонтам. Непосредственной задачей при проходке траншеи является установление грузотранспортной связи между горизонтами и пунктами приёма горной массы на поверхности или в карьере. Параметры траншеи рассчитываются в зависимости от вида карьерного добычного оборудования, транспорта и инженерно-геологических условий.

На проходку траншеи составляют технический проект, к которому прилагаются:

· генеральный план карьера; план траншеи с указанием числовых значений координат устья траншей;

· положение оси, углы поворота, радиусы кривых;

· высотные отметки дна траншеи.

Маркшейдерские работы при проходке траншеи заключаются в следующем:

· обеспечение района проходки траншеи пунктами съёмочного обоснования;

· разработка проекта трассы траншеи;

· расчёт разбивочных элементов для выноса в натуру параметров траншеи;

· перенесение в натуру основных элементов траншеи: устья, оси, углов поворота;

· систематическое наблюдение за проходкой траншеи, контроль её направления и уклона (съемка фактических параметров);

· подсчёт объёмов вынутой горной массы.

В курсовой работе разработан проект трассы выездной траншеи.

Проект трассы выездной траншеи производился на основе следующих материалов:

· план поверхности в масштабе плана горных работ 1:1000 с указание рельефа местности;

· параметры траншеи - протяжённость в целом и отдельных участков, угол откоса бортов, ширина дна, проектный уклон, углы поворота, радиусы закруглений;

· координаты пунктов опорного или съёмочного обоснования, дирекционный угол исходного направления.

В рамках данного курсового проекта требуется выполнить:

1. Нанести на план ось, дно и верхние границы бортов траншеи;

2. Построить продольный разрез по оси траншеи, горизонтальный масштаб 1:1000, вертикальный 1.100;

3. Определить общий объем горной массы при проходке траншеи (Vобщ) методом поперечных сечений в масштабе 1:100, расстояние между сечениями 30 м;

4. Определить объем почвенного слоя (Vп), приняв коэффициент разрыхления kр =1,3;

Определить величину площади, занимаемой почвенным отвалом и нанести границу отвала на план в районе т.D;

Нанести на план трассу автомобильной дороги от устья траншеи (точка А) до центра отвала (точка D), уклон трассы iтр=0,064.

Разработка проекта трассы выездной траншеи.

Исходные данные:

Таблица 9

Координаты пункта RII опорной геодезической сети	ХRII = 0,70 YRII = 0,840
Дирекционный угол исходного направления бRII-RI	102000?
Высотная отметка устья траншеи (точка А)	409,0м
Угол поворота оси траншеи (точка В)	43000?
Радиус закругления	25м
Длина траншеи: от точки А до точки В, от точки В	40м 130м
Ширина дна траншеи	8м
Проектный уклон дна траншеи	i = -0,040
Угол откоса борта траншеи	в = 400
Высота отвала	2,5 м.
Форма отвала	Усечённый конус с площадью нижнего основания в 2 раза больше верхнего

Разбивочные элементы для выноса в натуру параметров дна траншеи

От точки А

Расположение точек разбивки
Номер пикета	Левый край траншеи	Центр(с центром пикета)	правый край траншеи
№	L метр	f град.мин	L метр	f град.мин	L метр	f град.мин
0	4	323,22	0	0	4	142,22
1	30,71	52,51	30	45,15	30,71	61,4
2	61,9	49,15	60	53,34	62,01	56,55
ск	71,74	47,49	73,33	51,1	75,09	53,46
кк	81,23	44,24	83,68	46,28	86,49	48,23
3	86,6	40,51	43,4	89,36	91,71	45,1
4	112,21	31,25	114,34	33,12	116,57	39,49
5	139,91	25,25	141,8	26,51	169,35	23,41
6	169,35	21,4	171,03	22,22	172,37	23,41
7	189,28	19	190,54	20,16	194,87	21,24
11-12-13	192,43	19,2	194,46	19,52	194,06	20,52

Разработка проекта производилась в следующей последовательности:

1. На плане масштаба 1:1000 строится рельеф поверхности и по известным координатам наносится пункт опорной сети RII. По дирекционному углу показывается направление на пункт RI.

2. Определяется место заложения трассы траншеи (точка А), с указанием направления до угла поворота (точка В).

Для построения закругления оси траншеи необходимо рассчитать точки касания кривой (НК и КК) по формуле:

Т = r Ч tg (б/2),

где Т - тангенс кривой (расстояние от точки поворота до НК и КК),

r - радиус закругления, м

Т = 25 Ч tg(43?/2), Т = 9,5966м

3. Отложив на прямых участках оси от точки В значение Т, проводится дуга заданного радиуса, определяется её длина:

Lкр = (р Ч r Ч б)/180 Lкр = (3,14 Ч 25 Ч 43)/180 = 18,316м

4. От точки В под углом поворота наносится ось на расстояние 130м.

5. По известной ширине вычерчиваются границы дна траншеи параллельно оси.

6. От точки А через 30м отмечаются пикеты, подписываются их номера и высотные отметки дна, которые вычисляются по формуле:

Zдна = ZА + d * i,

где ZА - высотная отметка устья траншеи в точке А, м

d - расстояние от устья траншеи до пикета, м

i - проектный уклон траншеи (-0,040)

7. Для каждого пикета определяется глубина заложения дна траншеи h по формуле:

h = ZА - Zдна

Таблица 10

Номер пикета	Высотная отметка дна траншеи, м	Глубина заложения дна траншеи, м
1	407,8	1,2
В	407,4	1,6
2	406,6	2,4
3	405,4	3,6
4	404,2	4,8
5	403,0	6,0
6	402,3	6,7

8. На плане в пикетных точках перпендикулярно оси траншеи проводятся линии поперечных разрезов для построения вертикальных сечений.

9. Строятся вертикальные сечения.

10. Строится продольный разрез траншеи.

11. Рассчитывается объём горной массы при проходке траншеи.

Vобщ. = УVi, где

Vi. = 0,5 Ч (Si + Si+1) Ч L

Si и Si+1 - площади соседних вертикальных сечений траншеи, а L - расстояние между ними.

Ведомость расчёта объёмов элементов траншеи.

Таблица 11

№ сечений	Площадь сечения, мІ.	Расстояния между сечениями, м.	Объём г/м между сечениями, мі
1
1	0
2	66,92	30	751
3	132,2	9,15	453
4	251,8	9,15	1756,8
5	281,46	11,7	3119,6
6	454	30	11032,35
7	328,16	30	11732,8
8	251,36	30	8692,8
9	356,8	18	9122,4
10	161,91		2985,3
11	90,42
12	123,70

V = 49898,85 м

12. Объём почвенного слоя определяется по вертикальным разрезам с учётом его мощности - 0,8м от земной поверхности:

Vп = Vсл Ч К, где

Vсл - объём слоя по каждому интервалу,

К - коэффициент разрыхления, (1,3).

Ведомость расчёта объёма почвенного грунта.

Таблица 12

№ сечений	Площадь сечения, мІ.	Расстояния между сечениями, м.	Объём г/м между сечениями, мі
1
1	0
2	12,16	30	189,7
3	18,40	9,15	145,4
4	22,3	9,15	193,6
5	28,2	11,7	306,7
6	33,6	30	964,08
7	27,16	30	947,8
8	26,4	30	835,5
9	26,8	18	829,9
10	14,10		2761
11	10,80
12	12,08

Тогда: V п = 4688,8 мі.

13. Определяется центр (точка D) отвала. Форма отвала принимается в виде усечённого конуса с площадью основания, вычисленной по формуле:

Sосн = 3188,4 мІ,

где Н - высота отвала (2,5 м).

R осн нижн = vSосн/ ?= 17,9 м.

Sосн верх = 1594,2 мІ.

R осн верх = vSосн верх/ ?= 12,7м.

По рассчитанным параметрам строится контур отвала на плане.

15. При проектировании трассы автомобильной дороги от точки А до отвала необходимо учитывать сечение рельефа и допустимый уклон автодороги.

В нашем случае уклон автодороги i= 0,064, сечение рельефа на плане - h= 2,0 м. определяем заложение - d = h/i = 2/0,064 = 31,2 м.

Раствором циркуля равным d откладываем ось автодороги на плане, выбирая по горизонталям, наиболее короткий и удобный путь. Наносим трассу автодороги на план местности.

К пояснительной записке проекта прилагаются все необходимые графические материалы:

· план поверхности в масштабе 1:1000 с нанесёнными границами траншеи, отвала почвенного слоя и автомобильной дороги,

· продольный профиль по оси траншеи, горизонтальный масштаб 1:1000, вертикальный,

· поперечные сечения траншеи по всем пикетам с указанием площадей сечения и почвенного слоя.

4. Маркшейдерские работы при проведении буровзрывных работ

При разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом отделение от массива и дробление скальных и полускальных пород, рудных тел осуществляют массовыми взрывами с помещением зарядов взрывчатых веществ в предварительно пробуренные скважины. Скважины располагаются сериями на верхней площадке уступа в 1-2 и более рядов.

Буровзрывные работы должны обеспечить:

· заданную степень дробления горных пород для последующей погрузки её в транспортные средства и транспортировку,

· требуемые качество и сортность взорванного рудного тела, достижение в необходимых случаях избирательного дробления пород различной крепости,

· проектный контур и угол откоса уступа, безопасность бурения и заряжания скважин,

· заданные размеры и форму развала взорванных пород, удобные для их экскавации,

· минимальные отклонения от проектных высотных площадок уступов, их размеров и формы поверхности,

· минимальное сейсмическое воздействие взрыва на породный массив вблизи конечных контуров карьера и окружающих инженерных сооружений,

· высокие показатели экономичности, производительности и безопасности горных работ,

Маркшейдерские работы до и после взрыва включают в себя:

· составление крупномасштабного плана участка взрыва, который составляется по результатам детальной маркшейдерско-геологической съёмки,

· составление проекта буровзрывных работ с указанием расположения взрывных скважин, их глубин, перебура и ЛНС,

· создание на участке работ съёмочного обоснования для перенесения проектного положения скважин в натуру и последующей съёмки фактического положения пробуренных скважин с точным определением их глубин и перебуров,

· определение положения скважин относительно верхней и нижней бровок откоса уступов,

· проведение детальной маркшейдерской съёмки результата взрывания с составлением графической и отчётной документации и заключение об эффективности взрыва.

Размеры и форма взрываемого участка, высота и угол откоса уступа, общий объём и степень дробления взрывом горных пород, сейсмическое воздействие взрыва каждый раз задаются проектом. На каждый очередной массовый взрыв главный инженер карьера выдаёт задание с указанием длины, ширины и объёма участка взрыва с приложением выкопировки из маркшейдерского плана.

4.1 Составление плана-проекта на буровзрывные работы

Для составления плана-проекта (плана-задания) на буровзрывные работы необходимо в масштабе 1:1000 составить план участка карьера, в районе которого планируются буровзрывные работы. На рис. 11 показан блок №3 гор.+265 м, контур которого заштрихован, подготавливаемый к взрыву.

Исходные данные:

План участка карьера масштаба1 :1000.

Координаты пункта IV маркшейдерского съемочного обоснования, км:

Х IV = 0,698, YIV = 0,308.

3. Координаты пункта опорной сети R1 в км:

ХR1 = 0,785 YR1 = 0,195

Требуется выполнить:

Нанести по координатам пункт съемочной сети IV;

Определить разбивочные элементы для выноса буровзрывных скважин в натуру;

3.Нанести на поверхность блока №3 проектную сетку буровзрывных скважин;

4. Определить проектную глубину скважин и линию наименьшего
сопротивления для 1-го ряда.

arctgб IV - R1 =	Y R1-Y IV	=	0,195 - 0,308	= 307°59'
	X R1-X IV		0,785 - 0,698

Значение разбивочных элементов вi и Li

Номера скважин	вi град., мин.	Li м	Номера скважин	вi град., мин.	Li м	Номера скважин	вi град., мин.	Li м
1	83°	152	27	212°	131	53	208°	109
2	85°	144	28	217°	134	54	213°	113
3	87°	136	29	220°	138	55	219°	118
4	90°	129	30	78°	140	56	71°	129
5	95°	122	31	80°	130	57	73°	119
6	97°	114	32	83°	121	58	74°	110
7	102°	106	33	86°	113	59	78°	101
8	105°	101	34	88°	105	60	80°	92
9	109°	94	35	92°	97	61	84°	84
10	115°	90	36	95°	90	62	88°	75
11	121°	86	37	101°	84	63	93°	67
12	127°	83	38	106°	77	64	100°	60
13	137°	81	39	110°	72	65	108°	55
14	142°	80	40	119°	68	66	118°	49
15	150°	81	41	128°	64	67	130°	45
16	157°	83	42	135°	61	68	142°	43
17	165°	85	43	147°	61	69	156°	44
18	171°	88	44	155°	62	70	168°	48
19	176°	93	45	165°	66	71	185°	53
20	181°	98	46	172°	70	72	188°	59
21	186°	102	47	180°	75	73	192°	65
22	189°	108	48	184°	81	74	198°	73
23	194°	114	49	190°	88	75	201°	81
24	199°	117	50	194°	95	76	205°	88
25	204°	126	51	200°	99	77	210°	92
26	208°	126	52	205°	104	78	215°	100

Проектная глубина скважина hс вычисляется по формуле

hс =	1	(hу + lу),
	sinд

где д - угол наклона скважины к горизонту, град.;

hv- высота уступа, м;

lу - величина перебура скважин, м.

Значение угла д определяется с учетом откоса уступа. Высота уступа определяется как разность средней высотной отметки верхней бровки (Zср.в) и средней высотной отметки нижней бровки уступа (Zср.н)

hу = Zср.в - Zср.н

Zср.в =	?пi-1 Ziв	; Zср.н=	?пi-1 Ziн
	п		п

где: Ziв , Ziн -высотные отметки верхней и нижней бровки уступов соответственно;

п - количество отметок (пикетов)

Zср.в =	1927,9	=275,41 Zср.н=	2118,9	=264,86
	7		8

hу= 275,41-264,86 = 10,55м

hс =	1	(10,55 + 0,15)	=10,74
	sin85

Величина перебура скважины зависит от ее диаметра dс и определяется из выражения

lу =15 · dс . dс =100мм lу= 0,15м

Определяется минимально допустимое значение линии сопротивления по подошве W из выражения

W= v	c · p
	q

где: с - коэффициент, зависящий от степени дробления породы взрывом; p - вместимость 1м

скважины, кг; q - удельный расход ВВ, кг/дм3 q = 15 кг/дм3

Значение с =0,74

Величина р = 7,85 · qс · Д

где: Д- плотность заряжания ВВ Д = 0,9 кг/дм3

W= v	0,74 · 7,85 · 100 · 0,9	= 5,9
	15

Схема участка масштаб 1:1000

Список используемой литературы

1. Инструкция по производству маркшейдерских работ. Серия 07. Нормативные документы по вопросам охраны недр геолого-маркшейдерского контроля. Выпуск 15. Охрана недр и геолого-маркшейдерский контроль. М., 2003. 118с.

2. Маркшейдерские опорные и съёмочные сети на карьерах: Учебное пособие/ - Голубко Б.П., Панжин А.А. - Екатеринбург: УГГГА, 1999. - 55с.

3. Маркшейдерские работы при разработке месторождений открытым способом: Учебной пособие/ - Голубко Б.П., Панжин А.А. - Екатеринбург: УГГУ, 2005 - 154с.

4. Маркшейдерские работы при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом: Методические указания/ - Голубко Б.П. - Екатеринбург: УГГУ, 2004 - 38с.

5. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов /Оглоблин Л.Н., Герасимович Г.И., Акимов А.Г. и др. 2-е изд., перераб. И доп. М: Недра, 1981 - 704с.