Маркшейдерские работы при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом
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.