Совершенствование маркшейдерского учета объемов горных работ на верхних горизонтах разреза "Ангренский"

Месторождение занимает часть межгорной долины реки Ангрен. В 110 км располагается от г.Ташкента, она связана с г.Ангреном железной и автомобильной дорогами.

В 50 км на юго-западе г.Ангрена расположен г.Ахангаран с крупным цементным заводом.

К югу от г.Ахангарана находится г.Алмалык - центр цветной металлургии Узбекистана.

Ангрен связан с месторождением железной дорогой и шоссе Ангрен - Коканд.

Вскрышная масса вывозится с разреза на отвалы, находящиеся в 9 км от угольного разреза.

Уголь подаётся на сортировку, затем транспортируется по железной дороге на углесборочную станцию «Ангрен». А дальше к потребителю.



Глава III. АНАЛИЗ МАРКШЕЙДЕРСКИХ РАБОТ НА РАЗРЕЗЕ “АНГРЕНСКИЙ”

3.1 Общие сведения

Разрез «Ангренский» является мощным, высокопроизводительным горным предприятием по добыче полезного ископаемого. Горные работы ведутся на значительной площади (от нескольких до десятков квадратных километров), достигая глубины 250 метров на равнинной местности, а в горных районах перепад высот между крайними уступами составляет более 600 метров. На месторождении ведется совместная разработка открытым и подземным способами, что способствует более экономичной и эффективной выемке полезного ископаемого.

Особенности маркшейдерских работ на разрез «Ангренский» связаны со специфическими условиями проведения горных работ. К этим условиям относятся: большая площадь распространения горных выработок, быстрое изменение положения забоев из-за использования мощных механизмов, наличие многообразных вспомогательных работ, требующих участия маркшейдерской службы.

Основными видами маркшейдерских работ на разрезе «Ангренский» являются:

Ш развитие опорной и съемочной сетей;

Ш съемка горных разработок и других горнотехнических объектов;

Ш составление графической документации, отражающей состояние и динамику развития горных работ;

Ш учет движения запасов, добычи и потерь полезного ископаемого, определение обеспеченности предприятия запасами на предстоящий период;

Ш подсчет вынутых объемов полезного ископаемого и вскрыши, учет движения взорванной массы;

Ш маркшейдерское обеспечение буровзрывных работ;

Ш изучение геометрии залегания и качества полезного ископаемого, составление горно-геометрических графиков, изображающих распределение этих свойств в пространстве;

Ш сбор, переработка, хранение и представление в виде, необходимом для управления горными работами, всей горно-геометрической информации;

Ш контроль за полнотой выемки полезного ископаемого, соблюдением норм потерь и разубоживания;

Ш обеспечение безопасного ведения горных работ от оползней и обвалов, наблюдение за их состоянием.

3.2 Съемка подробностей на разрезе «Ангренский»

Назначением маркшейдерских съемок является определение пространственных координат точек различных объектов с целью изображения их на планах, картах и других графических документах. Объектами съемки являются:

Ш элементы горных выработок, например, бровки уступов, разрезных и других траншей, взрывные выработки, развалы взорванных пород, водоотводные канавы, устройства для сообщения между уступами;

Ш разведочные выработки и элементы геологического строения месторождения, видимые в натуре (устья разведочных выработок, точки геологических обнажений, тектонические нарушения, точки отбора проб и измерений мощности);

Ш транспортные и энергетические коммуникации, промышленные сооружения;

Ш отвалы вскрышных пород, склады добытого полезного ископаемого, хвостохранилища.

Точность измерений при съемке должна обеспечивать среднюю погрешность в плане ±0,5 мм в масштабе плана, а по высоте ±0,2 м относительно ближайших пунктов съемочного обоснования.

Периодичность съемки зависит от условий и потребностей производства. Как правило, съемка уступов карьера выполняется ежемесячно, остальные объекты снимаются по мере появления изменений.

Методы, применяемые при съемке разреза «Ангренский», следующие: тахеометрический, стереофотограмметрический (наземный и воздушный), способ перпендикуляров и мензульный.

Тахеометрическая съемка является наиболее распространенным способом, отличающимся гибкостью и универсальностью. Недостатком ее является большая доля полевых работ, разрыв во времени и пространстве между съемкой и составлением плана, низкая производительность. Она применяется для съемки небольших карьеров со сложными условиями съемки, для съемки «мертвых пространств» при наземной стереофотограмметрической съемке или небольших участков карьера, когда применение стереофотограмметрических методов нерационально.

Съемка выполняется с пунктов съемочного обоснования. Используются теодолиты-тахеометры, соответствующие по точности теодолиту Т30. Отсчет по вертикальному кругу берется с точностью 1', по, горизонтальному - 10'.

Расстояние до реечных точек при увеличении трубы до 25^х допускается до 150 м при съемке в масштабе 1:1000 и 200 м -- при съемке в масштабе 1:2000. Рейку устанавливают на всех характерных точках так, чтобы расстояние между реечными точками не превышало 30 м.

Результаты измерений заносят в журнал и отражают на абрисе. Вычисление съемки выполняется с помощью тахеометрических таблиц.

Производство съемки облегчается при использовании тахеометров TPS300, TC303, TCR307. Результаты съемки наносятся на план транспортиром и линейкой с погрешностью ±0,5 мм, отметки точек округляются до 0,1 м. Удобен при этом транспортир, изготовляемый из прозрачного материала.

Способ перпендикуляров. Способ применяется при наличии вблизи снимаемого контура стороны съемочного обоснования, которое строится в виде теодолитных ходов или прямоугольной сетки.

С характерных точек контура опускают перпендикуляры на сторону съемочного обоснования и измеряют с округлением до 0,1 м рулеткой или лентой длину перпендикуляра и расстояние от его основания до пункта съемочного обоснования. Длина перпендикуляров может быть до 30 м. Если она превышает 15 м, то используется экер. Отметки точек определяют из технического нивелирования.

3.3 Маркшейдерская графическая документация на разрезе «Ангренский»

Маркшейдерская графическая документация на разрезе «Ангренский» состоит из исходных и производных чертежей. Исходные чертежи строятся в единой принятой системе координат непосредственно по результатам измерений, производные получаются путем репродукции и дополнения специальным содержанием. Точность составления исходных чертежей должна соответствовать точности съемки того масштаба, в котором они составляются. Все чертежи делятся на два комплекта:

Ш комплект чертежей земной поверхности;

Ш комплект чертежей горных выработок.

План земной поверхности территории экономической заинтересованности горного предприятия составляется на основе топографической съемки в масштабе 1:5000 или 1:2000. На план, кроме топографической ситуации, наносятся: границы горного и земельного отводов, выходы полезного ископаемого, проектный и фактический контуры карьера, транспортные коммуникации, границы отвалов и складов полезного ископаемого, пункты опорной и съемочной сетей и другие необходимые данные.

Составляют план в планшетной системе на жесткой основе. Разграфка планшетов устанавливается с учетом местных условий. План пополнит по мере необходимости, но не реже одного раза в год.

При необходимости, которая может быть вызвана требованиями более детального изображения отдельных участков и объектов ситуации, составляют:

Ш план застроенной части земной поверхности;

Ш план промышленной площадки;

Ш планы породных отвалов и участков, отведенных под склады полезного ископаемого или хранилища отходов обогатительных фабрик;

Ш план горного и земельного отводов горного предприятия.

Масштабы этих планов определяются конкретными условиями их применения и находятся в пределах 1:5000 до 1:500. Для удобства пользования комплектом чертежей земной поверхности в мелком масштабе 1:10 000 или 1:25 000 составляются: картограмма распределения планшетов съемки земной поверхности; план расположения пунктов опорной и съемочной сетей, а также кроки и схемы конструкции реперов и пунктов.

Планы горных выработок по горизонтам горных работ являются исходными планами горных выработок. Они служат основой для подсчета объемов выполненных горных работ, контроля за правильным их ведением, а также для планирования горных работ. Планы по горизонтам горных работ составляют в масштабе 1:1000 или 1:2000.

На эти планы наносят: сетку координат, пункты рабочего обоснования, контуры верхней и нижней бровок уступа, границы площадей месячной отработки, разведочные линии и выработки, геологическую и гидрогеологическую ситуации, транспортные и энергетические коммуникации данного горизонта, границы поля карьера для данного горизонта, контуры охранных целиков.

Пополнение планов по горизонтам выполняется не реже одного раза в месяц.

Вертикальные разрезы составляют в масштабе, принятом для основных погоризонтных планов. Разрезы дают наглядное представление о форме залегания пород и динамике горных работ в карьере. Линии вертикальных разрезов располагают, как правило, вкрест простирания месторождения и приурочивают к линиям разведочных скважин или выработок. Расстояние между разрезами определяется изменчивостью геологических показателей. Разрезы вычерчиваются в соответствии с принятыми условными обозначениями и пополняются один раз в месяц.

Погоризонтные сортовые планы составляют на основе основных планов по горизонтам горных работ, они предназначены, главным образом, для размещения геологической информации в связи с тем, что для полного ее отражения и анализа на основных планах не остается места.

Если возможна геометризация качественных свойств полезного ископаемого, то на сортовые погоризонтные планы наносят изолинии равных содержаний, мощностей и т. п.

Продольные профили по осям железнодорожных, автомобильных, троллейвозных и подвесных канатных дорог составляют для отражения и анализа состояния транспортных путей. Горизонтальный масштаб профилей 1:2000, вертикальный -- в 10 раз крупнее. Пополнение профилей выполняется не реже одного раза в месяц.

Практически со всех чертежей маркшейдерской графической документации составляются копии на прозрачную основу для подготовки графических приложений к плану горных работ и других документов и проектов



3.4 Виды маркшейдерских работ

Съемка карьеров, разрезов выполняется в масштабе 1:1000 или 1:2000, внешних отвалов - 1:2000 или 1:5000.

Рис.5

Если требуется более крупное изображение, то планы составляются в более крупном масштабе, указывая масштабы плана и съемки.

Определение пунктов в съемочных сетях относительно ближайших пунктов маркшейдерской опорной сети осуществляется с погрешностью, не превышающей 0,4 мм на плане в принятом масштабе съемки и 0,2 м по высоте.

При ширине экскаваторной заходки менее 20 м, если по результатам съемки определяют объемы выемки для оплаты труда, пункты съемочного обоснования определяются в соответствии с требованиями, установленными для съемки в масштабе 1:1000.

Съемочная сеть на карьере закрепляется центрами долговременной сохранности и центрами временного пользования.

Количество и расположение пунктов съемочной сети, используемых при фотограмметрических методах съемки в качестве опорных точек, устанавливается проектной документацией.

При тахеометрическом методе съемки пункты съемочной сети располагаются с учетом установленных требований.

Плановое положение пунктов съемочной сети карьера определяется геодезическими засечками, проложением теодолитных ходов, совместным проложением ходов и полярным способом, используя в качестве исходных пункты маркшейдерской опорной сети. Высоты пунктов определяются техническим и тригонометрическим нивелированием.

Плановое и высотное положение пунктов съемочной сети можно определять спутниковой аппаратурой, а также аналитической пространственной фототриангуляцией.

Горизонтальные углы в съемочных сетях измеряются одним (двумя) приемами или повторениями в зависимости от типа теодолита. При этом расхождение углов между приемами не должно превышать 45".

Углы между линиями прямых и комбинированных засечек при определяемом пункте принимаются не менее 30° и не более 150°. Расстояния от исходных до определяемых пунктов при съемке в масштабах 1:1000, 1:2000 и 1:5000 принимаются не более соответственно 1, 2, 3 км.

При определении пунктов съемочной сети полярным способом расстояние до них принимается не более 3 км. Углы измеряются от двух исходных направлений; расхождение между значениями дирекционных углов направления на определяемый пункт допускается не более 45".

Расстояния измеряются светодальномером (электронным тахеометром) со средней квадратической погрешностью не более 0,1 м. В измеренные расстояния вводят поправки за наклон, а также поправки, предусмотренные паспортом прибора.

Предельная длина цепочки треугольников между исходными пунктами принимается не более 1,5, 3,6 и 6,0 км при съемке в масштабах 1:1000, 1:2000, 1:5000 соответственно. В цепочках треугольников допускается определять не более 7 пунктов; сторона треугольника принимается не более 1000 м. Невязки углов в треугольниках допускаются не более 1'.

Координаты пунктов, определяемые методом засечек, вычисляются из двух треугольников. В обратных засечках координаты определяемого пункта вычисляются из решения двух вариантов засечки. За окончательные координаты принимается среднее их значение. Расхождение в положении пункта из двух вариантов засечки допускается не более 0,6 мм на плане в масштабе съемки.

Цепочки треугольников уравниваются раздельным способом. Угловая невязка в каждом треугольнике распределяется поровну на углы, невязки в координатах - пропорционально длинам сторон по ходовой линии между исходными пунктами.

Теодолитные ходы прокладываются между пунктами маркшейдерской опорной сети или строятся в виде замкнутых полигонов. На исходных пунктах измеряются углы между стороной теодолитного хода и двумя направлениями на пункты маркшейдерской опорной сети. Длины сторон теодолитного хода принимаются не более 400 м и, как правило, не менее 100 м. Длина хода принимается не более 1,8, 3,0 и 6 км при съемке в масштабах 1:1000, 1:2000 и 5000 соответственно. При необходимости допускается определение отдельной точки полярным способом, расстояние до нее принимается не более 400 м.

Стороны теодолитных ходов измеряются светодальномерами, тахеометрами, насадками, рулетками и другими приборами, обеспечивающими требуемую точность измерений. Разность между двумя измерениями линии допускается не более 1:1500 ее длины.

Обработка результатов линейных измерений выполняется в соответствии с руководствами по эксплуатации приборов.

Угловые невязки в теодолитных ходах допускаются не более 45”, где n- число измеренных углов в ходе. Линейные невязки в теодолитных ходах допускаются не более 1:3000 длины хода.

Теодолитные ходы уравниваются распределением угловой невязки поровну на все углы, а невязки по осям координат - пропорционально длинам сторон.

Если при создании съемочных сетей используются приборы или методика измерений, обеспечивающие более высокую точность измерений, допускается изменять параметры построения съемочных сетей. При этом погрешности положения пунктов, полученные по предварительной оценке точности, не должны превышать установленных величин.

При использовании для измерения сторон теодолитного хода светодальномеров группы Т и электронных тахеометров предельная длина сторон хода не устанавливается, а количество сторон в ходе принимается не более 50 при съемке в масштабах 1:5000 и 1:2000, 40 и 20 - соответственно в масштабах 1:1000 и 1:500.

Угловые невязки в таких ходах допускаются не более величины 20”, где n - число измеренных углов в ходе, линейные невязки - 0,4 мм на плане в масштабе съемки.

При построении съемочной сети в виде прямоугольной сетки вершины главной фигуры сетки определяются от пунктов маркшейдерской опорной сети засечками, полярным способом или теодолитными ходами. Положение вершин прямоугольников определяется способом створов. Длина визирного луча при определении вершин сетки принимается не более 800 м. Правильность разбивки сетки проверяется по направлениям диагоналей сетки.

При определении высот пунктов тригонометрическим нивелированием вертикальные углы измеряются в зависимости от типа теодолита одним или двумя приемами. Высота инструмента и визирной цели измеряется с округлением до сантиметра.

Ходы тригонометрического нивелирования опираются на пункты маркшейдерской опорной сети, высоты которых определены геометрическим нивелированием точности не ниже IV класса. Длина ходов тригонометрического нивелирования принимается не более 2,5 км. Превышения для каждой стороны хода определяются в прямом и обратном направлениях. Расхождение превышений допускается не более 0,04l, см, где l - длина стороны, м.

Невязки ходов тригонометрического нивелирования, проложенных между пунктами опорной сети, допускаются не более 0,04L” мм, где: L - длина хода, м; n - число сторон.

Для передачи высот на пункты съемочной сети, определяемые способом геодезических засечек или проложением цепочек треугольников, превышения между пунктами определяются из тригонометрического нивелирования в прямом и обратном направлениях или в одном направлении, но не менее чем с двух исходных пунктов.

При полярном способе повторное определение превышения выполняется с изменением высоты цели или инструмента.

Расстояния между исходными и определяемыми пунктами принимаются не более 1 км при измерении вертикальных углов теодолитами типа Т30, 1,5 км - теодолитами типа Т15 и 2 км - более точными теодолитами. Расхождение между двумя определениями высоты пункта (с учетом поправок за кривизну Земли и рефракцию) допускается не более - 0,03l, см, при расстояниях до 1 км, 0,02l, см, - при расстояниях более 1 км, где l - длина стороны, м. Если число определений высоты пункта больше двух, отклонение любого определения от среднего арифметического значения допускается не более 20 см.

Длина ходов тригонометрического нивелирования, прокладываемых с использованием электронных тахеометров, принимается не более 10 км, расхождение прямого и обратного определения превышения - 0,01l, а невязка в ходе - 0,01L/, где: l и L - соответственно длина стороны и длина хода, м; n - число сторон.

При расстояниях от исходного пункта до определяемых более 700 м и одностороннем тригонометрическом нивелировании в превышения вводятся поправки за кривизну Земли и рефракцию.

Для технического нивелирования применяются нивелиры и рейки, обеспечивающие заданную точность.

Ходы технического нивелирования прокладываются между исходными реперами в одном направлении; разрешается прокладывать висячие ходы в прямом и обратном направлениях. Расстояния до реек принимаются по возможности равными и не превышают 150 м. Разность превышений, определенных по черной и красной сторонам реек или при двух горизонтах инструмента, допускается не более 5 мм. Невязка ходов допускается не более 50 мм, где L - длина хода в км.

При числе станций на 1 км более 25 невязка в ходе допускается не более 10, мм, где n - число станций в ходе.

При использовании аналитической фототриангуляции координаты и высоты пунктов съемочной сети вычисляются по программам строгого уравнивания фототриангуляционной сети (способ связок с устранением систематических искажений фотоизображения методом самокалибровки) с оценкой точности координат и высот определяемых пунктов.

Параметры аэросъемки (масштаб снимков и высота фотографирования), конструкция фототриангуляционной сети (направление и взаимное перекрытие аэросъемочных маршрутов, количество и расположение опорных точек, точность определения координат опорных точек и элементов ориентирования снимков и т.д.) устанавливаются в соответствии с проектной документацией.

При составлении проекта фототриангуляционной сети выполняются ее моделирование и "уравнивание" модели с вычислением стандартов погрешностей координат определяемых точек. Значения вычисленных стандартов погрешностей принимаются не выше половины допустимых значений, приведенных в пункте 60 настоящей Инструкции.

Построение фототриангуляционной сети выполняется в соответствии с проектной документацией. Качество сети на всех этапах ее построения контролируется визуализацией оценочных параметров:

Ш невязок координат изображений координатных меток после внутреннего ориентирования снимков;

Ш остаточных параллаксов точек после взаимного ориентирования снимков стереопары;

Ш невязок координат точек, связующих между соседними моделями маршрутной сети;

Ш невязок координат опорных точек после геодезического ориентирования сети;

Ш средней квадратической погрешности единицы веса;

Ш стандартов погрешностей координат определяемых точек (выборочно).

Съемка карьеров выполняется методами аэро- или наземной фотограмметрической съемки, тахеометрической съемки, мензульной съемки и способом перпендикуляров.

Объектами съемки карьеров являются:

Ш горные выработки (уступы, съезды, траншеи, линии закола при взрыве блоков, развалы, дренажные выработки, скважины, водоотводные канавы, участки укрепленных откосов и т.п.);

Ш отвалы пород внутренние;

Ш разведочные выработки и элементы геологического строения месторождения, видимые в натуре;

Ш границы опасных зон (зоны пожаров, затопленных горных выработок, оползней, обрушений и т.п.);

Ш транспортные пути в карьере и на внутренних отвалах, ленточные конвейеры и переходы через них, лестницы между уступами;

Ш сооружения (эстакады, подъемники, подвесные канатные дороги, электроподстанции, постоянные линии электропередачи, установки гидромеханизации, плотины, водоспуски, трубопроводы, помещения наносных и землесосных установок).

Пикеты при съемке набираются на всех характерных точках контуров и поверхностей. Расстояния между пикетами на бровках уступов при съемке в масштабе 1:1000 принимаются не более 20 м, если бровки уступов сложные, и 30 м, если бровки вытянутые, близкие к прямолинейным; при съемке в масштабе 1:2000 эти расстояния принимаются не более соответственно 30 и 40 м, а если бровки прямолинейны на большом протяжении - 50 м.

При съемке внутренних отвалов вскрышных пород в масштабе 1:5000 расстояния между пикетами принимаются не более 100 м; при съемке поверхностей взорванных пород в масштабе 1:1000 - 10 м, в масштабе 1:2000 - 20 м.

При контроле маркшейдерской съемки отклонения пикетов, набранных на бровках уступов от положения бровки на плане горных выработок допускаются не более чем на 1 мм при случайном характере отклонений.

Разность между средней отметкой бровки, вычисленной не менее чем по 15 контрольным пикетам, и средней отметкой этой бровки, определенной по плану горных выработок, допускается не более чем 0,4 м.

Периодичность съемки устанавливается исходя из производственной необходимости, но не реже одного раза в три месяца, а для случаев добычи общераспространенных полезных ископаемых - не реже одного раза в шесть месяцев. Если съемка предназначена для определения объемов выемки с целью оплаты за экскавацию и транспортировку горной массы, то ее выполняют ежемесячно.

Съемка подземных дренажных горных выработок карьера выполняется в масштабе съемки открытых горных выработок.

Аэрофотограмметрическая съемка применяется для составления планов горных выработок, отвалов вскрышных пород и складов полезного ископаемого, составления и пополнения цифровой модели карьера. Материалы аэрофотосъемки используются также для составления фотопланов и фотосхем карьера и прилегающей территории, для определения координат и высот пунктов съемочной сети карьера.

Аэрофотосъемка для составления маркшейдерской документации выполняется аэрофотоаппаратами, предназначенными для крупномасштабной аэрофототопографической съемки, с соблюдением требований:

Ш заданное продольное перекрытие снимков - 60 или 80%;

Ш углы наклона снимков - до 4°;

Ш изменение высоты полета в пределах одного маршрута - не более 50 м;

Ш величина расчетного линейного смаза фотоизображения - не более 0,05 мм.

Масштабы фотографирования принимаются не мельче 1:10000 - при съемке горных выработок в масштабе 1:1000 и съемке для контрольного определения объема выемки за два года и более длительный период, 1:15000 - при съемке горных выработок в масштабе 1:2000, 1:5000 - при съемке складов полезного ископаемого, 1:25000 - при съемке внешних отвалов вскрышных пород.

Для составления плана горных выработок используются диапозитивы на стекле или негативы, вырезанные из аэрофильма непосредственно перед составлением плана, имеющие заданное продольное перекрытие 60%.

Используемые аэронегативы, изготовленные с них диапозитивы на стекле и контактные отпечатки имеют по всему полю резкое и хорошо проработанное изображение.

При ежемесячной съемке карьеров глубиной до 200 м каждую стереопару обеспечивают четырьмя планово-высотными опорными точками, расположенными в ее углах; при съемке карьеров глубиной более 200 м, а также при съемке, выполняемой с целью контрольного определения объемов выемки за длительный период, обеспечивается наличие высотной опорной точки на дне карьера. Плановые и планово-высотные опорные точки маркируются.

Инструментальная точность аналоговых фотограмметрических приборов должна обеспечивать определение координат точек модели со средними квадратическими погрешностями в плоскости снимка - не более 0,02 мм и для высоты 0,01% H, где H - высота проектирования на приборе.

Приборы, используемые для обработки снимков, поверяются в соответствии с инструкциями по эксплуатации и юстируются, если их инструментальная точность не отвечает указанным требованиям.

Построение и геодезическое ориентирование фотограмметрической модели выполняются с соблюдением требований:

Ш при центрировании диапозитивов (негативов) в кассетах снимкодержателей несовмещение изображений координатных меток с рисками снимкодержателя допускается не более 0,1 мм;

Ш после внутреннего ориентирования снимков на аналитических и цифровых фотограмметрических рабочих станциях невязки координат изображений координатных меток допускаются не более 0,02 мм;

Ш после взаимного ориентирования снимков допустимые остаточные параллаксы на точках модели не могут быть более половины измерительной марки прибора;

Ш внешнее ориентирование модели выполняется не менее чем по четырем опорным точкам, допустимые невязки на них не могут быть одного знака и превышать 0,4 мм на плане, а по высоте - 0,03% высоты фотографирования.

В зависимости от технических возможностей фотограмметрического оборудования положение бровок уступов фиксируется при непрерывном ведении измерительной марки прибора по видимому контуру на фотограмметрической модели или набором отдельных пикетов. В последнем случае количество пикетов на бровке или дополнительной линии на поверхности взорванных пород принимается не менее 15-ти. Если откосы уступов имеют сложную форму, то кроме бровок проводятся горизонтали (приблизительно посредине откоса) или наносятся границы осыпи. На контурах бровок и осыпей набираются пикеты в характерных точках. Поверхность взорванных пород изображается горизонталями через 2,5 - 5,0 м или пикетами. Высоты пикетов округляются до дециметров.

Расстояния между пикетами на бровках уступов или на поверхности взорванных пород принимаются равными значениям, установленным пунктом 89 настоящей Инструкции.

В результате обработки материалов аэрофотосъемки создается (пополняется) трехмерная цифровая модель карьера, на базе которой составляется графическая маркшейдерская документация, подсчитывают объемы вынутых горных пород, решаются другие прикладные задачи.

Наземная стереофотограмметрическая съемка применяется самостоятельно или совместно с тахеометрической съемкой.

Съемка выполняется фотокамерами с фокусным расстоянием 100 - 300 мм. Отстояния дальнего плана принимаются не более: 4, 3 и 1,5 км при использовании фотокамер с фокусным расстоянием соответственно 300, 200 и 100 мм. Длина базиса фотографирования определяется расчетом. Базис измеряется независимо дважды, допустимая разность между измерениями не может быть более 1:2000 его длины.

При отстояниях дальнего плана не более 2 км и использовании фотокамеры с фокусным расстоянием 200 - 300 мм предусматриваются нормальный и равноотклоненный виды съемки. При отстоянии более 2 км, а также при съемке камерой с фокусным расстоянием 100 мм используют только нормальный вид съемки.

Для обработки материалов наземной стереофотограмметрической съемки допускается использовать аналоговые фотограмметрические приборы, а также цифровые и аналитические фотограмметрические рабочие станции. При использовании аналоговых фотограмметрических приборов рекомендуется выполнять их сопряжение при помощи компьютерных технологий для автоматической регистрации измерений и их дальнейшей аналитической обработки.

Для корректирования фотограмметрической модели каждая стереопара обеспечивается тремя опорными точками на дальнем плане: одна из них размещается в середине, а две другие - на краях стереопары.

Координаты и высоты опорных точек и левой точки базиса определяются как пункты съемочной сети.

Опорные точки, необходимые для корректирования фотограмметрической модели, полученной по стереопаре с дополнительного базиса, разрешается определять как пикеты после корректирования модели, построенной по основной стереопаре.

Корректирование модели выполняют, устраняя невязки на опорных точках. Невязки определяются по высоте ДЕЛЬТА H и в плане ДЕЛЬТА Y - по отстоянию и ДЕЛЬТА X - в поперечном направлении.

Корректирование выполняют на графической основе и аналитически: по отсчетным устройствам аналогового фотограмметрического прибора или по данным автоматической регистрации измерений в компьютере. После корректирования модели по трем опорным точкам невязки на любой из них допускается не более: ДЕЛЬТА Y - 0,2 мм на плане при отстояниях до 1 км и ДЕЛЬТА Y - 0,3 мм - при больших отстояниях; ДЕЛЬТА X - 0,2 мм на плане, ДЕЛЬТА H - 0,2 м.

Если отстояние дальнего плана обработки превышает 2 км, то для уменьшения погрешности корректирования по отстоянию определяются три - пять дополнительных точек фотограмметрическим способом, которые используются при обработке последующих съемок.

Такие точки (столбы, местные предметы и пр.) определяются на дальнем плане стереопары после корректирования модели по трем основным опорным точкам. При обработке стереопары последующей съемки модель корректируется с использованием как основных, так и дополнительных опорных точек. При этом в случае корректуры по графической основе поступают следующим образом. Модель корректируется по основным опорным точкам, определяются невязки ДЕЛЬТА Y по всем основным и дополнительным точкам. Вычисляется среднее арифметическое значение невязки, и на ее величину смещается микроскоп координатографа центрирующими винтами.

Пополнение плана допустимо лишь при условии, что остаточные (после введения поправки) невязки на опорных точках не превышают значений, приведенных в пункте 108 настоящей Инструкции.

При обработке наземной стереофотограмметрической съемки карьера выполняют требования пунктов 99 - 101 настоящей Инструкции.

Тахеометрическая съемка выполняется теодолитами типа Т30, Т15, авторедукционными или электронными тахеометрами.

При съемке теодолитами и редукционными тахеометрами отсчеты по горизонтальному кругу разрешается округлять до десятков минут.

Расстояние от инструмента до пикета принимается не более 150, 200 и 300 м при съемке бровок уступов и других нечетких контуров соответственно в масштабах 1:1000, 1:2000 и 1:5000; при съемке теодолитом с увеличением зрительной трубы 25 и более расстояние от инструмента до пикета принимается не более при съемке нечетких контуров соответственно 200, 250 и 350 м. Если высота уступа(вынимаемого слоя) меньше 3 м, то расстояние до пикета принимается не более 150 м. При съемке четких контуров (здания, сооружения) расстояния от инструмента до пикета принимаются не более 80, 100 и 150 м при съемке соответственно в масштабах 1:1000, 1:2000 и 1:5000.

С каждого пункта съемочной сети (станции) для контроля набираются дополнительные пикеты, расположенные на участках, снятых с соседних пунктов.

На каждой станции составляется абрис, на котором показывается положение бровок уступов и других объектов съемки. Вычисление горизонтальных проложений и высот пикетов выполняется в журнале тахеометрической съемки или на компьютере. Высоты пикетов и горизонтальные проложения после вычисления округляют до дециметров. Погрешность нанесения пикета на план допускается не более 0,5 мм.

При выполнении съемки электронным тахеометром предельное расстояние от прибора до отражателя устанавливается исходя из соответствующих технических характеристик прибора и условий видимости. Если расстояния до пунктов больше указанных в пункте 112 настоящей Инструкции, их наносят на план по координатам.

Объемы вынутых горных пород по данным маркшейдерской съемки определяются способами среднего арифметического, вертикальных, горизонтальных сечений, объемной палетки и другими способами, обеспечивающими необходимую точность результата. При выборе способа учитывается технология разработки и вид съемки горных выработок.

Подсчет объемов вынутой горной массы и определение коэффициента разрыхления пород осуществляются в установленном порядке.

Контрольный подсчет объемов добычи и вскрыши по карьеру выполняется один раз в год до 1 февраля, следующего за отчетным годом.

Объемы подсчитываются в "две руки" или двумя независимыми подсчетами.

Для контрольного подсчета объемов используются съемки, выполненные в начале и в конце контролируемого периода, или проводится разовая съемка карьера (части карьера).

Маркшейдерская съемка горных выработок и подсчет по ее результатам объемов вынутых взорванных горных пород может осуществляться не превышая значений следующих допустимых погрешностей (двойной средней квадратической погрешности):

Если объем больше 2000 тыс. куб. м, то принимают сигма _Vдоп = 1%; если объем меньше 20 тыс. куб. м, то методика съемки горных выработок и вычисления объемов устанавливается с таким расчетом, чтобы погрешность сигма не превышала 10%;

Если объем больше 2200 тыс. куб. м, то принимают сигма_Vдоп = 1,5%; если объем меньше 45 тыс. куб. м, то методика съемки и вычисления объемов, а также определения коэффициента разрыхления устанавливается с таким расчетом, чтобы погрешность сигма_Vдоп не превышала 10%.

Маркшейдерское обеспечение буровзрывных работ включает:

Ш подготовку графической документации (маркшейдерской основы) для составления проекта буровзрывных работ;

Ш вынос в натуру проекта расположения взрывных выработок с пунктов съемочной сети.

Для составления проекта буровзрывных работ изготавливается выкопировка с плана и, при необходимости, с разреза горных выработок. Планы пополняются на момент составления проекта. Если для составления проекта буровзрывных работ требуется большая крупность плана, то выкопировку с плана увеличивают до требуемого масштаба.

При расположении взрываемого блока у контура карьера и проходке капитальных съездов положение взрывных выработок на площадку уступа выносится инструментально. Если взрывные выработки проходятся при незачищенном откосе уступа, инструментально выносятся взрывные выработки первого ряда, а при зачищенных уступах - только первую и последнюю из них. После проходки взрывных выработок при необходимости выполняется съемка их устьев.

Объектами съемки являются контуры отвалов, бровки и площадки ярусов, транспортные пути, постоянные линии электропередачи, связи и др. Периодичность пополнительной съемки отвалов устанавливается руководством организации.

Внешние отвалы вскрышных пород снимаются в масштабе 1:2000 или 1:5000.

Съемочное обоснование создается в соответствии с установленными требованиями. Съемка выполняется стереофотограмметрическим, фотограмметрическим или тахеометрическим методом. Длина базиса фотографирования рассчитывается по формуле, принятой для топографической съемки карьера.

Планы породных отвалов и складов за балансовых руд составляются в проекции с числовыми отметками и произвольным ориентированием сетки координат относительно сторон листа с таким расчетом, чтобы участок поверхности в пределах проектного контура отвала по возможности размещался на одном листе.

Профиль железнодорожных путей на отвалах проверяется техническим нивелированием, а также при помощи специальных путеизмерительных приборов, другими методами, обеспечивающими необходимую точность.

Таким образом, анализ всех видов маркшейдерских работ, позволяет сделать вывод, что все работы выполняемые маркшейдерской службой на разрезе производятся строго по инструкции производства маркшейдерских работ.

3.5 Обзор современных маркшейдерских приборов

Электронные тахеометры или тотальные станции (Total station) - электронно-оптические приборы, предназначенные для измерений углов между линиями (направлениями) в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также длин линий. Областями их применения являются маркшейдерское обеспечение открытых и подземных горных работ и тоннелестроения, геодезические, тахеометрические и топографические съемки, геодезическое обеспечение строительства.

В настоящее время фирмы-производители предлагают потребителю около 75 моделей электронных тахеометров. В целях достижения максимальной эффективности продаж приборы позиционируются на рынке в виде серий. В состав каждой серии, как правило, входит от 2 до 4 моделей (не считая их возможных модификаций).

Главным различием моделей одной серии является точность угловых измерений, которая в зависимости от назначения серии может принимать значения от 0,5 до 10 секунд. Самыми высокоточными приборами (ошибка измерения угла не более 0,5 секунд), которые предназначены для наблюдений за деформациями инженерных и промышленных сооружений, являются тахеометры Leica (модели ТС2003, ТСА2003, TDM5005 и TDA5005).

Высокую точность угловых измерений обеспечивает применение высококачественной оптики. Увеличение зрительной трубы составляет от 26 до 32 крат, минимальное расстояние визирования зависит от производителя и составляет: для приборов Leica - 1,7 м, для приборов Trimble - 1,5 м, для приборов Topcon - 1,3 м, для приборов Sokkia- 1,0м.

Значения угловых измерений (как горизонтального, так и вертикального угла) при работе с тотальными станциями выводятся на экран дисплея прибора в непрерывном режиме с дискретностью долей секунд. Причем все современные модели имеют возможность выбора отображения результатов измерений практически во всех применяемых сегодня единицах: градусы-минуты-секунды, грады (gon), градусы и доли градусов, тысячные (mil). Стандартными функциями любого электронного тахеометра является возможность обнуления отсчета по горизонтальному кругу после наведения на цель (заднюю точку), а также выбор направления измерения горизонтальных углов (левый или правый).

Для обеспечения необходимой точности измерений электронные тахеометры снабжены жидкостными компенсаторами вертикального круга. В большинстве моделей они двухосевые. Величина компенсируемых наклонов зависит от производителя и колеблется от 3 минут (Sokkia и Topcon) до 6 минут (Trimble 5600). Точность компенсации не превышает 2 секунд.

Для измерения длин линий в электронных тахеометрах стандартно используется невидимый инфракрасный лазерный луч, который выходит из объектива зрительной трубы. Дальность измерения длины зависит от используемого отражателя, которым может служить как стеклянная призма, так и специальная пластиковая отражающая пластина или пленка. Как правило, дальность измерения в инфракрасном диапазоне не превышает 3500 метров для стеклянных призм и 250 метров для пластикового отражателя.

Кроме основных маркшейдерских и геодезических приборов, современная промышленность предлагает потребителю еще несколько видов измерительного оборудования, которые с успехом могут применяться для производства маркшейдерских съемок, как на дневной поверхности, так и в подземных горных выработках.

К примеру, использование наземных лазерных сканеров позволяет не только максимально повысить производительность труда при маркшейдерских съемках, но и получать данные о пространственном положении объектов в виде трехмерной компьютерной модели практически без промежуточной стадии обработки измеренных величин. Современные сканеры (Cyrax 2500, Callidus) обладают высокой точностью позиционирования объектов съемки (до 6 мм) при значительном радиусе действия (до 50 м). Электропитание сканера осуществляется либо от сети переменного тока, либо от двух заряжаемых батарей напряжением 12 вольт (время работы до 8 часов). Вес прибора составляет около 20 кг. Важным замечанием являются системные требования, предъявляемые к персональному компьютеру, на котором предполагается обработка данных: процессор Pentium 1 GHz, RAM 256 MB, HD 40 GB, видеокарта с 3D акселератором, режим работы монитора 1024x768 true color, операционная система не ниже Windows NT 4.0.



3.6 Маркшейдерская программа для обработки данных Surpac

Surpac- Комплексная программа включающая моделирование геологии, запасов планирование горных работ и отработки.

Моделирование и подсчет запасов

Каждому блоку в моделируемом пространстве присваиваются атрибуты, отражающие количественные характеристики, которые предстоит изучить и внести в отчет. Эти атрибуты могут представлять собой литологию, содержания, удельную массу и пр. Методы геостатистической интерполяции позволяют рассчитать количественные или качественные параметры на основе данных бурения. В процессе математической обработки блок-модели блокам присваиваются расчетные или специальные характеристики. Количество атрибутов для отдельных блоков не ограничено. Для того, чтобы создать отчетливый зрительный образ модели, блоки получают раскраску в зависимости от значения атрибута. При помощи функций пространственного ограничения модель обычно демонстрируется в сочетании с такими элементами, как поверхность ЦТМ, каркасными моделями рудных тел, моделями подземных выработок и карьеров. Могут быть получены справки об объемах, тоннаже и содержаниях. Приспосабливаемость инструментов блок-моделирования к любой геологической обстановке является их ключевым свойством, поэтому количество и ориентировка блоков в моделях могут быть любыми. Для получения еще более точных данных может быть произведена определяемая пользователем субблокировка. Переблокировка позволяет внести быстрые изменения в размер блоков. Соответствующая документация всех процедур моделирования генерируется автоматически.

Планирование добычных работ

Модуль планирования подготовительных, добычных и вспомогательных работ позволяет проводить планирование всего комплекса открытых и подземных горных работ и выработки графиков разработки. Инструменты долгосрочного и краткосрочного планирования доступны как в рамках Surpac Vision, так и в виде отдельного пакета MineSched Планирование возможно для любого числа горнодобывающих операций в пределах одного или нескольких карьеров или забоев подземного рудника. Используя намеченный план работ, можно ранжировать цели в порядке их приоритета. Возможна разработка вариантов как практических, так и оптимальных планов работ. Работы по контролю содержаний осуществляются при помощи набора инструментов, предназначенных для использования полигональных методов в сочетании с современными методами блочного моделирования. Модуль программирования позволяет автоматизировать применение регулярно повторяющихся шагов в ходе работ по контролю содержаний, используя макрокоманды, комбинирующие рутинные сочетания процедур в одну операцию от самого начала до распечатки плана горных работ. Буровзрывные работы. Surpac предоставляет широкий набор инструментов дизайна, планирования и отчетности для буровзрывных работ и контроля содержаний в открытых карьерах. Можно создавать разнообразные варианты дизайна бурения и зарядки скважин, используя наборы шаблонов, проектировать оконтуривающие шпуры, следующие вдоль откосов, и устанавливать для них координаты устьев и глубины. Параметры скважин вводятся в буровую базу данных для дальнейшего уточнения контуров рудных тел и подготовке их к добыче.

Маркшейдерские работы

Маркшейдерский интерфейс SurpacVision обеспечивает связь с цифровыми маркшейдерскими приборами. Функции Surpac для подземных и наземных маркшейдерских работ полностью интегрированы в трехмерное пространство, предоставляя возможность работать с данными в интерактивном режиме. Подсчет объемов выемочных блоков и выработанного пространства производится быстро и точно. Существует большой набор функций нахождения позиции прибора по нескольким известным маркшейдерским пикетам, опции прокладки маркшейдерских ходов под землей, перевода в цифровой формат данных рукописной документации, полученной при помощи оптических теодолитов. База данных маркшейдерских работ создается на основе СУБД ( Access, Oracle и др.). Прямой интерфейс с Системой Мониторинга Пустот позволяет быстро обрабатывать и оценивать данные лазерной съемки забоев. Функции построения цифровых моделей поверхностей дают возможность с высокой точностью создавать объемные модели рельефа и карьера на разных стадиях планируемой и фактической отработки. Surpac Vision является на сегодняшний день одним из самых востребованных маркшейдерских модулей в мире, представляя собой превосходное средство достижения максимальной эффективности работы.



Глава IV. СОЗДАНИЕ СЪЕМОЧНОЙ СЕТИ НА РАЗРЕЗЕ “АНГРЕНСКИЙ”

4.1 История создания опорной геодезической сети на разрезе “Ангренский”

Топографо-геодезические работы выполнены экспедицией № 308 «Союзмарктрест» в 1983 - 1984 гг. на территории земельного отвода разреза «Ангренский» п/о «Средазуголь».

На территории разреза «Ангренский» ранее были выполнены:

Триангуляция 4 класса в районе месторождения Ангрен, проложенная в 1957 году среднеазиатский отделением «Союзмарктреста»;

Аналитическая сеть 1 разряда повышенной точности на объекте «Ангренуголь» проложенная в 1971 году предприятием №12;

Нивелирование IV класса на объекте «Ангренуголь» выполнено в 1971 году предприятием №12;

Нивелирование II, III, IV классов на объекте города Ангрена выполнено в 1972-73 гг. предприятием №12;

Мензульная съемка в масштабе 1:2000 с сечением рельефа через 1 м на объекте «Ангренуголь» выполнено в 1971 - 1972 гг. предприятием №12.

Развитые в период 1932 по 1957 в районе работ геодезические сети к настоящему времени потеряли свое значение, так как пункты этих сетей утрачены или перекрыты.

Маркшейдерская съемка на разрезе «Ангренский» выполнялась на основе опорной геодезической сети, координаты пунктов которой определены в общегосударственной системе.

Пункты опорной сети используются для вставки точек внутри разрезного съемочного обоснования. Эти вставки в большинстве случаев осуществляются с помощью обратных засечек. Сигналами для этих пунктов обычно служат металлические треугольники пирамиды высотой 5 - 6 м.

Металлический штырь, приваренный к верхней площадке такой мачты является верхним сигналом для пунктов опорной разрезной сети. Он должен быть центрирован над закрепленным пунктом.

Маркшейдерские сети опорных пунктов расположенный в развитых горнопромышленных районах и бассейнах республики, а так же в прилегающих к городам крупных промышленных, гидротехнических и сельскохозяйственных стройках развиваются на основе существующих сетей пунктов триангуляции высших классов.

4.2 Обзор топогеодезической изученности

Триангуляция Средазаэрофото треста 1932-33 гг.

Первые геодезические работы по обеспечению Ангренской долины пунктами триангуляции II, III, IV классов были выполнены Средазаэрофото трестом в 1932-33 гг. Эти работы проводились для обоснования аэрофотосъемки по реке Ангрен в масштабе 1:10000. Одновременно были перевычислены в той же системе и сети III - IV классов.

Эти сети и послужили основой для развития рудничной триангуляции в 1940-41годах. В 1953-54 гг. на месторождении была построена государственная триангуляция II-III классов, поэтому триангуляция 1932-33 гг. потеряло свое значение. В конце 1940 года выполнение работ по развитию сети опорных пунктов III - IV классов. Сеть IV класса построена в виде двух последовательных центральных систем с пересекающимися диагоналями, вставленными в два жестких угла триангуляции III класса.

Общее количество пунктов данной сети составляет: III класс - 9 пунктов, IV класс - 8 пунктов, V класс - 50 пунктов. В качестве исходных данных в системе центрирования и ориентирования сети были приняты координаты пункта «Баксук» III класса. Масштабирование сети произведено по двум собственно измеренным базисам. Один из них измерен между двумя пунктами III класса «Дуканат - Буровая 4» длинной в 3,3 км в одном направлении и 1,04 км во втором направлении, измерен между пунктами IV класса: Арык - кишлачная в прямом и обратном направлениях. Геодезическая основа этих работ производилась теодолитом 2Т2 №15715 одним полным приемом, четырьмя повторениями.

Центрирование сети произведено по прямоугольным плоским координатам пунктов «Баксук - западный», «Баксук - северный», «Хамзара» и ориентирования дирекционными углами между этими пунктами.

Реконструкция триангуляции имело своей целью:

1. Обеспечить месторождение жесткой опорной сетью в пределах контура экономической заинтересованности трестов «Узбекуголь», «Средазугольразведка» на ближайшие 10 - 15 лет с тем, чтобы устранить это время последовательное наращивание одной сети на другую.

2. Повысить вес наблюдений с ошибкой угла, не превышающего 12”, в триангуляции III класса 15” и триангуляции IV класса.

3. Повысить точность измерения базиса с ошибкой не превышающей 1:200000.

4. Привязать рудничные нивелировки к единой Балтийской системе высот.

5. Произвести привязку рудничной триангуляции к государственной сети II класса, вычисленной в Пулковской системе координат. С этой целью существующая сеть III класса получила свое расширение по всем направлениям, особенно в западном направлении.

Измерение линии в полигонометрии III класса вязалось дальномером по горизонтальным рейкам, трижды перемещаемым по линии створа высотные отметки пунктов определенные нивелированием IV класса.

Пункты триангуляции IV класса закреплены на местности двумя бетонными монолитами, за ископаемым пункта верхний, где центром является марка зацентрированная в скалу, наружными знаками являются железные пирамиды. На пункте Верхнем построен тур из камней на бетонном растворе.

...