МАРКШЕЙДЕРСКАЯ ГРАФИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

[1: глава 1; 2: §3.1-3.3; 3: §5.2-5.6]

Маркшейдерское обеспечение горных предприятий сопровождается составлением разнообразной маркшейдерской документации, являющейся результатом выполненных измерений (съемок), их обработки и интерпретации. Маркшейдерская документация по своему назначению и содержанию делится на три группы: первичную (полевюе журналы измерений), вычислительную (ведомости, журналы вычислений, каталоги координат и высот пунктов) и графическую (маркшейдерские чертежи).

Наиболее широко используемой маркшейдерской документацией на всех стадиях освоения МПИ является графическая.

Маркшейдерские чертежи – это важнейшие технические и юридические документы, на которых графически отображаются состояние горных работ и все объекты геологических наблюдений.

Маркшейдерская графическая документация является основой решения технологических задач, принятия управленческих решений и оценки изменений окружающей среды. Она состоит из различных видов чертежей и подразделяется на исходную, рабочую и обменную. Маркшейдерские чертежи составляются на чертежной бумаге или синтетических пленках, а также в цифровом виде на электронных носителях.

Исходную графическую документацию составляют по результатам съемок и их математической обработки. Для исключения деформации исходных чертежей они выполняются на высококачественной чертежной бумаге, наклеенной на жесткую основу (алюминиевые или фанерные листы). Основные виды исходных чертежей следующие:

1) чертежи, отражающие рельеф и ситуацию земной поверхности;

2) планы горных выработок;

3) проекции горных выработок на вертикальную плоскость при углах падения пласта более 70°;

4) журналы проходки вертикальных стволов.

Рабочую документацию составляют по результатам съемок и замеров горных выработок, геометрических построений и расчетов, а также в результате копирования исходных чертежей с последующим нанесением дополнительной информации, содержание которой зависит от назначения чертежа. Рабочие чертежи используются для решения текущих задач горного предприятия и включают:

1) планы выемочных участков;

2) профили рельсовых путей и проводников жесткой армировки вертикальных стволов;

3) чертежи по построению предохранительных целиков;

4) разрезы по горным выработкам и др.

Обменную графическую документацию составляют на базе исходной и рабочей документации. Она предназначается для планирования горных работ, обзорного отображения положения горных выработок и условий месторождения, решения различных производственно-технических вопросов.

К маркшейдерским графическим материалам предъявляются следующие требования.

Наглядность – требование, обеспечивающее понятное, убедительное, конкретное и однозначное представление об изображаемых объектах, их взаимном расположении. Наглядность чертежей достигается в основном за счет применения условных обозначений [5].

Полнота – требование, обеспечивающее достаточную детализацию изображаемого объекта на чертеже.

Точность – требование, определяющее соответствие действительного объекта и его изображения на чертеже.

Удобоизмеримость – требование, обеспечивающее возможность необходимых измерений на чертеже для получения истинных линейных и угловых величин, не прибегая при этом к громоздким вычислениям или построениям.

Хронологичность (динамичность) – требование, обеспечивающее на чертеже отражение во времени развития горных работ, вновь выявленных геологоразведочных данных, изменений рельефа и ситуации дневной поверхности. Это требование специфично для маркшейдерских чертежей.

На исходные планы горных выработок угольной шахты наносятся:

- технические границы шахты;

- действующие и погашенные горные выработки с датами их остановки;

- углы наклона по подготовительным и очистным выработкам;

- высотные отметки в горных выработках;

- данные, характеризующие условия залегания полезного ископаемого (угол падения, мощность, кливаж);

- границы целиков и опасных зон;

- места различных динамических явлений;

- горные выработки смежных шахт;

- геологические нарушения с их характеристикой;

- разведочные, технические скважины;

- пункты и реперы маркшейдерских опорных сетей.

Порядок составления планов: по координатам, вычисленным в результате обработки маркшейдерской съемки, на план наносятся точки; относительно них по абрису наносится ситуация (контуры горных выработок). Последними наносят цифровые данные: высотные отметки, углы падения, значения мощности и др. Пополняются исходные чертежи не реже одного раза в месяц.

На вертикальных разрезах (геологических) изображаются:

1) профиль поверхности и контуры капитальных сооружений;

2) выходы полезного ископаемого под наносы или на поверхность;

3) все горные выработки, попадающие в плоскость сечения;

4) висячий и лежачий бока залежи;

5) тектонические нарушения;

6) границы провалов и трещин на поверхности земли;

8) разведочные и технические скважины.

Решение задач по маркшейдерскому плану (см. лаб. работы).

1) Определение длины горной выработки d –на плане.

2) Определение i и δ. - горизонтальное расстояниемежду точками.

3) Определение глубины залегания залежи Н = Z_ПОВ – Z_ПЛ.

4) Определение добычи и потерь угля. , т.

5) Определение исходных данных для задания места рассечки и направления горным выработкам.

Учет маркшейдерской документации производится путем нумерации и записи в инвентарные книги.

Маркшейдерская документация должна храниться в маркшейдерском отделе в специально оборудованном помещении. Сроки хранения различных видов графической документации регламентируются инструкцией по производству маркшейдерских работ.

Система координат маркшейдерских планов

[2: §2.3, 2.4; 3: §5.1]

Физическая поверхность земного шара является весьма сложной и не описывается математическими методами. В связи с этим для удобства обработки измерений, связанных с изучением поверхности Земли, используется математическая поверхность под названием «земной эллипсоид Крассовского».

Рис. 4.1 – Эллипсоид Крассовского.

При топографических съемках, инженерно-геодезических и маркшейдерских работах целесообразно применять системы плоских прямоугольных координат, основное преимущество которых заключается в возможности использования при обработке измерений формул плоской геометрии и тригонометрии, что значительно упрощает вычисления. Кроме того, более удобны планы, составленные по результатам съемки, если на них нанесена сетка прямоугольных координат.

В нашей стране при выполнении геодезических и маркшейдерских работ пользуются системой плоских прямоугольных координат Гаусса-Крюгера, которая введена в 1942 г.

Систему плоских прямоугольных координат Гаусса-Крюгера получают при делении поверхности эллипсоида с запада на восток, начиная с Гринвичского меридиана, на зоны по 6°, симметричные относительно осевого меридиана (рис. 4.2). Им соответствуют трехградусные зоны.

Рис. 4.2 – Координатные зоны земного эллипсоида.

Рис. 4.3 – Зональная система прямоугольных координат.

Поверхность каждой шестиградусной зоны изображается (развертывается) в проекции Гаусса на плоскости. При этом осевой меридиан и экватор зоны изображаются на плоскости взаимно перпендикулярными прямыми (рис. 4.3), принимаемыми соответственно за оси X, Y плоской прямоугольной системы координат зоны. Началом координатной системы является точка О пересечения осевого меридиана зоны с экватором. Для исключения отрицательных значений ординат точек ось Х условно переносится на 500 км влево (на запад).

Таким образом плановое положение пункта подземной теодолитной съемки в системе координат 1942 г. определяется тремя величинами: 1) долготой осевого меридиана 3^х-градусной зоны, в которой находится точка; 2) абсциссой (расстояние от точки до экватора); 3) ординатой, т.е. расстоянием от точки до осевого меридиана.

Для окончательного определения точек в пространстве используется Балтийская система высот. Отметкой (высотой) точки считается расстояние по отвесной линии от данной точки до уровня Балтийского моря (нуля Кронштадтского футштока).

5. ГЕОМЕТРИЗАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ[1: §13, §14, 23-30, 39-40; 3: §2]

5.1 Общие сведения

Под геометризацией понимают изучение и изображение на чертежах формы залежи полезного ископаемого, а также геометрии распределения его свойств. Это необходимо для правильного проектирования дальнейшей разведки и разработки полезного ископаемого.

Горногеометрические графики делятся на структурные и качественные.

Графики, дающие наглядное пространственное представление о форме, элементах и условиях залегания, нарушениях и других геометрических особенностях залежи, называются структурными, а процесс их составления называют геометризацией формы месторождения.

5.2. Сущность проекций с числовыми отметками

Пространственные точки изображаются проекциями на горизонтальную плоскость, а их удаление от плоскости проекций (по оси Z) характеризуется числовыми отметками, которые подписываются возле проекций.

Рисунок 5.1. Изображение пространственных точек в изометрической проекции (а) и в проекции с числовыми отметками (б).

Положение прямой в пространстве определяется двумя точками, принадлежащими ей, или одной точкой и двумя углами: 1)дирекционным углом α ( угол между положительным направлением оси Х и проекцией прямой); 2) уклоном линии i или ее углом наклона δ, причем i = tg δ=

где h – превышение между точками; - длина проекции отрезка прямой (горизонтальное проложение).

А

Z B X x

X a d

b₃

a₅ a₅

O Y O Y

Часто на проекции прямой необходимо находить точки, числовые отметки которых кратны некоторой заданной величине (1, 2, 5, 10). Такой процесс называется интерполированием (градуированием). Существуют различные методы интерполирования: аналитический, графический, с помощью палетки.

Положение плоскости в маркшейдерском деле определяется следующими величинами: 1) координатами точки, принадлежащей данной плоскости; 2) дирекционным углом линии простирания(или линии падения); 3) углом падения плоскости.