Маркшейдерские работы при строительстве шахт и подземных сооружений
Обоснование схемы сбойки. Определение допустимых расхождений забоев по ответственным направлениям. Маркшейдерское обслуживание проходки выработок, проводимых встречными забоями. Определение ожидаемой ошибки смыкания осей сбойки, проводимой из разных шахт.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.08.2012 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Обоснование схемы сбойки и определение допустимых расхождений забоев по ответственным направлениям
1.1 Схемы выработок, проводимых встречными забоями
1.2 Допустимые расхождения забоев по ответственным направлениям
2. Определение ожидаемой ошибки смыкания забоев осей сбойки, проводимой в пределах одной шахты
2.1 Предрасчет ожидаемой ошибки сбойки в плане (по оси x)
2.2 Предрасчет ожидаемой ошибки сбойки по высоте (по оси z)
3. Определение ожидаемой ошибки смыкания осей сбойки, проводимой из разных шахт
3.1 Предрасчет ошибки смыкания встречных забоев в плане
3.2 Предрасчет ошибки смыкания встречных забоев по высоте
4. Предрасчет ошибки сбойки вертикальных выработок
5. Маркшейдерское обслуживание проходки выработок, проводимых встречными забоями
Заключение
Литература
Введение
шахта маркшейдерский забой проходка
Курсовая работа направлена на решение вопросов маркшейдерского проведения горных выработок встречными забоями (сбойка выработок). Сбойка горных выработок находит широкое применение не только при шахтном и подземном строительстве, но и в период эксплуатации месторождения. Она налагает особую ответственность на производство маркшейдерских работ и требует применения такого порядка, который бы своевременно исключал возникшие грубые погрешности.
Проведение выработок встречными забоями производится с целью сокращения времени строительства шахт, новых горизонтов или отдельных участков. В процессе проведения выработок встречными забоями в зависимости от условий маркшейдер решает ряд задач различной степени трудности. Однако при решении даже самых простых задач возможно появление грубых ошибок (как в период маркшейдерских съемок, так и в процессе камеральных работ), которые, как правило, приводят к нарушению технологии подготовки месторождения к эксплуатации, дополнительным затратам, увеличению срока строительства шахт. Для этого все маркшейдерские измерения и вычисления должны производиться 2-3 раза различными и независимыми способами.
Для каждой горной выработки, проходимой в независимости от условий, устанавливается предельная ошибка смыкания встречных забоев. Исходя из заданной ошибки, маркшейдер намечает инструменты, которые будут применяться при съемках и задании направлений выработок и методику отдельных видов измерений. На основе этого производится предрасчет ожидаемой ошибки смыкания забоев, которая не должна превышать установленного допуска.
Учитывая особую ответственность маркшейдерских работ при проведении выработки несколькими забоями, при определении их схемы и методики необходимо исходить из следующих положений:
- общая схема работ, способы ее осуществления и методы измерения отдельных элементов должны обеспечить необходимую точность при встрече забоев выработки;
- выполняемые маркшейдерские измерения и вычисления должны сопровождаться объективным контролем, полностью исключающим возможность появления грубых ошибок.
При проведении выработки одновременно несколькими забоями в зависимости от условий могут быть следующие случаи:
1) выработку проводят двумя забоями навстречу друг другу;
2) забои одной и той же выработки догоняют друг друга;
3) выработку проводят одним забоем навстречу другому, в котором горные работы не производятся.
Все эти случаи проведения горных выработок называют сбойками и разделяют их на 3 основных типа:
1) сбойки, проводимые в пределах одной и той же шахты, т.е. сбойки выработок, сообщающихся между собой под землей;
2) сбойки, проводимые между разными шахтами, т.е. сбойка выработок, не сообщающихся между собой под землей;
3) сбойки вертикальных выработок.
При маркшейдерских измерениях в период проведения выработок встречными забоями следует придерживаться той методики, которая принята в предрасчете ожидаемой ошибки смыкания забоя. Маркшейдерские работы при этом во всех случаях выполняется в следующем порядке:
1. Составляется схема выработок, проводимых встречными забоями. На основании схемы выявляются разновидности предстоящих маркшейдерских работ, и с учетом горнотехнических условий устанавливается примерное место (точка) смыкания встречных забоев.
2. Установление ожидаемой предельной погрешности (допуска) смыкания забоя. Она принимается в соответствии с инструкцией или устанавливаются техническим руководителем шахты, и передается маркшейдеру в виде технического задания.
3. Выбор методики выполнения каждого вида маркшейдерских работ, при этом предусматриваются отдельные способы и приемы измерений отдельных элементов (углов, длин, превышений).
4. Выполнение предрасчета предельной ошибки смыкания забоев. В процессе предрасчета используются значение погрешностей измерений отдельных элементов, соответствующих выбранной методике работ и на основе закона накопления погрешностей и теории ошибок, определяют ожидаемые ошибки смыкания забоев.
5. Производство маркшейдерских работ:
а) Вставка подходных точек на поверхности.
б) Выполнение ориентировок.
в) Передача высотной отметки в шахту.
г) Прокладывание теодолитных ходов в шахте.
Все виды съемок при этом осуществляются в строгом соответствии с принятой методикой измерения, а фактические ошибки отдельных измерений систематически сопоставляются с погрешностями, которые установлены в предрасчете и не должны превышать последнего.
6. Вычисление необходимых элементов (горизонтальных углов, расстояний, отметок) для задания направления встречным забоем выработки в горизонтальной и вертикальной плоскостях; прокладывание теодолитных ходов в шахте; вычисления производят по данным результатов маркшейдерских съемок.
7. Задание в натуре направления выработки, проводимой встречными забоями.
8. Производство контрольных съемок за соблюдение правильности проведения выработки по заданным направлениям.
9. Определение фактической ошибки смыкания встречных забоев после их сбивки путем замыкания съемок в горизонтальной плоскости и сравнение полученных результатов с предельной вычисленной по предрасчету.
Производя предрасчет, учитывают три направления: первое направление по оси сбойки y', второе направление, перпендикулярное к оси сбойки x', и третье - в вертикальной плоскости z. В зависимости от наличия проводника (пласта, жилы или контакта пород) различаются ответственные и неответственные (свободные) направления. Ответственными направлениями считаются те, погрешности по которым могут повлиять на технологическое назначение выработки.
Такая последовательность выполнения маркшейдерских работ и их содержание сохраняется во всех видах сбоек капитальных и основных подготовительных выработок, лишь в зависимости от горнотехнических условий при решении каждой задачи объем работ может быть различен.
1. Обоснование схемы сбойки и определение допустимых расхождений забоев по ответственным направлениям
1.1. Схемы выработок, проводимых встречными забоями
В данной курсовой работе приведены схемы выработок, проводимых встречными забоями. Виды сбоек различают с точки зрения особенностей маркшейдерского обеспечения. В свою очередь маркшейдерские работы по ведению сбоек будут зависеть от угла наклона сбиваемых выработок.
В курсовой работе определяем ожидаемую ошибку смыкания забоев осей сбойки, проводимой в пределах одной шахты и осей сбойки, проводимой из разных шахт.
В случае сбойки выработок одной шахты маркшейдерское обоснование создается только в подземных выработках, соединяющих оба забоя. Ошибки смыкания определяются по ответственным направлениям в точке предполагаемой встречи забоев. Эта точка К рассматривается как конечная точка двух ходов, проложенных от исходных пунктов по сбиваемым выработкам до точек встречи забоев. По каждому ходу определяем ожидаемую среднюю квадратическую ошибку положения конечной точки по каждому ответственному направлению.
При расчете точности проведения выработок встречными забоями используем условную систему координатных осей, совмещая ось ординат Y' этой системы с осью сбиваемых выработок в месте их встречи. Тогда направление, лежащее в горизонтальной плоскости и перпендикулярное оси Y', будет осью абсцисс X', а вертикальное направление - осью Z.
В случае сбойки выработок в пределах одной шахты для повышения точности сбойки и уменьшения объемов измерений необходимо ввести три гиростороны.
При сбойке, проводимой из разных шахт, координаты точек, расположенных вблизи забоев, нужно с высокой точностью определить в единой для обеих шахт системе координат. Для этого от общих исходных пунктов на поверхности прокладываются подходные полигоны, осуществляется соединительная съемка, а в подземных выработках создается планово - высотное обоснование.
Выполнение маркшейдерских съемок в подземных горных выработках проводится по принципу последовательного перехода от более общих и точных к частным и менее точным съемочным работам. В соответствии с этим вначале выполняют построение маркшейдерских подземных сетей, затем проводится съемка подробностей.
В данной работе выполняем построение подземной маркшейдерской опорной сети, состоящей из полигонометрических ходов, прокладываемых по основным горным выработкам, в данном случае по западному и восточному откаточным штрекам, и предназначенной для развития съемочных сетей и составления планов горных выработок и других графических материалов, а также для аналитического решения различных маркшейдерских и горнотехнических задач.
Положение пунктов подземных маркшейдерских опорных сетей определяют методом полигонометрии.
Измерения горизонтальных углов производится теодолитом с точностью отсчетных приспособлений 30'' способом повторений одним повторением или способом приемов. Расхождение между контрольным углом и его окончательным значением не должно превышать 45''.
Для линейных измерений в подземных полигонометрических ходах используются стальные рулетки длиной от 20 до 50 м, длинномеры АД-1М, светодальномеры типа 3СМ-2 и СМ-5.
Отсчеты по мерным приборам фиксируются до миллиметров. Каждый интервал измеряется дважды, для чего мерный прибор смещается.
Угловая невязка в ходах замкнутых и ходах, проложенных между двумя твердыми сторонами не должна превышать:
где - средняя квадратическая погрешность измерения углов;
n- число углов в ходе.
Линейная невязка замкнутых полигонометрических ходов не должна превышать 1:3000 длины хода.
При проектировании полигонометрических ходов на поверхности следует учитывать, что ходы должны быть по возможности вытянутыми и равносторонними; ходы должны проходить по местности, удобной для угловых и линейных измерений; пункты полигонометрии следует располагать в местах, удобных для ведения разбивочных работ и обеспечивающих сохранность пунктов при развитии строительства.
При сбойке выработок из разных шахт на поверхности прокладываем ход полигонометрии 1 разряда в соответствии с требованиями инструкции (таблица 1).
Таблица 1 - Основные показатели полигонометрии 1 разряда
|
Показатели |
1 разряд |
|
|
Длина диагонали хода, км |
5 |
|
|
Длина хода между исходной и узловой точками, км |
3 |
|
|
Диаметр полигона не более, км |
15 |
|
|
Длина сторон хода, км |
0,12-0,8 |
|
|
Относительная ошибка хода |
1/10000 |
|
|
СКО измерения угла |
||
|
Угловая невязка |
При вынесении плана горных выработок в масштабе 1:2000 подходные пункты, опорные стороны и высотные реперы располагают в непосредственной близости у устья ствола и обоих забоев сбойки.
1.2. Допустимые расхождения забоев по ответственным направлениям
Предельное расхождение забоев горизонтальных и наклонных откаточных выработок в плане (приближенно) рассчитываем по формуле:
где - предельное расхождение забоев в плане;
- расстояние от постоянного, балластированного рельсового пути до места встречи забоев (=30…40м);
- допустимая разность размеров рельсовой и колесной колеи (=28мм);
- жесткая база электровоза (для электровоза марки К10 =1200мм).
м
Предельное расхождение забоев горизонтальных и наклонных откаточных выработок по высоте вычисляем по формуле:
где - предельное расхождение забоев по высоте;
- допустимое отклонение фактического уклона пути от проектного (=0,002).
м
Предельное расхождение забоев вертикальной выработки при прохождении ее полным сечением с постоянной крепью обоих частей не должно превышать 0,1 м узким сечением - не более 0,40 м.
2. Определение ожидаемой ошибки смыкания забоев осей сбойки, проводимой в пределах одной шахты
В рассматриваемом типе сбоек (рисунок 2.1) ответственными являются два направления: перпендикулярное оси сбойки (по оси x) и вертикальное (по оси z).
2.1 Предрасчет ожидаемой ошибки сбойки в плане (по оси x)
Точки 1,2,3,…12,13 закреплены в существующих выработках. На не пройденных участках выработок намечаем положение будущих точек теодолитного хода: 14,15,16,17 (через каждые 50-70м).
Рисунок 2.1 - Схема сбойки в пределах одной шахты без включения гиросторон.
Через точку К проводят два условных направления сбойки: ось y - вдоль оси выработки и ось x' - перпендикулярную первой. Для данных условий направление по оси x' - является несвободным. Ошибка смыкания встречных забоев в точке К будет зависеть от ошибки измерения углов и длин в подземном полигоне.
В соответствии с теорией накопления ошибок в свободном полигоне, проложенном дважды, среднюю квадратическую погрешность смыкания забоев (ошибки положения точки К), зависящую от ошибки измерения углов, вычисляем по формуле
где - проекция на ось y' расстояний от точки смыкания забоев до вершин полигонов (их значение определяем графически);
- средняя квадратическая погрешность измерения угла;
=206265''.
В условиях равноточного измерения горизонтальных углов формула примет следующий вид
.
Величину средней квадратической ошибки для полигонометрических ходов принимаем равной =20", для теодолитных ходов - 40".
Таблица 2.1
|
Сторона |
Ry, м |
Сторона |
Ry, м |
|
|
К-1 |
125 |
К-18 |
384 |
|
|
К-2 |
128 |
К-19 |
380 |
|
|
К-3 |
120 |
К-20 |
366 |
|
|
К-4 |
120 |
К-21 |
376 |
|
|
К-5 |
60 |
К-22 |
326 |
|
|
К-6 |
0 |
К-23 |
280 |
|
|
К-7 |
60 |
К-24 |
230 |
|
|
К-8 |
120 |
К-25 |
180 |
|
|
К-9 |
180 |
К-26 |
120 |
|
|
К-10 |
240 |
К-27 |
60 |
|
|
К-11 |
300 |
К-28 |
50 |
|
|
К-12 |
360 |
К-29 |
100 |
|
|
К-13 |
410 |
К-30 |
140 |
|
|
К-14 |
400 |
К-31 |
182 |
|
|
К-15 |
402 |
К-32 |
136 |
|
|
К-16 |
394 |
К-33 |
132 |
|
|
К-17 |
384 |
К-34 |
134 |
м
Среднюю квадратическую ошибку смыкания забоев, зависящую от измерения длин в подземном полигоне, определяем по формуле:
где - коэффициент случайных ошибок (при прокладывании полигонометрического хода по горизонтальным выработкам принимаем равным 0,0005, по наклонным выработкам - 0,0015);
- коэффициент систематических ошибок (=0,00005 - для горизонтальных выработок, =0,0001 - для наклонных выработок, с углом наклона более 15°);
- проекция замыкающего хода на ось x' (для замкнутого хода равна нулю);
- длина стороны теодолитного хода, м;
-дирекционный угол стороны хода в условной системе (относительно оси x') приведение равняется нулю, если направление данной стороны хода совпадает с направлением оси выработки, проводимой встречными забоями, т.е. при =90є или =270є; если направление стороны хода совпадает с направлением оси x', то это произведение равняется длине самой стороны. В случаях, когда сторона хода составляет с осью x' или y' острый угол, превышающий 5-7є, величина произведения определяется графически двойным проектированием (рисунок 2.2).
Таблица 2.2.
|
Сторона |
Сторона |
|||
|
1-2 |
60 |
19-20 |
46 |
|
|
2-3 |
58,5 |
20-21 |
46 |
|
|
3-4 |
60 |
21-22 |
0,5 |
|
|
4-5 |
0 |
22-23 |
1,5 |
|
|
5-6 |
0 |
23-24 |
0,5 |
|
|
6-7 |
0 |
24-25 |
0,5 |
|
|
7-8 |
0 |
25-26 |
0,5 |
|
|
8-9 |
0 |
26-27 |
0 |
|
|
9-10 |
1 |
27-К |
0,5 |
|
|
10-11 |
1 |
К-28 |
0 |
|
|
11-12 |
1,5 |
28-29 |
0 |
|
|
12-13 |
0 |
29-30 |
0 |
|
|
13-14 |
58 |
30-31 |
46 |
|
|
14-15 |
50 |
31-32 |
49 |
|
|
15-16 |
49 |
32-33 |
60 |
|
|
16-17 |
58,5 |
33-34 |
40 |
|
|
17-18 |
60 |
34-1 |
38,5 |
|
|
18-19 |
49,5 |
м
Общая средняя погрешность смыкания забоев в плане по ответственному направлению KX'
,
м
Рисунок 2.2. Схема графического определения линейных параметров.
Предельная (ожидаемая) ошибка смыкания встречных забоев в плане равняется утроенной средней погрешности, и ее вычисляем по формуле:
,
м
Согласно теории вероятности, фактическая ошибка сбойки только в трех случаях из 1000 может превышать вычисленное значение ожидаемой ошибки, то есть появление такой ошибки смыкания забоев маловероятно, если в процессе съемок и измерений будет применяться точность и методика измерений, которые были приняты в предрасчете. Для повышения точности смыкания забоев используем гиростороны. Обычно число гиросторон бывает не менее двух, если в полигонометрическом ходе всего одна гиросторона, то точность смыкания забоев не повышается.
Для повышения точности сбойки и уменьшения объемов измерений вводим не менее трех гиросторон (рисунок 2.3). Их расположение в ходе обеспечивать минимальные проекции на ось y' получаемых при этом расстояний и . Среднюю квадратическую ожидаемую ошибку смыкания забоев по оси x' при наличии трех гиросторон находим по формуле:
,
где - проекции на ось y' расстояний от точек секции до центра тяжести секции;
- проекции расстояний на ось ординат (таблица 2.4);
- погрешность определения дирекционного угла гиросторон;
- проекции на ось y' условных расстояний, начиная от точки К до первого центра тяжести О1 (первой секции), О1 и центром тяжести О2 второй секции и заканчивая условным расстоянием между центром последней секции и точки К.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 2.3 - Схема сбойки в пределах одной шахты с тремя гиросторонами
Под секцией принято считать участок хода, заключенный между гиросторонами.
Положение центра тяжести точек секции вычисляем по формулам:
где - число точек секции.
Центр тяжести точек секции так же можно найти графически.
Определяем СКП дирекционного угла при гироскопическом ориентировании:
где - СКП дирекционного угла стороны, на которой определялась поправка гирокомпаса;
-точность определения гироскопического азимута при одном пуске;
k - число пусков гирокомпаса при определении поправки;
n - число пусков гирокомпаса на ориентируемой стороне;
- СКП примыкания.
Величина погрешности зависит от разряда сети на поверхности (или в шахте), сторона которой была принята за исходную при определении поправки гирокомпаса.
Поправку гирокомпаса следует определять на сторонах триангуляции или полигонометрии точности не ниже 1 разряда. Примем расчётные значения величины : для сторон триангуляции (полигонометрии) на поверхности:
4 класс 5?;
1 разряд 10?;
2 разряд 20?;
для сторон подземной опорной сети 40?.
Число пусков гирокомпаса на исходной и ориентируемой сторонах должно быть не менее двух, т.е. в расчётах можно принять k=2, n=2.
СКП единичного определения гироскопического азимута указывается в паспорте прибора. Для гирокомпаса МВТ-2 =20".
Инструкция требует, чтобы длина исходной стороны для определения поправки гирокомпаса была не менее 250м, а длина ориентируемой стороны не менее 50м. При несоблюдении этих требований, а также при ориентировании высокоточными гирокомпасами ( <20?) следует учитывать погрешность примыкания:
где - точность угломерной части гирокомпаса;
S - длина ориентируемой стороны, м;
, - линейные ошибки центрирования сигнала и теодолита, мм.
Таблица 2.4
|
Сторона |
ryi |
ryi2 |
Сторона |
Ryi |
Ryi2 |
|
|
О1-2 |
62 |
3844 |
К-1 |
125 |
15625 |
|
|
О1-3 |
53 |
2809 |
К-19 |
380 |
144400 |
|
|
О1-4 |
57 |
3249 |
К-20 |
366 |
133956 |
|
|
О1-5 |
4 |
16 |
К-21 |
376 |
141376 |
|
|
О1-6 |
64 |
4096 |
К-22 |
326 |
106276 |
|
|
О1-7 |
125 |
15625 |
К-23 |
280 |
78400 |
|
|
О2-8 |
208 |
43264 |
К-24 |
230 |
52900 |
|
|
О2-9 |
147 |
21609 |
К-25 |
180 |
32400 |
|
|
О2-10 |
86 |
7396 |
К-26 |
120 |
14400 |
|
|
О2-11 |
26 |
676 |
К-27 |
60 |
3600 |
|
|
О2-12 |
34 |
1156 |
К-28 |
50 |
2500 |
|
|
О2-13 |
84 |
7056 |
К-29 |
100 |
10000 |
|
|
О2-14 |
74 |
5476 |
К-30 |
140 |
19600 |
|
|
О2-15 |
76 |
5776 |
К-31 |
182 |
33124 |
|
|
О2-16 |
70 |
4900 |
К-32 |
136 |
18496 |
|
|
О2-17 |
59 |
3481 |
К-33 |
132 |
17424 |
|
|
О2-18 |
59 |
3481 |
К-34 |
134 |
17956 |
|
|
Сторона |
Dyi |
Dyi2 |
||||
|
К-О1 |
68 |
4624 |
||||
|
О1-О2 |
393 |
154449 |
||||
|
О2-К |
325 |
105625 |
||||
Предельную ожидаемую ошибку смыкания забоев определяем по формуле
2.2 Предрасчет ожидаемой ошибки сбойки по высоте (по оси z)
Общая средняя квадратическая ошибка смыкания забоев по высоте зависит от ошибок геометрического и тригонометрического нивелирования.
Средняя квадратическая ошибка хода геометрического нивелирования определяем в соответствии с теорией накопления ошибок в нивелирном ходе по формуле:
где - средняя ошибка отсчитывания по рейке, мм;
- число станций.
Численное значение вычисляем по формуле:
где - увеличение зрительной трубы нивелира;
- расстояние от нивелира до рейки, м;
- цена деления уровня, сек.
;
для нивелира Н-3.
.
Если нивелирный ход проложен в прямом и обратном направлениях, то ошибку находим по формуле:
Для обеспечения повышенной точности смыкания встречных забоев по высоте (при сбойках основных откаточных выработок) нивелирные хода в прямом и обратном направлениях прокладывают дважды. Средняя ошибка геометрического нивелирования при этом составляет:
Среднюю ошибку хода тригонометрического нивелирования (при измерении каждого превышения в прямом и обратном направлениях) вычисляем по формуле:
,
где - длина стороны хода;
- углы наклона;
- ошибки измерения углов наклона;
- ошибки измерения длин;
и - ошибки измерения высоты инструмента и сигнала (mi=mv=0,002-0,003 м).
Все линейные элементы, входящие в формулу, выражены в метрах.
Средние ошибки измерения длин сторон (при одном измерении) определяем по формуле:
где а и b- коэффициенты случайных и систематических ошибок.
Среднюю ошибку угла наклона, измеренного приемами, вычисляем по формуле
где и - ошибки отсчета и визирования.
Ошибку отсчета находим по формуле:
где - точность отсчетного приспособления вертикального круга.
для теодолита Т30
Ошибку визирования рассчитываем по формуле:
где - толщина горизонтальной нити трубы теодолита (=0,02мм);
- фокусное расстояние объектива.
В условиях примерного равенства длин и углов наклона прокладываемого хода принимаем:
где - число сторон тригонометрического нивелирования;
- средняя ошибка одного определения превышения.
Если ход прокладывается дважды, то среднюю ошибку хода тригонометрического нивелирования вычисляем:
Предрасчет ожидаемой ошибки смыкания встречных забоев по высоте можно произвести иначе; исходя из допустимых ошибок хода геометрического () и тригонометрического () нивелирования. Средняя ошибка геометрического нивелирования в этом случае составит:
так как допустимые ошибки принимаются в два раза больше средних.
Средняя ошибка тригонометрического нивелирования:
При прокладке нивелирных ходов дважды:
Согласно инструкции допустимую ошибку подземного хода геометрического нивелирования рассчитываем по формуле:
мм,
а для тригонометрического нивелирования:
мм,
где - длина хода, км.
;
После вычисления средних ошибок ходов геометрического и тригонометрического нивелирования определяем общую среднюю ошибку смыкания встречных забоев по высоте:
и ожидаемую (предельную) ошибку сбойки по высоте:
3. Определение ожидаемой ошибки смыкания осей сбойки, проводимой из разных шахт
При сбойке, проводимой из разных шахт, координаты точек, используемых для задания направлений встречным выработкам должны быть в единой для обеих шахт системе координат. Ответственными (несвободными) направлениями сбойки при этом являются направления по осям x' и y'.
3.1 Предрасчет ошибки смыкания встречных забоев в плане
В большинстве случаев практики проходку откаточных выработок требуется осуществлять строго по проектной трассе без дополнительных поворотов. Для обеспечения этого условия предрасчет необходимой точности маркшейдерских измерений следует выполнять до начала проходки выработок, соединяющих стволы шахт, то есть не позднее окончания рассечки околоствольных дворов.
На плане горных работ (в масштабе 1:2000) наносим положение точки К - предполагаемого места сбойки и проект подземных полигонометрических ходов (точки 1,2,3…,8 и I, II, III, IV, V), соединяющих точку К со стволами (рисунок 3.1). На этот же план наносим проект полигонометрических ходов (1п,2п,3п и Iп, IIп,IIIп), которые следует положить на поверхности между стволами 1 и 2 по возможности вытянутой формы, и схему привязки этих ходов к пунктам опорной маркшейдерско-геодезической сети.
Рисунок 3.1 Проект построения полигонометрических ходов на земной поверхности и в горных выработках
При такой схеме сбойки средняя квадратическая ошибка смыкания встречных забоев в горизонтальной плоскости зависит от погрешностей следующих видов измерений и съемок:
- измерение горизонтальных углов в полигонометрическом ходе на поверхности ();
- измерения длин сторон в полигонометрическом ходе на поверхности ();
- ориентирование через ствол 1 () и ствол 2 ();
- измерение горизонтальных углов в подземном полигоне ();
- измерение длин сторон в подземном полигоне ().
Средняя квадратическая ошибка, зависящая от погрешностей измерения горизонтальных углов в полигонометрическом ходе на поверхности (проложенном дважды) при равноточных измерениях составляет
где - проекции расстояний от пунктов полигонометрии до точки сбойки на направление KY', м; определяем графически и заносим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1
|
Сторона |
Ry |
Сторона |
Ry |
|
|
К-Р |
274 |
К-Iп |
56 |
|
|
K-O1 |
408 |
K-O2 |
142 |
|
|
К-1 |
402 |
К-I |
155 |
|
|
К-2 |
396 |
К-II |
168 |
|
|
К-3 |
390 |
К-III |
180 |
|
|
К-4 |
384 |
К-IV |
193 |
|
|
К-5 |
378 |
К-V |
206 |
|
|
К-6 |
368 |
К-VI |
208 |
|
|
К-7 |
322 |
К-VII |
174 |
|
|
К-8 |
262 |
К-VIII |
128 |
|
|
К-9 |
201 |
К-IX |
90 |
|
|
К-10 |
143 |
К-X |
40 |
|
|
К-11 |
93 |
|||
|
К-12 |
50 |
Среднюю квадратическую погрешность измерения углов (mп) в полигонометрии 1:8000 принимаем равной 8'', для полигонометрии точности 1:5000-5''.
Среднюю квадратическую ошибку сбойки, зависящую от погрешностей измерения длин сторон в полигонометрии на поверхности, рассчитываем по формуле
где - проекция замыкающей на ось , м;
, - коэффициенты случайного и систематического влияния при линейных измерениях: a=0,0005, b=0,00005;
, - длины сторон полигонометрии и их условные дирекционные углы.
Таблица 6.
|
Сторона |
Cторона |
|||
|
Р-O1 |
57 |
Р-IП |
3 |
|
|
O1-1 |
60 |
IП-O2 |
0 |
|
|
1-2 |
60 |
O2-I |
57 |
|
|
2-3 |
60 |
I-II |
57 |
|
|
3-4 |
60 |
II-III |
57 |
|
|
4-5 |
60 |
III-IV |
57 |
|
|
5-6 |
48 |
IV-V |
57 |
|
|
6-7 |
7 |
V-VI |
60 |
|
|
7-8 |
0 |
VI-VII |
40 |
|
|
8-9 |
1 |
VII-VIII |
9 |
|
|
9-10 |
1,5 |
VIII-IX |
21 |
|
|
10-11 |
2 |
IX-X |
1 |
|
|
11-12 |
2,5 |
X-К |
4 |
|
|
12-К |
1 |
Если длина сторон в полигонометрических ходах на земной поверхности измерили светодальномером и двукратно, то
где - средняя квадратическая погрешность измерения светодальномером длины стороны полигонометрического хода.
Среднюю квадратическую ошибку сбойки, зависящую от погрешности ориентирования через ствол 1, определяем по формуле:
где - проекция расстояния от отвеса О1, опущенного в ствол 1, до точки сбойки К на направление KY';
- средняя квадратическая погрешность ориентирования.
Значение (для геометрического способа ориентирования) находят при наличии двух ориентировок
где , - средние квадратические погрешности примыкания на поверхности и в шахте;
- средняя квадратическая угловая погрешность проектирования.
где с - расстояние между отвесами; l-линейная ошибка проектирования, величина ее колеблется в пределах от 0,5мм до 1,5-2мм, в зависимости от условий.
В условиях примыкания способом соединительного треугольника средние квадратические погрешности примыкания на поверхности и в шахте рассчитывают по формулам
где m, m'- средние квадратические погрешности измерения примычных углов на поверхности и в шахте; m, m- средние квадратические погрешности вычисленных углов при отвесах, необходимые для передачи дирекционного угла от исходной стороны на поверхности на первую сторону подземной съемки.
Погрешности m, m вычисляют по формулам:
где - инструментальная погрешность, зависящая от способа измерения угла;
- линейная погрешность центрирования теодолита и сигналов;
, - длины сторон на поверхности и в шахте.
Погрешности m, m вычисленных углов соединительного треугольника вытянутой формы составит
где , , , - стороны соединительных треугольников;
m, m - средние квадратические погрешности измерения углов между отвесами на поверхности и в шахте (при измерении угла тремя полными повторениями теодолитом 30'' точности эти погрешности равны 7'').
Если нет фактических данных по геометрическому способу ориентирования, значение средней квадратической погрешности (mo) можно вычислить иным путем. Инструкцией по производству маркшейдерских работ установлено, что разность дирекционных углов стороны подземной съемки, вычисленная по двум независимым ориентировкам, не должна превышать 3'(допустимая ошибка). Отсюда следует, что средняя квадратическая погрешность одной ориентировки составит величину:
при выполнении двух ориентировок:
Среднюю квадратическую погрешность, зависящую от погрешности ориентирования через ствол 2, вычисляем по формуле
где - проекция расстояния от отвеса О2, опущенного в ствол 2, до точки сбойки К на направление KY'.
Погрешность сбойки, зависящая от погрешностей измерения углов в подземном полигоне, составляет:
а зависящую от измерения длин сторон в подземном полигоне определяем по:
где - проекция замыкающей подземного хода на ось KX',м.
Общую среднюю квадратическую погрешность смыкания встречных забоев по ответственному направлению KX' находим по формуле
Ожидаемая предельная ошибка (погрешность) сбойки в горизонтальной плоскости по оси KX'
;
Если подходные пункты 3п и IIIп на поверхности шахты выставлены методом триангуляции, то при вычислении общей средней квадратической погрешности (средней ошибки сбойки) в формулу вместо ошибок Mxп и Mxlп вводят погрешности положения точек 3п и IIIп, которые берутся по результатам оценки точности триангуляции.
3.2 Предрасчет ошибки смыкания встречных забоев по высоте
Погрешность встречных забоев в вертикальной плоскости (по оси z) слагается из следующих ошибок:
погрешности хода геометрического нивелирования на поверхности (Mzп) прокладываемого между стволами 1и 2;
погрешности передачи координаты z через шахтные стволы 1 (Mzc1) и 2 (Mzc2);
погрешности геометрического (тригонометрического) нивелирования в подземных ходах от ствола шахт до точки сбойки (Mzш).
Среднюю квадратическую ошибку сбойки по высоте, зависящая от погрешностей геометрического нивелирования (при двукратном прокладывании хода) на поверхности между пунктами 3п и IIIп, рассчитываем по формуле:
где - допустимая невязка нивелирного хода на поверхности.
Для нивелирного хода IV класса величину невязки находим согласно инструкции:
где - длина хода, км.
Средняя ошибка сбойки по высоте, зависящая от погрешности передачи координаты z по стволам шахт:
где H1,H2-глубины стволов 1 и 2.
Средняя ошибка смыкания забоев по высоте, зависящая от погрешностей геометрического нивелирования в подземных ходах вычисляем по формуле:
Общая средняя квадратическая ошибка смыкания встречных забоев по высоте определяем
Предельная ошибка сбойки по высоте определяем по формуле:
Вычисленные значения предельных (ожидаемых) ошибок смыкания встречных забое в горизонтальной и в вертикальной плоскостях не превышают установленных допусков.
4. Предрасчет ошибки сбойки вертикальных выработок
Предрасчет погрешности смыкания забоев вертикальных выработок рассмотрим на примере углубке ствола шахты 4 снизу вверх с горизонта 180м до горизонта 250м (рисунок 7). При такой схеме сбойки маркшейдер должен в натуре произвести разбивку точки К на горизонте 180м, которая находилась бы на одной отвесной линии с центром ствола шахты 4 на горизонте 250м. Для обеспечения этого процесса маркшейдер выполняет следующие виды съемок:
с точек подземного планового обоснования на горизонте 250м производит съемку элементов крепи и армировки ствола 4 у сопряжения его с околоствольным двором и устанавливает фактические координаты центра ствола;
на горизонтах 250м и 180м между стволами шахт минимум дважды прокладывает полигонометрические ходы, обязательно включая в них пункты, с которых осуществлялась съемка для определения координат центра ствола на горизонте 250м;
не менее двух раз производит ориентировку горизонта 180м с горизонтом 250м.
Передачу координаты z (Н) на горизонт 180мможно производить как с поверхности, так и с горизонта 250м.
По результатам выполненных съемок вычисляют координаты подходной точки 16 и дирекционный угол последней стороны (15-16) на горизонте 180м. С точек 15 и 16 разбивку точки К - центра ствола шахты 4 производят полярным способом, при этом должно быть подробное описание закрепления центра ствола.
Ошибка смыкания забоев при строгом соблюдении вертикальности стенок ствола в процессе проходки будет зависеть от погрешности положения закрепленной на горизонте 180м точки центра ствола, которая складывается из погрешностей угловых и линейных измерений при прокладывании полигонометрических ходов на горизонтах 250м и 180м и погрешности ориентирования горизонта 180м с горизонта 250м.
Для данного типа сбойки ответственными направлениями являются два направления в горизонтальной плоскости по оси x и по оси y.
Средняя погрешность смыкания встречных забоев, зависящая от ошибки измерения горизонтальных углов в подземных полигонах, проложенных дважды между стволами шахт на верхнем и нижнем горизонтах:
где m - средняя квадратическая ошибка измерения угла;
Ri- расстояние (в плане) от центра сбиваемой выработки (точки К) до углов полигонометрических ходов.
Рисунок 4.1. Схема сбойки вертикальных выработок:
а - вертикальный разрез;
б - план.
Средняя погрешность смыкания встречных забоев, зависящая от ошибок измерения длин сторон в подземных полигонометрических ходах составляет:
где - средняя квадратическая ошибка измерения длины стороны.
Величины при двукратном измерении длин сторон вычисляют по формуле:
где - длина сторон хода.
Величины mli при двукратном измерении длин сторон вычисляют по формуле
где - длина сторон хода.
Среднюю погрешность смыкания встречных забоев, зависящую от ошибки ориентирования съемок нижнего горизонта, рассчитывают по формуле
где - средняя квадратическая ошибка ориентирования (равна 45'' при выполнении двух ориентировок);
- расстояние в плане между центрами стволов 1 и 2.
Общая средняя квадратическая погрешность смыкания встречных забоев определяется по формуле:
Ожидаемое расхождение центров стволов встречных забоев
Если в результате первого приближения вычисленная ожидаемая погрешность сбойки превышает установленный допуск, то, принимая более совершенные методы съемки и более точный инструментарий для тех видов работ, которые в основном определяют величину ожидаемой погрешности, предрасчет повторяют.
5. Маркшейдерское обслуживание проходки выработок, проводимых встречными забоями
Все виды маркшейдерских съемок по обеспечению проходки выработок встречными забоями выполняют в соответствии с результатами проведенного предрасчета. Методику измерений допускается изменять при условии, если эти изменения не снизят точности выполнения работ.
Для исключения грубых ошибок все маркшейдерские работы (как полевые, так и камеральные) должны выполняться не менее двух раз и желательно различными способами и различными инструментами.
В процессе работ следует систематически сличать фактическую точность, результатов измерений с точностью, принятой в предрасчете. Если фактические средние погрешности превышают принятый предрасчет, работа повторяется.
Контрольные съемки в горизонтальных и наклонных выработках должны проводиться не реже чем через 200м подвигания забоя.
Подвигание выработки, а также заданное или продолженное инструментом направление или профиль фиксируют на рабочем плане с указанием расстояний от последнего отвеса до забоя и даты задания направления.
Направление на сбойку окончательно корректируют по координатам x, y, z, полученным по результатам съемки, когда расстояние между встречными забоями составит порядка 50м.
После всех расчетов производят вынос оси сбойки в шахту.
Исходные данные для решения этой задачи определяют графическим способом по проектным чертежам. В ответственных случаях эти данные определяют аналитическим способом, используя известные координаты точек подземной теодолитной съемки и проектный дирекционный угол направления горной выработки.
Между точками 8 и 17, используя существующие маркшейдерские пункты 9, 10,…,16, прокладывают полигонометрический разомкнутый ход 8-9-10-…-16-17 с измерением в прямом и обратном направлениях длин и горизонтальных углов между ними. Приняв известные координаты точки 1 (x1, y1) и дирекционный угол направления 1-2 за исходные, вычисляют дирекционные углы всех сторон, в том числе (19-20) и (1-38) и координаты x,y всех вершин хода, в том числе x20, y20, x38, y38.
Вычисляют углы 28 и 33. Для этого сначала вычисляют дирекционный угол оси сбойки 8-17 по формуле:
а затем вычисляют углы 8 и 17 из выражений:
и .
Далее производим вынос оси сбойки в шахту. Для этого в точке 1 устанавливают теодолит и от направления на точку 3 откладывают угол 2. по полученному направлению рулеткой откладывают горизонтальное расстояние d и в кровле выработки временным маркшейдерским знаком отмечают исходную осевую точку 1 проводимой горной выработки. Затем в точке 1 центрируют теодолит, при помощи которого откладывают угол 1. При этом положении по направлению визирной линии теодолита в кровле пройденной начальной части выработки отмечают осевую точку с1. Затем в створе отвесов 1 и с1 в кровле выработки через 1-3м закрепляют две точки a1 и b1.
Фиксированное направление проводимой горной выработки располагают по ее оси на одинаковом расстоянии l от стенок или параллельно оси выработки на расстояниях l1 и l2 от стенок. Указанные расстояния заданного направления от стенок выработки называется «скобами».
По мере подвигания забоя горной выработки с закрепленных точек a1, b1, c1 опускают отвесы, становятся за отвесом а1 и на продолжении створа отвесов a1, b1,с1 в кровле около забоя мелом отмечают точку и от нее, откладывая заданные «скобы», проверяют правильность проведения выработки в горизонтальной плоскости.
Выставленными маркшейдером точки a1, b1 и c1 проходчики могут пользоваться до удаления забоя от передней точки с1 на 20-30м, после чего проверка направления пройденной части горной выработки производится маркшейдером инструментально и осуществляется перенос отвесов ближе к забою. Для этого устанавливают теодолит в точке с1, визируют на точку 1, откладывают угол 180є и по направлению визирной линии закрепляют вторую группу осевых точек a2, b2 и с2 в порядке, описанным выше. Аналогичные действия совершают до тех пор, пока не дойдет до точки 33. Затем устанавливают теодолит в точке 33, визируя на точку 34, откладывают угол 33 и по направлению визирной линии закрепляют группу точек an, bn, cn в порядке, изложенном выше.
Для задания направления горной выработки в вертикальной плоскости используют разного рода шаблоны, изготовленные на месте. Наибольшее распространение получил ватерпас с отвесом, представляющий собой брус длиной около 2м, на котором перпендикулярно к нему укреплена сбойка с отвесом. По концам бруса снизу прикрепляют «подушки». При заданном в проекте значении уклона i проводимой выработки высоты h1 и h2 на концах бруса выбирают таким образом, чтобы было соблюдено условие:
При больших углах наклона выработок для этих целей пользуются шаблоном в виде прямоугольного треугольника с острым углом , равным заданному проектом углу наклона выработки. Если пузырек наклонного уровня находится на середине, то угол наклона головки рельса или почвы выработки равен заданному углу .
В нашем случае при угле наклона 11є задание направления выработкам в вертикальной плоскости может быть осуществлено с помощью теодолита.
Рисунок 10. Задание направления выработке в вертикальной плоскости при помощи теодолита.
Пусть точка А в кровли и точка В в почве начала наклонной выработки имеют отметки, соответствующие проектным (рисунок 10). Для задания направления наклонной выработке в вертикальной плоскости под точкой А центрируют теодолит, измеряют высоты hA, hB и ориентируют трубу теодолита в горизонтальной плоскости по оси выработки. По вертикальному кругу устанавливают отсчет (с учетом значения места нуля), соответствующий угол наклона =11є выработки, и, визируя на отвес 3. при этом отвес перемещают по высоте до совмещения его головки со средней линией сетки нитей. Аналогичным образом в створе визирной оси трубы закрепляют отвесы 1 и 2. для определения проектного положения почвы и кровли от головки отвесов вниз по вертикали откладывают величину hВ и вверх - величину hА.
Заключение
В данном курсовом проекте мы выполнили предрасчет сбойки выработок проводимых встречными забоями в пределах одной шахты и проводимых из разных шахт. В подземных полигонометрических ходах длины измеряем длинномером АД-1М, горизонтальные углы измеряются теодолитом Т-30.При сбойке выработок из разных шахт на поверхности прокладываем ход полигонометрии 1 разряда. Высоты пунктов определяем нивелированием IV класса. Убедились в том, что выбранная методика сбойки осей забоев обеспечивает необходимую точность при ведении горнотехнических работ:
1.Ожидаемая ошибка сбойки проводимая в пределах одной шахты
-в плане
-по высоте
2. Ожидаемая ошибка сбойки проводимая из разных шахт
-в плане
-по высоте
Литература
1. Инструкция по производству маркшейдерских работ.: М.: Недра, 1987.-240с.
2. Анализ точности маркшейдерской съемок: Метод. указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Анализ точности маркшейдерских работ»/. Сост. Б. Л. Голубко, В.А. Гордеев; УГГГА.- Екатеринбург, 1996 .-28с.
3. Анализ точности маркшейдерских съемок: Метод. указания по выполнению курсовой работы для студентов специальности 09100 «Маркшейдерское дело» /Сост. Ю.Л. Юнаков.; ГАЦМиЗ - Красноярск, 1999.-28с.
4. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов/ Под ред. И.Н. Ушакова.-3-е., перераб. и доп.-М.:Недра,1989.-473с.
5. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов/Под ред. Д.Н. Оглоблина.-3-е изд., перераб. и доп.- М.:Недра, 1981.-704с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Маркшейдерские работы при проведении выработок встречными забоями. Сбойка горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок, проводимых в пределах одной шахты, между двумя и в лабораторных условиях. Предрасчёт погрешности смыкания встречных забоев.
курсовая работа [834,5 K], добавлен 12.05.2015Создание опорной маркшейдерской сети и оценка точности опорной высотной сети. Анализ точности угловых и линейных измерений при подземных маркшейдерских съемках. Предрасчет ожидаемой ошибки смыкания забоев горных выработок, проводимых встречными забоями.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 09.02.2013Маркшейдерские работы при строительстве шахт. Проектный полигон горизонта и проверка проектных чертежей. Порядок расчета полигона околоствольных выработок. Определение сопряжения горных выработок. Ведомость вычисления пунктов координат сопряжения.
курсовая работа [643,5 K], добавлен 25.06.2015Наземные геодезические работы при строительстве подземных сооружений. Высотное обоснование на дневной поверхности. Разбивка на поверхности трассы и коммуникаций. Маркшейдерские работы в подземных выработках и сооружениях. Подземная высотная основа.
реферат [521,1 K], добавлен 05.04.2015Параметры шахт: производственная мощность, срок службы и размеры полей. Расчет балансовых и промышленных запасов угля. Выбор способа вскрытия для обеспечения рациональной разработки шахты. Определение линии очистных забоев и проходки горной выработки.
курсовая работа [558,0 K], добавлен 10.10.2012Маркшейдерские работы, выполняемые на промышленной площадке, при монтаже подкрановых путей и балок. Создание разбивочной сети: центра и осей шахтных стволов. Вынос в натуру осей фундаментов под сооружения. Разбивка на консолях осей рельсового пути.
контрольная работа [205,1 K], добавлен 31.03.2013Геологические условия в зоне строительства тоннелей. Анализ колец тоннеля с подробным анализом точности деформационных характеристик применительно к метрополитену г. Тегеран. Методика ориентирования подземных геодезических сетей способом двух шахт.
автореферат [166,7 K], добавлен 08.01.2009Разбивка на промышленной площадке шахты сооружений и зданий. Вынос в натуру осей фундаментов. Сущность гироскопического ориентирования. Камеральная обработка результатов ориентирно-соединительной съемки подземного горизонта шахты через вертикальный ствол.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 13.05.2014Преимущества использования ГИС-технологий при проектировании автоматизированных информационных систем. Функции геоинформационной системы на примере программного комплекса "Вентиляция шахт". Функциональные возможности по моделированию схемы вентиляции.
реферат [19,7 K], добавлен 05.12.2012Методические основы расчета геофильтрации подземных вод. Расчёт притока воды в карьер. Укрепление фильтрующего откоса. Определение параметров зоны высачивания и определение расхода фильтрации. Экологическое обоснование природоохранных сооружений.
курсовая работа [126,3 K], добавлен 15.08.2011
