Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Цель курсового проектирования - закрепить и систематизировать знания, полученные при изучении дисциплины «Маркшейдерское обеспечение ведения горных работ», развить навыки самостоятельной работы и научиться практически применять полученные теоретические знания при решении вопросов производственного характера.

Курсовой проект по дисциплине «Маркшейдерское обеспечение ведения горных работ» выполняется по материалам, собранным в период прохождения производственной практики. В процессе составления проекта студент:

- закрепляет и углубляет теоретические знания;

- развивает навыки самостоятельной творческой работы, умение пользоваться литературными источниками, инструкциями и собственными наблюдениями;

- учатся выбирать наиболее рациональный комплекс работ для решения маркшейдерских задач на основании использования передового опыта и новых достижений науки и техники;

- готовятся к предстоящей Государственной аттестационной комиссии.

Маркшейдерское обеспечение буровзрывных работ на карьере включает в себя:

- перенос в натуру проектных горных выработок;

- контроль правильности проведения горных выработок по заданным координатам и высотным отметками;

- в определении проектных и фактических объемов горных работ.

Тема курсового проекта выбрана в соответствии с рабочей программой дисциплины и заверена руководителем проектирования.

1. Маркшейдерское обеспечение открытых горных работ

1.1 Функции и задачи маркшейдерской службы горного предприятия

Деятельность маркшейдерской службы осуществляется в соответствии с условиями лицензий на производство маркшейдерских работ и является составной частью производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности и системы управления промышленной безопасности, предупреждение нерационального использования недр и нарушений требований по их охране.

В функции маркшейдерской службы на горном предприятии входят:

- участие в осуществлении контроля за соблюдением требований Закона РФ «О недрах», Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», иных федеральных законов и нормативных правовых актов;

- своевременное и качественное проведение предусмотренного нормативными требованиями комплекса маркшейдерских работ, достаточных для обеспечения безопасного ведения работ, связанных с пользованием недрами, наиболее полного извлечения из недр запасов полезных ископаемых, обеспечения технологического цикла горных, строительно-монтажных и иных видов работ, а также для прогнозирования опасных ситуаций при ведении таких работ;

- выполнение условий лицензии на пользование недрами, а также соблюдение условий лицензий на производство маркшейдерских работ, лицензий на недропользование;

- определение и своевременное нанесение на горно-графическую документацию опасных зон для ведения горных работ;

- контроль за соблюдением проектов организаций по добыче полезных ископаемых и строительству сооружений различного назначения, планов развития горных работ, технологических схем разработки и иной проектной и технической документации;

- своевременное и качественное маркшейдерское обеспечение работ при проектировании, строительстве, реконструкции, консервации или ликвидации объектов по добыче полезных ископаемых;

- контроль за правильностью разработки месторождений полезных ископаемых, включая техногенные, охраной недр, рациональным и комплексным их использованием;

- ведение мониторинга состояния недр, включая процессы сдвижения горных пород и земной поверхности, геомеханических и геодинамических процессов при недропользовании в целях предотвращения вредного влияния горных разработок на горные выработки, объекты поверхности и окружающую природную среду;

- обоснование нормативов потерь и разубоживания полезных ископаемых при их добыче и др.

1.2 Создание опорных и съемочных сетей участка работ

Маркшейдерская опорная сеть на карьере состоит из пунктов государственной геодезической сети и сетей местного значения.

Число и расположение пунктов определяет маркшейдер карьера, исходя из следующих соображений:

- обеспечение неподвижности пункта и долговременности его сохранности;

- достижение минимума работ при сгущении съемочного обоснования.

Решение этих вопросов увязывается с направлением развития горных работ во времени и пространстве. Типичная маркшейдерская опорная сеть состоит из пунктов, расположенных по бортам карьера. Пункты опорной сети закрепляются бетонными монолитами в соответствии с действующими инструкциями.

Для обеспечения необходимой точности маркшейдерских работ, взаимное положение пунктов плановой опорной сети должно быть определено с ошибкой не более 0,1 мм в масштабе основного маркшейдерского плана вне зависимости от того, к какому классу триангуляции или полигонометрии относятся эти пункты.

При отсутствии в районе карьера пунктов главной геодезической основы сеть опорных пунктов строят в виде самостоятельных сетей 1 и 2 разрядов. При этом в сети треугольников измеряют не менее двух базисных сторон, удаленных друг от друга не более чем на десять треугольников. Триангуляционные опорные сети могут быть заменены полигонометрическими.

Полигонометрический способ создания опорной сети пунктов применяют в том случае, если территория, прилегающая к карьеру, застроена, залесена или имеет спокойный рельеф. Для того, чтобы пункты полигонометрии имели соответствующую точность, прокладывают полигонометрические сети 4 класса, 1 и 2 разрядов, опирающуюся на пункты триангуляции государственной геодезической сети. Полигон должен иметь по возможности вытянутую форму, особенно в средней части, с углами не менее 135ои средней длиной сторон соответствен-но 0,5, 0,3 и 0,2 км. При прокладывании полигонометрии должны использоваться высокоточные приборы, обеспечивающие угловую невязку (в угловых секундах) в замкнутых ходах 5 , 10 и 20 (n- число измеренных углов), и линейную относительную невязку хода 4 класса, равную 1:25000.

Пункты высотной опорной сети определяются нивелированием III и IV классов. На территории деятельности каждого отдельно расположенного предприятия должно быть заложено не менее двух реперов; взаимное положение пунктов по высоте должно быть определено с ошибкой не более 1 см независимо от класса нивелирования, к которому они относятся.

Съемочным обоснованием на карьерах называют сеть пунктов и точек, равномерно расположенных на территории карьера, используемых для съемки подробностей и решения различных горнотехнических задач. Съемочные сети состоят из основных пунктов и определяемых дополнительно к ним съемочных точек.

Съемочное обоснование на карьере горного предприятия создают способом геодезических засечек. Сущность данного способа наглядно можно показать на схеме, приведенной на рис. 1. При прямой засечке пункт Р1 вставляется в опорную сеть с трех известных пунктов А, Б и В (третий для контроля) измерением углов б1, б2, б3. При обратной засечке измеряют углы в1, в2, в3 и на вставляемом пункте Р2 между направлениями на три известных пункта А, Б и В. Для контроля рекомендуется измерить угол в4 на четвертый пункт Г. Требования к виду треугольников и точности измерения углов: форма треугольников должна быть близка к равносторонней, углы при определяемых точках должны быть не менее 30о и не более 150о. Углы измеряются с точностью не ниже 30''.

Создания съемочной сети способом геодезических засечек

Камеральная обработка результатов измерений осуществляется с применением специальных компьютерных программ. Расхождение в координатах, определяемых в результате двух треугольников при малой засечке и двух вариантах обратной засечке не должно превышать при съемке масштаба 1:1000 - 0,6м; при съемке масштаба 1:2000 - 0,8м; при съемке масштаба 1:5000 - 2м.

Наиболее рациональные варианты обратной засечки определяют предварительным расчетом квадратической погрешности положения определяемого пункта mР2 по формуле

(1)

где mв - средняя квадратическая погрешность измерения в1 и в2 (обычно принимают 15'');

l - длина соответствующих сторон, км;

ц и ш - углы, которые измеряют на плане с округлением до 1о.

В результате предрасчета выбирают такие варианты, в которых погрешность mР2 минимальна.

Точки съемочного обоснования закрепляются постоянными или временными центрами.

Постоянными центрами закрепляются съемочные точки, расположенные на бортах нерабочих уступов, за контурами промышленных запасов или на внешних отвалах в местах, обеспечивающих длительную их сохранность.

Временными центрами съемочные точки закрепляются в пределах рабочей части карьера, на рабочих уступах, на внутренних и внешних отвалах.

Постоянные знаки представляют собой железные трубки, рудничные рельсы или металлические стержни, забетонированные в скважину (рисунок 3 ).



а,б - постоянные (в рыхлых породах); в,г - постоянный (в скальных породах д,е - временные (в рыхлых породах)

Виды знаков опорной и съемочной сетей карьера

Глубина скважины (котлована) должна быть на 0,5 м больше глубины промерзания, но не менее 1 м. Временными знаками могут быть железные трубки, стержни, рудничные рельсы или деревянные колья длиной от 0,2 до 0,5 м (в зависимости от крепости пород), забиваемые вровень с поверхностью земли. Центр металлического знака отмечается крестом или керном, а деревянного -- гвоздем.

Высотное съемочное обоснование создают путем определения высот всех точек планового съемочного обоснования. При необходимости закладывают дополнительно специальные пункты высотного обоснования (реперы), располагая их в местах, обеспечивающих длительную сохранность (выездные траншеи, породные отвалы, водонапорные баки и т. д.). В этом случае реперы закрепляют постоянными знаками. Высоты съемочных точек определяют геометрическим нивелированием технической точности или тригонометрическим нивелированием. Нивелирные ходы прокладывают между пунктами опорной высотной сети, при этом длина хода не должна быть более 4 км.

1.3 Производство съемки подробностей карьера

К подробностям открытых разработок, подлежащих съемке, относят:

рельеф и ситуация земной поверхности;

верхние и нижние бровки и вскрышных и добычных уступов и неровности на бермах и откосах уступов;

постоянные и временные отвалы пород и склады полезного ископаемого;

устья горных и разведочных выработок;

естественные обнажения и контакты горных пород и полезного ископаемого;

тектонические нарушения и т. д.

Съемку подробностей открытых разработок в основном производят теми же способами, которые применяют при топографических съемках.

Способ перпендикуляров (ординат).

Сущность этого способа заключается в том, что из отдельных характерных точек снимаемого объекта на стороны съемочного обоснования опускаются перпендикуляры. Измеряются расстояния от опорных пунктов до основания перпендикуляров и длина перпендикуляров. 
Измеренных данных достаточно для нанесения на план снимаемого объекта.

При съемке верхней и нижней бровок уступа карьера используют пункты опорной сети на уступах - вершины теодолитного хода или пункты, определенные засечками. Для того, чтобы заснять положение верхней бровки уступа, выбирают наиболее характерные точки 1, 2, 3 и т. д. контура бровки уступа, из этих точек при помощи эккера (прибор, употребляемый топографами для того, чтобы разбивать на земле прямые, пересекающиеся между собой под углами в 90° или 45°) опускают перпендикуляры на прямую АБ. Расстояние li от опорного пункта А (или Б) до основания перпендикуляров и длины di измеряются рулеткой, значения их записываются в полевом журнале и абрисе съемки. Нижняя кромка уступа снимается аналогично, но с использованием опорных пунктов, расположенных на нижнем уступе.

Если снимаемые объекты значительно удалены от линии АБ опорной сети, то для съемки их способом ординат вблизи этих объектов на местности намечают дополнительную линию, положение которой определяется относительно основной линии АБ.

При создании заполняющей опорной сети в виде эксплуатационной сетки, съемка подробностей в каждом квадрате производится способом перпендикуляров. В этом случае положение верхней бровки уступа, определяемого точками 1, 2, 3, 4, 5, получится промером расстояний А-1 и Б-5 на сторонах квадрата и перпендикуляров di от стороны АБ квадрата до точек 2, 3, 4.

Аналогичным образом на нижнем уступе, где восстановлено положение пунктов В и Г квадрата, определяется положение нижней бровки уступа и других подробностей.

Полярный способ

Этот способ широко применяется при тахеометрической мензульной съемке местности. Положение, например, точки 1 снимаемого контура определяется относительно опорного пункта и исходной стороны полярными координатами:

углом b и расстоянием А - 1 = l.

Опорными пунктами могут быть пункты аналитической сети, полигонных ходов, эксплуатационной сетки и т. д.

Аналогично на нижележащем уступе с пунктов С и К производится определение положения точек 1, 2, 3,..., 7, обозначающих бровки второго уступа. 
При съемке подробностей полярным способом ведется полевой журнал тахеометрической съемки и составляется подробный абрис съемки подробностей. 
Камеральная обработка результатов съемки подробностей полярным способом производится так же, как и при тахеометрической съемке.

?Профильный способ съемки.

Съемка подробностей на основе предварительно разбитых и закрепленных на местности профильных линий является специальным видом съемки, применяемым в тех случаях, когда нельзя использовать другие способы съемок открытых разработок, например при высоких крутых бортах и отсутствии уступов карьера.

Сущность способа состоит в том, что в створах профильных линий определяют положение и отметки точек поверхности бортов и подошвы карьера. Затем эти точки наносят на план; горизонтали поверхности карьера и разрезы по профильным линиям представляют графическую документацию, позволяющую определить форму и объем карьера на момент съемки.

Если карьер неглубокий, то в створе каждой профильной линии в характерных точках а, б, в, и т. д. последовательно ставится веха. Теодолитом, установленным в вершине полигона или в какой-либо точке М, расположенной на профильной линии, измеряют горизонтальные углы b между постоянным на станции направлением, например М-3, и лучом визирования на веху. Измеряют также углы наклона.

Затем определяют на плане положение пикетных точек в створе линии и вычисляют отметки этих точек.

Поскольку известны координаты точек М и 3, то для определения положения точек а, б, в, и т. д. достаточно построить на плане в точке М измеренные значения горизонтальных углов bi. Пересечение сторон этих углов с профильной линией 3-3 определит положение искомых точек а, б, в на плане. По известной отметке точки М, измеренным углам наклона и полученным на плане горизонтальным проложениям линий М-а, М-б и т. д. определяют отметки пикетных точек, как это делается при мензульной съемке.

Положение пикетных точек а, б, в ... в створе линии 3-3 может быть получено путем вычисления сторон М-а, М-б и т. д. или координат точек а, б, в ..., например, решением прямых засечек, базисом которых для створа 3-3 будет являться сторона М-3, а углами - измеренные углы bi и угол y, получаемый, как разность дирекционных углов базиса 3-М и профильной линии 3-3.

Получив таким образом положение пикетных точек на каждой профильной линии, строят изолинии поверхности карьера, а также вертикальные разрезы по каждому профилю. При глубоких карьерах, когда установка вех затруднительна, для определения положения пикетных точек применяют тонкий стальной трос с укрепленным на нем металлическим шаром.

Техника съемки при этом способе заключается в следующем. 
На двух противоположных бровках карьера, например в пунктах А и Б, соответствующих профильной линии 7-7, становятся два рабочих с ручными лебедками, на которые намотаны концы стального троса, перекинутого поперек карьера.

Тонкий трос, с прикрепленным к нему шаром (диаметром 10 см) будет располагаться в створе линии 7-7'. По сигналу маркшейдера трос при помощи лебедки вместе с шаром, окрашенным в яркий (красный) цвет, медленно опускается по борту карьера; в необходимых для наблюдений местах, например в точках а, б, в и т. д., шар останавливается и служит в качестве сигнала при визировании на него теодолитом из пункта Г.

При визировании инструментом из точки Г на шар от начального направления 4-Г измеряют горизонтальные углы bi. Одновременно с этим измеряют вертикальные углы.

По измеренным величинам определяют положения пикетных точек на плане и вычисляют их отметки.

При съемках профильным способам нужно следить за тем, чтобы углы между профильными линиями и лучами визирования на пикетные точки не были меньше 25o-30o.

При построении профилей (вертикальных разрезов) на них должны быть показаны:

земная поверхность;

сетка высот и ординат;

выработанные участки породы и полезного ископаемого за месяц (квартал, год);

геологическое строение полезного ископаемого и вмещающих пород;

разведочные и дренажные выработки и другие необходимые подробности.

Фотограмметрическая съемка

В некоторых случаях при производстве съемке подробностей и пополнительной съемки карьеров удобнее всего использовать наземную фотограмметрическую съемку. 
Применение фототеодолитов удобно, когда приходится пополнять планы эпизодически и в короткий промежуток времени, при съемке сложных в топографическом плане участков, требующих значительного объема полевых работ, а также при небезопасных для маркшейдера работах.

Фотограмметрическая съемка выполняется фототеодолитами или фотограммерами с привязкой получаемых фотоснимков к опорным точкам на существующих планах.

1.4 Маркшейдерское обеспечение буровзрывных работ

Маркшейдерская служба карьера участвует в планировании буровзрывных работ, подготавливает исходные геометрические данные для составления проекта взрывных работ, переносит проектные скважины в натуру, производит исполнительную съемку участка взрывных работ и после взрыва определяет объем взорванной горной массы.

В конце каждого месяца маркшейдер производит учет остатков невзорванных скважин и неубранной горной массы, на основе которого с учетом утвержденного плана осуществляется планирование буровзрывных работ на следующий месяц.

Подготовка геометрической основы для составления проекта каждого массового взрыва заключается в составлении копии плана участка взрыва в масштабах 1:500 или 1:1000.

Перенесение устьев запроектированных взрывных скважин в натуру осуществляют с ближайших пунктов съемочной сети полярным или ординатным методом. Положение устьев взрывных скважин закрепляют колышками, на которых отмечают их номера и проектные глубины. Инструментальную разбивку устьев взрывных скважин производят только в тех случаях, когда участки взрыва расположены у проектной границы карьера и осуществляется проходка капитальных съездов [9].

После обуривания взрываемого блока маркшейдер производит исполнительную съемку верхней и нижней бровок участка уступа, устьев пробуренных скважин с определением их отметок и фактической глубины, а также профильную съемку откоса уступа напротив взрывных скважин, пробуренных в первом ряду.

Профильную съемку откоса уступа выполняют для определения основных геометрических параметров, необходимых для расчета массы заряда ВВ в скважинах первого ряда. К этим параметрам относятся сопротивление по подошве уступа, глубина и перебур скважины, высота уступа.

На основе данных исполнительной съемки (рис. 4) для составления уточненного проекта массового взрыва маркшейдер должен составить и представить следующую документацию:

1) поперечные разрезы уступа через буровые скважины, составленные в масштабах 1 : 500 или 1 : 1000, на которых должны быть нанесены профиль откоса уступа, взрывные выработки, проектные и фактические горизонты почвы уступа, контакты различных пород и полезного ископаемого, разделение пород по категориям их буримости и взрываемости;

2) план взрываемого блока в масштабах 1 : 500 или 1 : 1000, на котором должны быть показаны границы взрываемого блока, все взрывные выработки, положения верхней и нижней бровок, контакты между разными породами с разделением участков, отнесенных к различным категориям по взрываемости и буримости.

После проведения взрывных работ маркшейдер производит съемку взорванной горной массы, в результате которой он определяет границы развала и линию откола в массиве.

Кроме того, он определяет качество взрывной отбойки горной массы.

Степень дробления пород взрывом оценивают в основном по содержанию выхода негабаритных кусков породы в процентах от общего объема взорванной горной массы.



Рис.4. Исполнительная съемка блока

1.5 Разбивка транспортных путей в карьере

Маркшейдерское обслуживание транспорта включает разбивку трасс забойных железнодорожных путей, периодическое профилирование железнодорожных путей, разбивку трасс и проверку профилей автомобильных дорог.

С целью получения исходных данных для разбивки железнодорожной трассы выполняют нивелирование поверхности уступа после отгрузки первой ленты взорванной горной массы, что позволяет определить величину подсыпки или поддирки, необходимую для выравнивания площадки. После этого на рабочей площадке уступа разбивают ось железнодорожного пути. Вдоль перенесенной в натуру запроектированной оси железнодорожного пути производят разбивку пикетажа и геометрическое или тригонометрическое нивелирование.

По результатам нивелирования дают указание о приведении фактического профиля в соответствие с допустимым руководящим уклоном.

В результате съемки постоянных железнодорожных путей и карьеров и за его пределами должны быть определены: ось пути, центры стрелочных переводов, верхняя ширина колеи, ширина насыпи или выемки по верху и по низу, дистанционные столбы и т. п. Съемку закругления путей производят способом перпендикуляров.

Съемку железнодорожных путей осуществляют с помощью геометрического нивелирования технической точности в сроки, предусмотренные Правилами эксплуатации железнодорожного транспорта промышленных предприятий колеи 1524 мм.

Разбивочные работы при сооружении автомобильных дорог и съездов выполняются маркшейдерами по проектным материалам, в которых отмечаются уклоны, радиусы закругления, ширина полотна дороги. После окончания строительства дороги должна быть проведена съемка для установления соответствия фактического положения проектному положению.

1.6 Способы определения объемов добычи руды

Маркшейдерские работы, связанные с учетом выполненных горных работ и добычи полезного ископаемого, производятся периодически, в сроки, определяемые соответствующими инструкциями и распоряжениями.

Подсчет объема извлеченных горных пород и полезного ископаемого при открытых горных разработках производится раздельно по вскрышным и добычным работам. Для подсчета объемов в этом случае применяют приемы и способы горной геометрии: среднее арифметическое, вертикальных и горизонтальных сечений, а также посредством подсчета объемов правильных геометрических фигур. Применение того или иного метода зависит от характера месторождения, способов выемки, формы отвалов, видов съемки, маркшейдерской документации и т.д.

Определение объема вскрыши и добычи полезного ископаемого производится обычно с целью маркшейдерского контроля оперативного учета вскрышных и добычных работ.

Учет вскрыши производится по капитальным, подготовительным и эксплуатационным работам. При этом к капитальным работам относят проведение въездных траншей, вскрывающих месторождение.

К подготовительным работам относят проведение разрезных траншей и съездов, а также работы по разноске бортов на вскрышных уступах.

К вскрыше при эксплуатационных работах относится разноска бортов на добычных горизонтах.

Оперативный учет вскрыши осуществляется по количеству вагонов или автомашин, загруженных породой, вывозимой из карьера. Маркшейдерский контроль оперативного учета производится на основе учета выполненных горных работ по вскрыше. При этом объем вскрыши определяется на основании инструментальной съемки вскрышных забоев на начало и конец отчетного периода. Подсчет объемов вскрыши производится по планам и профилям методом горизонтальных или вертикальных сечений, для чего используются обычно рабочие планы и профили масштаба 1:500.

?Контроль учета за установленный период осуществляют путем сравнения данных оперативного учета и маркшейдерских замеров вскрышных работ. Данные оперативного учета и маркшейдерских замеров сравниваются, они должны иметь близкие значения.

Учет добычи большинства полезных ископаемых производят в весовых единицах (тоннах), поэтому необходимо знать значение объемного веса полезного ископаемого в целике и в разрыхленном состоянии.

Способы определения объемного веса для различных видов полезного ископаемого отличаются. Чаще всего применяют взвешивание определенной единицы объема в различных участках блока или склада и определяют среднее значение удельного веса, путем деления массы образцов на их объем.

Учет добычи полезного ископаемого из карьера ведется с подразделением на попутную и основную добычу.

Попутная добыча получается обычно при капитальных и подготовительных вскрышных работах. Основная добыча - полезное ископаемое, полученное с добычных горизонтов, а также при производстве эксплуатационной вскрыши.

Маркшейдерский контроль оперативного учета добычи часто производится или на основе замеров остатков на складах, или посредством замеров полезного ископаемого в массиве.

1.7 Маркшейдерские наблюдения за устойчивостью откосов карьера

Предотвращение оползней и обрушений откосов на карьерах, а также разработка мероприятий, снижающих вредное воздействие деформаций уступов, бортов, отвалов и территорий, прилегающих к карьеру, является необходимым условием бесперебойной работы горного предприятия.

Целью комплекса работ, предусматриваемых «Инструкцией по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости», является:

а) изучение деформаций бортов карьеров, уступов и отвалов и выявление причин их возникновения;

б) установление оптимальных параметров откосов участков горных работ;

в) предупреждение оползней и обрушений откосов на карьерах, разработка и применение мер, исключающих проявление деформаций, опасных для жизни людей и влекущих за собой снижение экономической эффективности горных разработок.

Для достижения этих целей на карьерах должны проводиться систематические инструментальные наблюдения за деформациями откосов, изучение физико-механических свойств горных пород, а также геологических и гидрогеологических условий месторождения [10].

Для разработки противодеформационных мероприятий, выполняются следующие виды работ:

а) проведение систематических глазомерных наблюдений за состоянием откосов в карьере и на отвалах; изучение геологических и гидрогеологических условий месторождения, изучение условий залегания породных слоев, структуры массива полезного ископаемого, налегающих и вмещающих пород, пород основания отвалов;

б) выявление зон и участков возможного проявления разрушающих деформаций откосов на карьерах и организация на этих участках стационарных инструментальных наблюдений;

в) проведение инструментальных наблюдений за деформациями бортов уступов и откосов отвалов;

г) изучение возникающих нарушений устойчивости, установление их характера, степени опасности и причин возникновения, их документация;

д) составление проектов искусственного укрепления ослабленных зон и участков, контрфорсов, пригрузок откосов, специальной технологии горных работ и других мероприятий по борьбе с разрушениями откосов на карьерах;

е) систематический контроль за состоянием противодеформационных сооружений и выполнением мероприятий, предотвращающих развитие нарушений устойчивости откосов;

ж) контроль за соблюдением проектных параметров откосов уступов, отвалов и бортов карьеров; корректировка углов откосов рабочих уступов и отдельных участков рабочих бортов.

Общее руководство и ответственность за своевременное и качественное выполнение работ по наблюдениям за деформациями откосов и оперативному решению вопросов по обеспечению устойчивости бортов карьеров, откосов уступов и отвалов возлагаются на главного инженера предприятия.

На карьерах со сложными инженерно-геологическими условиями по усмотрению главного инженера предприятия в составе отделов геолого-маркшейдерской службы предприятия образуется специальная группа по обеспечению устойчивости бортов карьеров, состоящая из специалистов - горняка, маркшейдера и геолога [4].

Для выполнения специализированных работ, рекомендуемых Инструкцией, могут быть привлечены научно-исследовательские, проектные, учебные и производственные организации соответствующего профиля. Последнее, однако, не снимает ответственности с горного предприятия за правильное и своевременное выполнение всего комплекса работ, необходимого для обеспечения устойчивости бортов уступов и отвалов.

Результаты визуального обследования состояния откосов заносятся в специальный журнал осмотра состояния откосов и подписываются лицом, произведшим осмотр.

На основе этого обследования определяется объем работ по наблюдениям за деформациями откосов и обеспечению устойчивости и безопасности работ в карьере.

При выполнении наблюдений за деформациями откосов на карьерах должны соблюдаться "Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом".

В случаях, когда на бортах карьера проводятся профилировка откосов, наблюдения за выветриванием пород в уступах и натурные испытания больших призм, должна производиться предварительная оборка откосов уступов с целью предотвращения вывалов отдельных кусков породы.

1.8 Маркшейдерские работы при отвалообразовании

В задачу маркшейдерского обеспечения формирования породных отвалов входит расчёт приёмной способности и фронта отсыпки породных отвалов, разбивка и профилирование транспортных путей, периодическая планово-высотная съёмка, наблюдение за деформацией породных отвалов.

Маркшейдерскую съёмку породных отвалов выполняют на основе существующей сети пунктов маркшейдерского опорного обоснования. При постепенном увеличении площади, занятой отвалами, пункты опорного обоснования создают на поверхности отвалов. При этом места для закладки центров выбирают на наиболее давних уплотнившихся отвальных участков.

В качестве съёмочного обоснования на поверхности отвалов используют геодезические засечки. Элементами маркшейдерской съёмки породных отвалов являются верхние и нижние бровки уступов, поверхность отвалов и автомобильные дороги. С точек съёмочного обоснования производят тахеометрическую съёмку всех необходимых деталей.

1.9 Маркшейдерское обеспечение рекультивации земель нарушенных горными работами

Различают следующие виды рекультивационных работ: горнотехнические, биологические и строительные.

Горное предприятие выполняет горнотехническую рекультивацию, заключающуюся в подготовке освободившихся от разработки территорий для последующего биологического и строительного освоения.

Горнотехническая рекультивация включает в себя следующий цикл работ: сохранение грунтов в растительном слое, планировку отвалов, устройство дренажных сетей, при необходимости химическое улучшение состава горных пород, покрытие отработанной поверхности почвенно-растительным слоем.

В производстве горнотехнической рекультивации принимает участие маркшейдерская служба предприятия.

При снятии почвенно-растительного слоя маркшейдерская служба осуществляет контроль полноты его снятия и замер его объема на складе.

Маркшейдерские работы по рекультивации внутренних и внешних отвалов включают: топографическое обоснование территории, топографическую съемку поверхности отвалов, определение объемов планировочных работ, наблюдение за уплотнением отвалов и связанную с этим осадкой их поверхности.

При выполнении этих работ необходимо учитывать понижение отметок геодезических пунктов, заложенных на отвалах. Величина осадка поверхности отвалов зависит от прочности пород, отсыпанных в отвал и высоты отвалов. От этих же факторов зависит и продолжительность осадки.

Регулярное нивелирование реперов(в течении первого года- 3-4 раза, а в последующие годы-1-3 раза), заложенных на отвалах и построения графиков уменьшения скорости осадки позволяют дать прогноз о величине полной осадке отвалов и времени его полного затухания.

Маркшейдерские работы по обеспечению устойчивости бортов отработанных карьеров и сохранность прилегающих к ним территорий включают: оценку длительной устойчивости бортов, наблюдение за деформацией прилегающей к карьерам полосы земной поверхности, разработку мер предотвращений опасных деформаций прибортовой полосы земной поверхности.

При затоплении карьеров после их отработки наименьший коэффициент запаса устойчивости бортов получается при их подтоплении примерно на 0.3 их высоты. Поэтому расчет устойчивости производится как неподтопленного борта, при наиболее неблагоприятном положении депрессионной поверхности в борту, так и подтопленного - при наиболее неблагоприятном уровне воды в карьере. Наиболее ответственной частью маркшейдерских работ при погашении карьеров является обеспечение безопасной сохранности прилегающих к карьерам территорий.

1.10 Учёт потерь и разубоживания полезного ископаемого

Степень извлечения полезного компонента зависит от метода разработки месторождения. Как правило, применение методов, характеризующихся неполным извлечением, позволяет значительно снизить затраты на добычу и повысить производительность, т. е. получить существенный экономический эффект. Технически возможно извлекать 100 % балансовых запасов, однако практически с экономической точки зрения это невыгодно. Уменьшение степени извлечения обычно допускается только при высокопроизводительных методах добычи. Следовательно, при выборе способа и системы разработки необходимо соизмерять размеры экономии и ущерба, связанные со структурой и величиной потерь полезного ископаемого.

При экономической оценке геотехнологических методов нельзя говорить о потерях и разубоживании полезного ископаемого и об их влиянии на технико-экономические показатели метода, так как добыча руды в раде случаев вообще не производится. Разубоживание (в данном случае правильнее назвать его загрязнением) полезного ископаемого пустой породой при геотехнологических методах практически незначительно, причем извлеченный продукт можно очищать, а иногда и перерабатывать непосредственно у скважины.

Как правило, геотехнологические методы характеризуются небольшой степенью извлечения, однако говорить о безвозвратных потерях в этом случае неверно, так как неизвлеченное полезное ископаемое остается на месте залегания, хотя при этом нарушается его распределение по площади и мощности залежи. После разработки месторождение становится беднее, но его последующая эксплуатация вполне реальна. Не исключена возможность и повторной разработки месторождения. Использовать «Единую инструкцию по учету потерь и разубоживания твердых полезных ископаемых при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений» для учета потерь при геотехнологических методах не представляется возможным. Необходима новая инструкция по оценке потерь.

Эффективность разработки любого месторождения характеризуется коэффициентом извлечения полезного ископаемого, который представляет собой отношение его извлекаемого объема к общим запасам.

В силу специфики геотехнологических методов при оценке их следует пользоваться текущим, конечным и максимальным коэффициентом извлечения, которые определяют соответственно добычу к текущему моменту, к моменту завершения эксплуатации (остановки работы скважины) и предельно возможный объем добычи.

Степень извлечения во многом зависит от текстуры и структуры залежи, физико-химических свойств вмещающих пород, свойств рабочих агентов, системы расположения скважин, технологии извлечения и др.

2. Маркшейдерское обеспечение проведения БВР на карьере

2.1 Общие сведенья о проектирования выработке

Принята транспортная система разработки с вывозкой породы во забалансовый отвал.

Основные параметры системы разработки определяются принятой технологией вскрышных (добычных) работ и выбранным горным оборудованием.

Проектом приняты следующие параметры системы разработки:

? высота рабочего уступа по руде ?10 м;

по вскрыше - 10 м;

? высота уступа при погашении - 20 м;

? угол откоса рабочего уступа - 70° ;

? при погашении по вмещающим породам - 60° ?65°;

по породам в зоне выветривания - 45°;

? ширина предохранительной бермы

(оставляется через 20м по высоте) - 7?10 м;

? минимальная ширина основания разрезной траншеи

(из условия разворота транспорта) - 23 м;

Проектом принимается двухполосное движение автосамосвалов по съезду и въездной траншее. Со стороны выработанного пространства на обочинах съезда предусматриваются ограждения в виде ориентирующего грунтового вала, высота которого для автосамосвалов БелАЗ 777 принимается равной 1,1 м.

Горные работы ведутся сверху вниз в следующей последовательности:

? формирование пионерных полок для размещения бурового оборудования;

? обуривание массива с последующим взрыванием;

? осуществление выемки взорванной горной массы экскаватором с последующей погрузкой в средства транспорта (а/самосвалы);

? транспортирование горной массы автосамосвалами по соответствующим грузопотокам (карьер - отвал пустых пород, карьер - комплекс кучного выщелачивания и т. д.)

Схема развития горных работ на отдельном рабочем горизонте определяется способом вскрытия горизонта и параметрами рудных блоков в массиве.

Выемка рыхлых вскрышных пород осуществляется (в нагорной части карьеров) путём послойной их срезки и перемещения бульдозером Т-35 в бурты, откуда грузятся экскаваторами Hittachi в автосамосвалы БелАЗ 777, с последующей транспортировкой во внешний отвал.

Доработка рудных тел с нижних горизонтов осуществляется проходкой траншеи, экскаватором «обратная лопата» Komatsu РС 750. Ширина траншеи по дну составляет - 3м, глубина траншеи зависит от вертикальной мощности дорабатываемых запасов и не должна превышать максимальной глубины черпания экскаватора.

2.2 Маркшейдерское обеспечение буровзрывных работ

Маркшейдерская служба карьера участвует в планировании буровзрывных работ, подготавливает исходные геометрические данные для составления проекта взрывных работ, переносит проектные скважины в натуру, производит исполнительную съемку участка взрывных работ и после взрыва определяет объем взорванной горной массы.

В конце каждого месяца маркшейдер производит учет остатков невзорванных скважин и неубранной горной массы, на основе которого с учетом утвержденного плана осуществляется планирование буровзрывных работ на следующий месяц.

Подготовка геометрической основы для составления проекта каждого массового взрыва заключается в составлении копии плана участка взрыва в масштабах 1:500 или 1:1000.

Перенесение устьев запроектированных взрывных скважин в натуру осу-ществляют с ближайших пунктов съемочной сети полярным или ординатным методом. Положение устьев взрывных скважин закрепляют колышками, на которых отмечают их номера и проектные глубины. Инструментальную разбивку устьев взрывных скважин производят только в тех случаях, когда участки взрыва расположены у проектной границы карьера и осуществляется проходка капитальных съездов [9].

После обуривания взрываемого блока маркшейдер производит исполнительную съемку верхней и нижней бровок участка уступа, устьев пробуренных скважин с определением их отметок и фактической глубины, а также профильную съемку откоса уступа напротив взрывных скважин, пробуренных в первом ряду. Профильную съемку откоса уступа выполняют для определения основных геометрических параметров, необходимых для расчета массы заряда ВВ в скважинах первого ряда. К этим параметрам относятся сопротивление по подошве уступа, глубина и перебур скважины, высота уступа. На основе данных исполнительной съемки (рисунок 4) для составления уточненного проекта массового взрыва маркшейдер должен составить и представить следующую документацию:

1) поперечные разрезы уступа через буровые скважины, составленные в масштабах 1 : 500 или 1 : 1000, на которых должны быть нанесены профиль откоса уступа, взрывные выработки, проектные и фактические горизонты почвы уступа, контакты различных пород и полезного ископаемого, разделение пород по категориям их буримости и взрываемости;

2) план взрываемого блока в масштабах 1 : 500 или 1 : 1000, на котором должны быть показаны границы взрываемого блока, все взрывные выработки, положения верхней и нижней бровок, контакты между разными породами с разделением участков, отнесенных к различным категориям по взрываемости и буримости.

После проведения взрывных работ маркшейдер производит съемку взорванной горной массы, в результате которой он определяет границы развала и линию откола в массиве. Кроме того, он определяет качество взрывной отбойки горной массы.

Исполнительная съемка блока

Степень дробления пород взрывом оценивают в основном по содержанию выхода негабаритных кусков породы в процентах от общего объема взорванной горной массы.

2.3 Расчёт погрешности положения пункта, определяемого обратной засечкой

Задачей расчёта является выбор исходных пунктов для обратной засечки. Для расчёта использовал сводный план карьера в масштабе 1:1000.

На плане отмечаю предполагаемое положение определяемого пункта ТС-545, и провёл направления на исходные пункты, видимые с определяемого (это пункты ТМ-1, ТМ-2, ТМ-3). Предрассчет средней квадратической погрешность положения определяемого пункта: где mв - средняя квадратическая погрешность измерения углов в1 и в2; l - длина соответствующих сторон, км.

2.4 Вынос в натуру проектных данных

2.4.1 Расчёт координаты точки стояния

Координаты точки ТС-556 находим через решение обратной засечки

Исходные данные:

Xтм-2 = 2397,8493 м; Утм-2 = 7029,1865 м; а1-2= 433,0396 м;

В2-3 = 363,4971 м; б2-3= 55°07?47??; б2-1 = 126°07?24??;

ш = 33°50?46??; ц = 23°59?06??.

Решение:

Горизонтальное проложение ТС-545 - ТМ-2 находится по формуле:

d = а (1)

d2-545 = 433,0396 Ч (sin 23°59?06?? ч sin 123°52?59??) = 212,0385м.

D2-545 = 363,4971 Ч (sin 33°50?46?? ч sin 107°17?32??) = 212,0387м.

D2-545 = 212,0386м.

Дирекционный угол ТМ-36 - ТС-556 находится по формуле:

Б2-545 = б2-1 - ш - в ± 180 (2)

Б2-545 = б2-3 + ц + б ± 180 (3)

Б2-545 = 126°07?24?? + 23°59?06?? + 123°52?59?? ± 180 = 93°59?29??,

Б2-545 = 55°07?47?? - 33°50?46?? - 107°17?32?? ± 180 = 93°59?29??.

Координаты точки ТС-545 находятся по формуле:

Хтс-545 = Хтм-2 + б cos б2-545 (4)

Утс-545 = Утм-2 + б sin в2-545 (5)

Хтс-545 = 2397,8493 + 212,0386 Ч cos 93°59?29?? = 2383,09м,

Утс-545 = 7029,1865 + 212,0386 Ч sin 93°59?29?? = 7240,71м.

2.4.2 Расчет разбивочных элементов буровзрывного блока

Разбивка взрывного блока начинается с разбивки контура блока и первого ряда скважин. Разбивка остальных скважин осуществляется по сетке (8Ч8 м), принятой в проекте взрыва, с помощью рулетки. Вынос в натуру границ блока и первого ряда скважин осуществляется полярным способом с пункта съемочной маркшейдерской сети ТС-545 (исходное направление ТС-545 - ТМ-2). Координаты пунктов ТМ-1, ТМ-2, ТМ-3 берут из каталога координат точек маркшейдерской сети, координаты контурных точек взрывного блока и крайних точек А и В первого ряда скважин определяем графически. Координаты сводятся в табл. 1.

Таблица 1

Координаты исходных пунктов и разбивочных точек взрывного блока

Наименование точек	Координата Х, м	Координата У, м
ТМ-1	2142.5615	7378.9742
ТМ-2	2397.8493	7029.1865
ТМ-3	2605.6686	7327.4168
1	2396.2629	7230.3726
2	2395.4442	7208.2406
3	2372.3097	7207.1148
4	2352.6902	7200.4936
5	2319.5512	7209.0799
6	2294.4811	7212.1623
7	2293.944	7230.2241
8	2323.9292	7238.1031
9	2355.7332	7280.3587
10	2376.0074	7275.1323
11	2383.5484	7255.7031
12	2377.7564	7239.9256
С1	2374.6261	7270.4867
С2	2376.2545	7210.0408
С3	2296,00	7216,00

Расчет разбивочных элементов производим на основе обратной геодезической задачи, находим дирекционные углы направлений ТС-545-1; ТС-545-2; ТС-545-3; ТС-545-4…….ТС-545-12; Затем вычисляем разбивочные горизонтальные углы 1, 2, 3……. 12.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-1

для IV четверти определяем дирекционный угол бтс545-1= 322о52/46//.

Определяем дирекционный угол направления ТС-545-2

для ІV четверти определяем дирекционный угол бмт-1-2 =290о49/53//.

Определяем дирекционный угол направления ТС-545-3

для ІІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-3=252о12/32//.

Определяем дирекционный угол направления ТС-545-4

для ІІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-4 =230о52/05//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-5



для ІІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-5=207о27/50//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-6

для ІІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-6=197о51/13//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-7

для ІІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-7=186о42/25//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-8

для ІІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-8=182о31/10//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-9

для ІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-9=124о36/19//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-10



для ІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-10=101о37/37//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-11

для І четверти определяем дирекционный угол бмт-1-10=72о59/58//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-12

для ІІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-10=108о25/50//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-С1

для ІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-С1=105о52/04//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-С2

для ІІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-С2=257о26/07//.

Определяем дирекционный угол исходного направления ТС-545-С3



для ІІІ четверти определяем дирекционный угол бмт-1-С3=197о38/59//.

Вычисляем горизонтальные проложения:

м.

м.

м.

м.

м.

м.

м.

м.

м.

м.

м.

м.

м.

м.

м.

Вычисляем горизонтальные разбивочные углы

Определяем дирекционный ТС-545-ТМ-2 по обратной задаче.

Данные:

Х1=2383,09м; У1=7240,71м; Х2=2397,8493м; У2=7029,1865м;

Решение:

ДХ = 2397,8493 - 2383,09 = 14,7593м.

ДУ= 7029,1865 - 7240,71 = -211,5235м.

tanr = -211,5235/14,7593 = -14,33154 = 86о00/31//.

для IV четверти определяем дирекционный угол бтс-556-тм-36=273о59/29//.

1= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-1)=(273о59/29// - 322о52/46//)= 311о06/43//;

2= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-2)=(273о59/29// - 290о49/53//)= 343о09/36//.

3= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-3)=(273о59/29// - 252о12/32//)= 338о13/03//.

4= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-4)=(273о59/29// - 230о52/05//)= 316о52/36//.

5= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-5)=(273о59/29// - 207о27/50//) = 293о28/21//.

6= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-6)=(273о59/29// - 197о51/13//) = 283о51/44//.

7= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-7)=(273о59/29// - 186о42/25//) = 272о42/56//.

8= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-8)=(273о59/29// - 182о31/10//) = 268о31/41//.

9= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-9)=(273о59/29// - 124о36/19//) = 210о36/50//.

10= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-10)=(273о59/29// - 101о37/37//) = 187о38/08//.

11= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-11)=(273о59/29// - 72о59/58//)= 159о00/29//.

12= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-12)=(273о59/29// - 108о25/50//)= 194о26/21//.

С1= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-С1)=(273о59/29// - 105о52/04//)= 191о52/35//.

С2= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-С2)=(273о59/29// - 257о26/07//)= 343о26/38//.

С3= 360о- (тс -545-тм-2 - тс-545-С3)=(273о59/29// - 197о38/59//)= 283о39/30//.

2.4.3 Вынос в натуру точки по заданным координатам

Для выноса в натуру контурных точек блока и первой линии скважин применяем полярный способ. Для определения положения точки 1,2,3…12 и других точек разбивочные работы осуществляются в следующем порядке.

В точке ТС-545 устанавливают электронный тахеометр и ориентируют на точку ТМ-2.

От исходного направления откладывают горизонтальный угол 1. По заданному направлению откладывают расстояние d1 с учетом наклона местности.

Схема выноса точек 1,2….12 в натуру полярным способом показана на рисунок5.



Схема разбивки контурных точек полярным способом