Теодолитная сьемка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Маркшейдерская работа горного предприятия обеспечивает: задания горным выработкам направлений; определение фактически выполненных объемов горных работ; учет запасов и полноты их отработки. Для решения этих задач маркшейдерская работа при подземной разработке месторождений на горном предприятий создает опорные и съемочные сетей где маркшейдер производит горизонтальные и вертикальные съемки.

Цель работы: вычисление координат разомкнутого теодолитного хода в подземных горных выработках

Гипотеза: Если в подземной горной выработке проложить теодолитный ход, то можно найти положение маркшейдерских точек на плане

Съемка может вестись двумя способами:

с помощью теодолитного съемки;

с помощью тахеометрической съемки.

Для реализации поставленной цели и проверки гипотезы поставлены следующие задачи:

1. выбор схемы теодолитного хода

2. выбор маркшейдерских приборов для производство теодолитной съемки

3. расчет разомкнутого теодолитного хода к выработке квершлаг

Предметом исследования: Теодолитная съемка

Объект исследования: Абсолютные отметки в подземной горной выработке при измеренний горизонтальных и вертикальных углов с помощью теодолитной съемки.



1.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Теодолитная сьемка

горный теодолитный выработка подземный

Теодолитная съемка, как и другие съемки, производится по основному правилу геодезии "от общего к частному", то есть сначала создается съемочная геодезическая сеть, а затем производится съемка подробностей (ситуации). Съемочной геодезической сетью при теодолитной съемке может быть теодолитный ход. Теодолитным ходом называется построенный на местности разомкнутый или сомкнутый многоугольник (полигон), в котором измеряются все стороны и горизонтальные углы между ними.

Ход, проложенный внутри крупного полигона для сгущения съемочного обоснования и опирающийся на точки полигона, называется диагональным. Ход может быть проложен между двумя жесткими точками (координаты таких точек известны), жесткими сторонами (координаты начальной и конечной сторон известны. Перед производством измерений на местности все вершины (поворотные точки) полигонов и ходов в зависимости от их назначения и сроков работ закрепляются кольями, столбами и другими знаками. После закрепления точек измеряют углы и длины сторон (линий) полигонов и ходов. Перед измерением линий производят подготовку, заключающуюся в вешении их, а также удалении с измеряемой линии камней, кустов, кочек и т.д. Таким образом, процесс теодолитной съемки складывается из:

обозначения и закрепления точек на местности;

подготовки линий к измерению;

измерения линий и углов между ними;

съемки ситуации.

Длины сторон теодолитного хода (наклонные дальности) измеряют с помощью стальных лент, рулеток, различных дальномеров. Для приведения наклонных сторон хода к горизонту измеряют их углы наклона. . Начальный дирекционный угол может быть задан по исходным данным. В изолированных ходах измеряют географический или магнитный азимут одной из сторон и принимают его за начальный угол хода.

1.2 Полевые работы при теодолитной съемке

При теодолитных съемках в период производства полевых работ выполняют следующее: рекогносцировку, прокладку теодолитных ходов съемочного обоснования, съемку подробностей ситуаций местности.

Рекогносцировку: подлежащего съемке участка местности производят с целью установления границ съемки, определения положения съемочных точек (вершин теодолитных ходов), направления теодолитных ходов и выбора метода съемки ситуационных подробностей местности.

Прокладка теодолитных ходов :включает в себя вешение линий, измерение горизонтальных углов, измерение горизонтальных проекций длин линий.

Вешение линий осуществляют с помощью теодолита. При длинных прямых назначают дополнительные съемочные точки, с которых осуществляют продление створа. Вынос дополнительных съемочных точек при продлении стороны теодолитного хода для устранения влияния коллимационной погрешности осуществляют переводом трубы через зенит при двух положениях круга теодолита (КЛ и КП).

Горизонтальные углы теодолитных ходов, вправо по ходу лежащие, измеряют полным приемом. Теодолит над съемочной точкой центрируют с точностью ±0,5 см. Предельная допустимая погрешность измерения одного угла съемочного обоснования не должна быть больше ±1,5', а для теодолитных ходов вдоль трасс инженерных сооружений (например, автомобильных дорог) - не больше ±3'.

Измерение длин линий осуществляют с использованием землемерных лент и рулеток, оптических дальномеров и светодальномеров.

Стороны съемочного обоснования измеряют дважды с относительной погрешностью 1:2000. Длины теодолитных сторон вдоль трасс линейных сооружений измеряют один раз с относительной погрешностью 1:1000. Однако для исключения грубых ошибок второй раз расстояния измеряют еще раз нитяным дальномером с относительной погрешностью 1:300 и периодически привязывают трассу к пунктам государственной геодезической сети.

При измерениях линий землемерными лентами и рулетками и углах наклона измеряемых линий более 2° определяют горизонтальные проекции измеренных расстояний по формуле: d = D cos v

или вводят поправки при измерениях по формуле:

?D= D - d = D - D cos v = 2D sin2v /2, т. е. смещают ленту или рулетку вперед на величину поправки.

Съемку подробностей ситуации: осуществляют в зависимости от требуемого масштаба съемки с шагом снимаемых точек от 10 до 100 м, однако при этом фиксируют все изломы контурных линий например, углы зданий, домов, изгородей, линий электропередач.

1.3 Производство теодолитного хода в горных выработках с помощью прибора теодолита

Угловые измерения необходимы при развитии триангуляционных сетей, прокладывании полигонометрических, теодолитных и высотных ходов, выполнении топографических съемок и решении многих геодезических задач при строительстве сооружений.

Принцип измерения горизонтального угла



Рисунок 1.1

Расположим над вершиной измеряемого угла параллельно горизонтальной плоскости градуированный круг, центр которого совмещен с точкой отвесной линии В В. Тогда угол b - измеряемый горизонтальный угол. Деления на круге подписаны по ходу часовой стрелки, а и с - отсчеты по градуированной окружности круга, горизонтальный угол b = а - с.

Принцип измерение вертикального угла

Рисунок 1.2

Измерение вертикальных углов - углов наклона n производят с помощью вертикального круга. Вертикальный круг жестко скреплен с осью трубы и вращается вместе с ней. Алидада расположена на оси вращения трубы, но не скреплена с ней и при вращении трубы остается неподвижной.

Зрительную трубу наводят на наблюдаемую точку, отсчет по вертикальному кругу даст значение угла наклона n (при соблюдении условия, что значение М0 = 0).

Угломерный инструмент, позволяющий измерять горизонтальные, вертикальные углы и расстояния, называется теодолитом.

По назначению выделяют теодолиты маркшейдерские, проектировочные и др.

По материалам изготовления кругов и по устройству отсчетных приспособлений теодолиты подразделяются на две группы:

- с металлическими лимбами;

- со стеклянными лимбами - оптические теодолиты.

По конструкции теодолиты делятся на повторительные и простые. У повторительных теодолитов лимб и алидада имеют независимое и совместное вращение.

Теодолит, имеющий вертикальный круг, устройство для измерения расстояний (дальномер) и буссоль, называется теодолитом-тахеометром.

Схема измерения вертикальных углов теодолитом.

Рисунок 1.3

На практике проведение измерений вертикальных углов производится при помощи вертикального лимба. Характерной особенностью является вращение в процессе работы лимба вместе с оптической трубой при зафиксированном положении алидады.

Нулевой диаметр алидады приводится в горизонтальное положение, контролируемое по положению пузырька в цилиндрическом уровне. Как только ноль выставлен, вертикальные углы определяются отсчетом положения по вертикальному измерительному кругу.

Для того чтобы измерить вертикальные углы, теодолит должен быть готов к работе в соответствии с вышеописанными методиками. При каком-либо положении вертикального круга (левом или правом) горизонтальная нить измерительной сетки наводится на точку измерения. При необходимости производится небольшая попутная корректировка положения пузырька в уровне относительно нуль-пункта. Полученные значения на лимбе записываются в журнале измерений.

Далее производится аналогичная процедура замеров при смещении вертикального круга в противоположную сторону и фиксация результатов.Для вычисления величины измеряемых вертикальных углов необходимо вычислить промежуточную величину - место нуля. Эта величина характеризует отсчет по лимбу вертикального круга при горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы и нахождении пузырька воздуха в середине шкалы цилиндрического уровня.

Вычисление величины измеряемых вертикальных углов.

Рисунок 1.4

Место ноля определяется по формуле:

Мо=(Кл+Кп)/2

где, Мо - место ноля;

Кл, Кп - показания при расположении измерительного круга слева и справа соответственно.

Вертикальные углы определяются по формулам:

V=Кл-Мо или V=Мо-Кп

где, V - значение величины измеряемого вертикального угла.

1.4 Техника безопасности при маркшейдерских работ

Маркшейдерская работа обязана обеспечить:

перенесение в натуру границ опасного ведения подземных работ;

проведение инструментальных наблюдений за процессами сдвижения горных пород и земной поверхности, за деформациями выработок, а также зданий и сооружений на поверхности;

контроль за выполнением требований проекта по своевременному и эффективному выполнению мероприятий, обеспечивающих безопасность ведения подземных работ, охрану природной среды, зданий и сооружений от негативного влияния этих работ, а также выполнение других положений, относящихся к деятельности маркшейдерской работ.

Работники маркшейдерской и геологической работ, используя проектную документацию, обязаны указать на трассе строящегося подземного сооружения опасные зоны. К ним относятся зоны действующих, строящихся или ликвидированных подземных сооружений, зоны с неустойчивыми грунтами, тектоническими нарушениями, а также с особо сложными и опасными в инженерно-геологическом отношении условиями производства работ. Перечень опасных зон утверждает главный инженер организации.

Организация, ведущая работу по строительству подземных сооружений, должна вести Книгу указаний (уведомлений) маркшейдерской и геологической служб организации, в которые должностные лица маркшейдерской и геологической работ записывают выявленные отклонения от проекта, а также наличие опасных зон и другие предупреждения, входящие в их компетенцию.

Указанные в проекте и обнаруженные в процессе проходки выработки геологические нарушения, а также места происшедших крупных вывалов породы, выноса текучих масс и прорыва грунтовых вод должны быть нанесены на маркшейдерские планы подземных работ с указанием количества и даты.

Главный и участковые маркшейдеры обязаны сделать письменное уведомление главному инженеру и начальнику участка о подходе к опасной зоне не позднее чем за 20 м до нее, а также о пересечении установленных границ и выходе из них.

Когда расстояние до опасной зоны составит 7 м, замеры и оповещения о размерах целика участковый маркшейдер должен делать после каждой заходки.

В зонах геологических нарушений, в неустойчивых породах, вблизи подземных сооружений и коммуникаций, а также при проведении подземных выработок с применением специальных способов работ должно быть организовано систематическое наблюдение в соответствии с проектом за сдвижением дневной поверхности, деформациями зданий и сооружений, расположенных в зоне влияния подземных работ, с отражением результатов замеров в маркшейдерской Книге учета наблюдений за сдвижениями дневной поверхности, деформациями зданий и подземных сооружений. В случае превышения установленных допустимых величин просадок земной поверхности, деформации зданий и сооружений маркшейдерская служба должна письменно уведомить главного инженера организации.

Маркшейдерские работы должны выполняться в соответствии с проектом производства геодезических и маркшейдерских работ.

Перед началом работ исполнитель должен тщательно осмотреть район работ, убедиться в безопасности их производства и в случае необходимости принять соответствующие меры.

Геодезическо-маркшейдерские работы необходимо выполнять бригадой, состоящей не менее чем из двух человек. При производстве работ по прокладке подземной полигонометрии маркшейдерские работы должны производиться после остановки движения технологического транспорта по горным выработкам.

Все разбивочные и основные маркшейдерские работы вблизи забоев подземных выработок следует производить только по разрешению горного мастера, который обязан обеспечить безопасные условия для выполнения этих работ.

Работа с лазерными приборами в подземных выработках допускается только при выполнении следующих требований:

для разбивочных работ должны применяться лазеры 1-го класса опасности;

уровни опасных и вредных факторов на рабочих местах не должны превышать величин, установленных действующими санитарными правилами и нормами.

в зоне действия лазерного излучения должен быть установлен знак лазерной опасности, а работа с оптическими приборами визуального наведения и нахождение персонала в этой зоне запрещены.

Запрещается закладывать на земной поверхности пункты опорной геодезической сети в пределах опасных зон и в местах интенсивного движения транспорта, местах выполнения погрузочно-разгрузочных работ, складирования материалов, конструкций, в зоне высоковольтных линий электропередачи и т.

Установка геодезических знаков в земле вблизи кабелей, газопроводов и других подземных коммуникаций должна производиться в присутствии представителей организации -- владельца коммуникаций..

Работы с применением отвесов в стволах шахт должны производиться после прекращения всех других работ в этих стволах двумя бригадами, созданными для выполнения работ на верхнем и нижнем горизонтах, при этом старшим является руководитель бригады верхнего горизонта. Между бригадами должна поддерживаться надежная связь.

При работе на пунктах триангуляции и подходной полигонометрии на строительстве горных тоннелей необходимо руководствоваться соответствующими Правилами безопасности.



2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Ведомости вычисление координат разомкнутого теодолитного хода

Производство подземной горизонтальной съёмки основано на построении в горных выработках плановых опорных маркшейдерских сетей и выполнении измерений при съёмке подробностей в основных горных выработках.

Имеющиеся отличия связаны с условиями измерений, требованиями к точности работ, применением специальных приспособлений и оборудования. Все это рассматривается в специальных курсах маркшейдерии.

В подземных выработках используются практически те же способы съёмки, что и на поверхности земли при теодолитной съёмке. Измерения в фиксированных точках выполняют желобчатой рулеткой вправо и влево по ходу, а также вверх и вниз. В последнем случае измерения выполняют в точках и на линиях теодолитных ходов, расположенных и выше почвы выработки. Для производства промеров в настоящее время применяют лазерные рулетки с отражателем в виде небольшого экрана либо работающие пассивным способом по отражению от поверхности выработки. Расстояния а измеряют с точностью до 10 см, а ординаты - до 2-3 см.

Реже используют для съёмки способ прямой угловой и линейной засечек и др. Наиболее применимы указанные способы при съёмке камер и пустот в очистных и нарезных выработках. При съёмке очистных и нарезных выработок используют теодолит, специальные угломеры, буссоли и полукруги.

Горизонтальные и наклонные выработки снимают с точек теодолитных ходов с использованием значений дирекционных углов сторон съёмочной сети основных или подэтажных горизонтов. Теодолит центрируют с небольшой точностью (±5 см), отсчёты по горизонтальному кругу берут с округлением до 1'.

Большие трудности вызывает съёмка крутых (до 55^о - 65^о) нарезных выработок. При углах наклона до 55^о используют теодолиты с центральной трубой, при наклонах от 55^о до 65^о - подвесные теодолиты, при наклонах более 65^о - теодолиты с внецентренной трубой, при наклонах от 75^о до 80^о применяют способ съёмки двумя теодолитами, имеющими внецентренные трубы.

Съёмка очистных выработок выполняется для определения их размеров, формы и положения выработанного пространства относительно других горных выработок. Кроме того, регистрируется такая важная информация, как знание о структуре и свойствах залежи полезного ископаемого в границах очистной выработки.

Использование того или иного способа съёмки очистных выработок зависит от условий её проведения. Применяются инструментальные и рулеточные замеры, которые обеспечивают необходимую точность определения основных размеров выработанного пространства за месяц работ не более 1:100. Наиболее распространенными способами съёмки выработанного пространства являются способ ординат, линейных засечек, тахеометрический способ, фотограмметрический способ, способ угловой засечки теодолитом или двумя угломерами. Все большее распространение для маркшейдерских съёмок получают оптико-электронные приборы, работающие в горных выработках без использования отражателя. Начинается и применение сканирующих систем при съёмках сравнительно больших пустот. Указанные системы весьма дорогие, но и окупаемость их также высокая.

Вначале проверяют все вычисления в полевом журнале. Затем строят схему теодолитного хода, на которую выписывают номера точек теодолитного хода, средние значения измеренных горизонтальных и примычных углов и средние значения измеренных длин сторон. Вычисление координат точек теодолитного хода выполняется в специальной ведомости в следующем порядке.

Находим угловую невязку

f_вдоп= Ув_изм - Ув_теор

Вычисляют допустимую угловую невязку

- для разомкнутого хода.

Сравнивают полученную невязку с допустимой. Если , то полученную угловую невязку распределяют на все измеренные углы поровну с противоположным знаком, то есть поправки по формуле:

V ,

где - поправка в измеренные углы.

Затем вычисляют исправленные углы:

Дирекционные углы сторон хода вычисляют по формуле:

- для правых горизонтальных углов,

где , -дирекционные углы последующей и предыдущей сторон хода.



Рисунок 1.6

Значение румбов записывают над значениями дирекционных углов.

Вычисляют горизонтальные проложения: ,

где d- горизонтальное проложение

l - измеренная длина,

v - вертикальный угол.

Вычисляют приращения координат:

Относительная невязка не должна превышать 1:1000 для разомкнутого хода.

Если относительная невязка больше допустимой, то сначала проверяют все вычисления. При отсутствии ошибок в вычислениях перемеряют длины линий.



2.2 Горизонтальная съёмка горных выработок

Рисунок 1.5

Ведомости вычисления разомкнутого теодолитного хода в подземной горной выработке квершлаг

Точки	Lп - измерения длины П угол наклона	Горизонтальное проложение	Углы	Приращения Координат ?у ?х	Координаты Y X
Стояния	Визирования		'	"	S. м	измер гориз	исправ	Дирек угол		-	+	-	11932.298	10969.272
Кт1	Кт0 Кт2	37.366 0 33 54	37.364	181 15 17	181 65	48 2932	27.98		24.76		11960.278	10994.032
Кт2	Кт1 Кт3	82.244 0 20 50	82.242	178 11 33	178 59 25	47 14 15	60.37		55.83		12020.648	11049.862
Кт3	Кт2 Кт4	14.693 0 11 16	14.692	184 33 16	184 9 54	49 2 42	11.09		9.6		12031.738	11059.462
Кт4	Кт3 Кт5	45.427 0 02 40	45.427	180 38 24	181 04	44 29 26	31.83		32.40		12063.568	11091.862
Кт5	Кт4 Кт6	37.782 0 09 48	37.782	188 16 39	188 67	4351 2	26.17		27.24		12089.738	11119.102
Кт6	Кт5 Кт7	29.983 0 28 12	29.982	177 18 48	177 68	35 34 23	17.44		24.38		12107.178	11143.482



Fвдоп = Увизм - Ув теор

fвдоп=1=16=2.4

VB= - ==0.4

В исправ= визмер +VB

D=L cosv

D= 37.366 0 33 54=37.364

D= 82.244 0 20 50=82.242

D= 14.6 0 11 16=14.692

D= 45.427 0 02 4=45.427

D= 37.782 0 09 4=37.782

D= 29.983 0 28 12=29.982

= 48 29 32 + 181 15 17 - 180 = 47 14 15

= 47 14 15 + 178 11 33 - 180 = 49 2 42

= 49 2 42 + 184 33 16 - 180 = 44 29 26

= 44 29 26 +188 16 39 - 180 = 43 51 2

= 43 51 2 + 177 18 48 - 180 = 35 34 23

В исправ= визмер +VB

В исправ= 181 15 17 + 4 =181 65

В исправ= 178 11 33 + 4 = 178 59 25

В исправ= 184 33 16 + 4 = 184 9 54

В исправ= 180 38 24 + 4 = 181 04

В исправ= 188 16 39 + 4 = 188 6 7

В исправ= 177 18 48 + 4 = 177 6 8

= 37.364 * 48 29 32 = 24.76

37.364 * 48 29 32 = 27.98

= 82.242 * 47 14 15 = 55.83

= 82.242 * 47 14 15 = 60.37

= 14.692 * 49 2 42 = 9.6

14.692 * 49 2 42 = 11.09

45.427 * 44 29 26 = 32.40

45.427 * 44 29 26 = 31.83

= 37.782 * 43 51 2 = 27.24

37.782 * 43 51 2 = 26.17

= 29.982 * 35 34 23 = 24.38

= 29.982 * 35 34 23 = 17.44

Х +

Y +

10969.272 + 24.76 = 10994.032 11059.462 + 32.40 = 11091.862

11932.298 + 27.98 = 11960.278 12031.738 + 31.83 = 12063.568

10994.032 + 55.83 = 11049.862 11091.862 + 27.24 = 11119.102

11960.278 + 60.37 = 12020.648 12063.568 + 26.17 = 12089.738

11049.862 +9.6 = 11059.462 11119.102 + 24.38 = 11143.482

12020.648 + 11.09 = 12031.738 12089.738 + 17.44 = 12107.178



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Маркшейдерская служба горного предприятия обеспечивает: задания горным выработкам направлений; определение фактически выполненных объемов горных работ; учет запасов и полноты их отработки. Для решения этих задач маркшейдерская служба при подземной разработке месторождений на горном предприятии создает опорные и съемочные сети.

Для создания опорных и съемочных сетей маркшейдер производит горизонтальные и вертикальные съемки.

В курсовом проекте была разработана тема «Производство теодолитного хода в горных выработках».

В проекте были достигнуты следующие задачи:

1. Описана задача маркшейдерской службы при подземной разработке месторождений

2. Составлена схема теодолитного хода

3. Изучены и реализованы основные возможности точности теодолитного хода

4. Разработана которая теодолитного ход с высокой точностью определять высотные отметки и углы реперов в горных выработках.

Разработанное содержит теодолитного ходы в себе основные, расчеты углов измеренных. При разработке теодолитного хода использовал знания, полученные на занятиях по дисциплине “Маркшейдерского дела ” и при прохождение учебной практики по маркшейдерскому делу.

Гипотеза: Если в подземной горной выработке проложить теодолитный ход, то можно найти положение маркшейдерских точек на плане

Предметом исследования: Теодолитная съемка

Объект исследования: Абсолютные отметки в подземной горной выработке при измерений горизонтальных и вертикальных углов с помощью теодолитной съемки.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Попов В.Н. Чекалин С.И. Геодезия 2005 г

2.Синанян Р.Р. Маркшейдерское дело 2007 г

3.Карабцова З.М. Геодезия. Учебное пособие.2003 г

4.Омельченко А. Н. Справочник по маркшейдерскому делу. Недра 2004г

5.Шаклеин С.В.- «Маркшейдерское дело» Кемерово, 2009

6. Куштин В.И.- «Маркшейдерское дело» «ФЕНИКС», 2002

7.Курошев Г.Д., Смирнов Л.Е.- Маркшейдерия, М., 2008

Размещено на Allbest.ru