Проект геодезичних робіт для розробки кар’єру рудних корисних копалин відкритим способом

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ.

Відкритий спосіб розробки рудних корисних копалин є найбільш перспективним у технологічному, економічному й соціальному відношеннях. Завдяки розвиненій індустріальній базі й значним запасам корисних копалин, розташованим близько до денної поверхні, цим способом у цей час добувається приблизно 3/4 загального обсягу твердої мінеральної сировини, споживаного народним господарством країни. Це стосується руд чорних і кольорових металів, вугілля, гірничо-хімічної сировини, будівельних гірських порід. Прогресивний відкритий спосіб розробки родовищ корисних копалин одержить подальший розвиток при значному поліпшенні економічних показників на основі вдосконалювання техніки, технології й організації гірського виробництва, впровадження передового вітчизняного й закордонного досвіду, природоохоронних і ресурсозбережувальних технологій.

1. Технічні умови проектування та опис району робіт

1.1 Технічні умови проектування та опис об'єкта

Спосіб відкритої розробки родовищ корисних копалин визначається технологією виробництва відкритих гірничих робіт, під якою розуміється сукупність основних виробничих процесів, що забезпечують економічний і безпечний видобуток корисних копалин.

Розробка родовищ корисних копалин відкритим способом включає чотири періоди.

У першому періоді - підготовчому, створюються сприятливі умови для безаварійної й високопродуктивної роботи гірського й транспортного встаткування в наступних періодах. Завданнями цього періоду є підготовка поверхні родовища, осушення родовища й огородження його від вод поверхневого стоку. Підготовка поверхні родовища полягає у вирубці лісу й чагарнику, видаленні шаруючи торфу (затримуючого воду), корчуванню пнів, осушенні боліт й озер, відводі в нові русла рік і струмків (пересічне кар'єрне поле або протікають у безпосередній близькості від нього), перенесенню доріг, силових й освітлювальних ліній, зносі будинків, споруджень й ін.

Осушення родовища складається у видаленні води, що надходить із водоносних обріїв й у результаті випадання атмосферних опадів. Розрізняють попереднє й паралельне (поточне) осушення. Попереднє осушення виробляється до початку розробки родовища й служить для створення сприятливих гідрогеологічних умов на ділянках, розроблювальних у першу чергу. Паралельне осушення виробляється в період експлуатації кар'єру одночасно з виробництвом розкривних і добувних робіт, випереджаючи їх у просторі.

У другому періоді - будівельному, створюється початковий фронт добувних і розкривних робіт, що забезпечує планомірне відпрацьовування родовища й безпека ведення гірських робіт. У завдання цього періоду входить проведення спеціальних гірських вироблень, видалення певного обсягу гірської маси з кар'єру й будівництво транспортних комунікацій, що забезпечують доступ до робочих обріїв. По закінченні будівельного періоду кар'єр здається в експлуатацію й починає функціонувати. При розробці горизонтальних родовищ гірничо-капітальні роботи закінчуються в будівельний період. В умовах крутих і похилих родовищ у міру розвитку гірських робіт у глибину потрібне проведення ретельне обладнаних вироблень, що забезпечують транспортний зв'язок нижніх обріїв з лежачими вище. Ці вироблення також ставляться до капітального. Строки й витрати на будівництво кар'єру залежать від обсягу гірничо-капітальних робіт і застосовуваного в період будівництва встаткування.

Третій період - експлуатаційний. Гірські роботи цього періоду підрозділяються на розкривні роботи, що забезпечують систематичне видалення розкривних порід з метою створення доступу до корисної копалини й необхідної довжини фронту робіт (по призначенню розкривні роботи є підготовчими), і добувні роботи, що полягають у витягу корисної копалини відповідно до плану по обсязі і якості (по призначенню добувні роботи є очисними).

Четвертий період - рекультивація (відновлення) земель, порушених гірськими роботами.

Розглянуті роботи в початковій стадії розробки родовища виконуються, як правило, послідовно, а потім паралельно з деяким випередженням одних стосовно інших.

Процес підготовки гірських порід до виїмки включає широкий перелік заходів, спрямованих на зміну природного стану гірських порід з метою забезпечення ефективної їхньої виїмки. У практиці відкритих гірських робіт при підготовці гірських порід до виїмки найбільше застосування знайшов буровзривний спосіб, призначений для відділення напівскельних і скельних порід від масиву й дроблення їх до шматків заданих розмірів.

Виймально-навантажувальні роботи призначені для витягу гірської маси безпосередньо з масиву або з навалу й навантаження їх у транспортні засоби.

Сутність процесу переміщення гірської маси складається в організації чіткої й безперебійної роботи транспортних засобів, що забезпечують своєчасне перевезення значних обсягів у межах кар'єру й за його границями.

1.2 Фізико-географічна характеристика району робіт

За геологічними умовами Дніпропетровська область поділяється на два субрегіони: Український кристалічний щит (65% площі області) та Дніпровсько-Донецька западина (решта 35%).

Український щит займає правобережну частину Дніпропетровщини та південь лівобережної частини. Кристалічний фундамент залягає на глибині від 0 до кількох десятків метрів під денною поверхнею. В межах області представлені його наступні мегаблоки: Кіровоградський на крайньому заході, Придніпровський у центрі та Приазовський на південному сході. Ці блоки розбиті глибинними розломами. Антиклінальні структури щита поділяються на лінійні та куполоподібні з переважним поширенням метасоматичних гранітоїдів, що виникли в умовах амфіболітової і гранулітової фацій регіонального метаморфізму, а також пізньоорогенних мікроклінних гранітів.

Дніпровсько-Донецька западина представлена своїм південним бортом і відділена від щита глибинними розломами. Кристалічні породи занурюються тут на глибину від 100 до 1500 м.

Геологічні відклади мають специфічний характер у кожній з зазначених тектонічних областей, зважаючи на відмінності у геологічній історії розвитку. Український щит вкритий незначним шаром осадових порід палеогену - неогену, представлених вапняками, пісками, глинами, алевритами, залізистими кварцитами тощо. Корінні магматичні породи архею - протерозою - гнейси, граніти, кварцити, діорити тощо відслонюються у долинах річок.

На схилі щита наявне потужніше нашарування осадових порід, але на поверхню виходять неогенові міоценові та пліоценові відклади - глини, алеврити, піски.

Антропогенові відклади представлені плейстоценовими делювіальними суглинками та лесами. У долині Дніпра їх змінюють еоценові еолово-делювіальні та елювіальні відклади, а безпосередньо на терасах Дніпра та його приток залягають алювіальні піски плейстоценового віку.

Область знаходиться у зоні низької сейсмічної активності, сила землетрусів зазвичай не перевищує 2,0 - 2,5 бали.

Отже, позитивом геологічної будови є сейсмостійкість тектонічної основи, міцність підстилаючих антропогенних порід та кристалічного фундаменту, наявність передумов щодо залягання різноманітних рудних корисних копалин. Негативом є розташування в межах області системи глибинних розломів, які можуть загрожувати техногенній безпеці екологічно небезпечних підприємств, а також підвищений рівень природного радіаційного фону внаслідок впливу магматичних порід.

Характеристика рельєфу.

Дніпропетровська область характеризується рівнинним рельєфом. Відразу помітні відмінності характером рельєфу між правим та лівим берегом Дніпра, обумовлені різною геологічною будовою. Правобережжя зайняте Придніпровською височиною із середніми висотами 100 - 150 м. над рівнем моря та максимальною відміткою всієї Дніпропетровської області 192 м. у Солонському районі. Це височинна лесова слабкохвиляста рівнина з розвиненою яружно-балковою мережею. На півдні вона переходить у пластову денудаційно-акумулятивну слабкорозчленовану Причорноморську низовину з відмітками 50 - 75 м.

Лівобережжя Дніпра представлене Придніпровською низовиною. Це лесова слабкорозчленована денудативно-акумулятивна рівнина, яку перетинають знижені долини річок Орелі та Самари. Нижче Дніпропетровська за Дніпром низовина отримує сильнорозчленований підвищений характер через залягання порід Українського щита. Найвища позначка цієї території - 187 м. на північному сході області.

Долина Дніпра має абсолютні висоти 75 - 48 м. Остання величина є нийнижчою позначкою Дніпропетровщини - це уріз води на межі з Запорізькою областю. До міста Дніпропетровська долина має виражені риси впливу льодовика, нижче вона звужується, крутизна схилів зростає. Під водами Дніпровського водосховища існують нині затоплені дніпровські пороги.

На Дніпропетровщині поширені різноманітні несприятливі фізико-географічні процеси. Найбільшого поширення отримала водна ерозія грунтів, особливо на територіях з пересіченим рельєфом (лінійна ерозія); на Лівобережжі Дніпра превалює площинна ерозія. Повсюдний характер мають процеси просідання лесових порід. На височинах інтенсивною є вітрова ерозія грунтів. У межах долини Дніпра існують зсувонебезпечні ділянки, а у басейні Орелі - території з ризиком підтоплення. В цілому територія області за невеликими виключеннями сприятлива для господарської діяльності людини.

Клімат та агро-кліматичні характеристики.

Клімат Дніпропетровської області помірно-континентальний. Середньорічний розподіл температур в області має практично широтний напрямок. Зимові ізотерми змінюються з півночі на південь від -6,2 до -4,0С, літні від 20,5С до 22,0С. Абсолютний максимум температури області зафіксовано на рівні 41С; мінімуми складає -38С. Частота переходу температур на поверхні ґрунту через 0С досягає 10 - 15 разів на рік.

Величини сумарної сонячної радіації змінюються з півночі на південь від 4200 до 4400 МДж/м2, радіаційний баланс - від 1800 до 1950 МДж/м2, тривалість сонячного сяйва - від 2050 до 2150 годин на рік, сума активних температур вище 10С - від 2700 до 3400. Тривалість безморозного періоду (періоду вегетації) в середньому 185 днів на рік. Показник атмосферного тиску взимку становить біля 1021 гПа, влітку знижується до 1012-1013 гПа.

Середньорічна кількість опадів досягає максимуму на північному сході області (550 мм.), зменшується у південно-західному напрямку до 450-500 мм. Найвологіший місяць - липень, найсухіший - березень. Влітку кількість опадів становить 80% річної суми, взимку опади у вигляді снігу більше випадають на сході регіону, ніж на заході. Відносна вологість повітря у липні зменшується у південно-східному напрямку від 66% до 62%, у січні становить 84-81%. У літній період дмуть переважно західні та північно-західні вітри, взимку - східні та північно-східні. Для долини Дніпра характерна долинна циркуляція, підсилена бризовою циркуляцією на берегах водосховищ.

Серед інших погодних явищ трапляються тумани (від 50 днів на рік на височинах до 70 днів у знижених ділянках), хуртовини (10 - 20 днів), грози (до 25 - 30 днів) та град (4-5 днів). Для області характерні посушливі періоди навесні та у першій половині літа, підсилені сухими вітрами - суховіями.

Відповідно до схеми агрокліматичного районування України, Дніпропетровська область знаходиться в межах посушливої, дуже теплої зони. Кліматичні умови сприятливі для вирощування зернових, а саме озимої пшениці, ячменю, ярого ячменю, кукурудзи, проса, рису, зернобобових, також цукрових буряків, соняшнику, баштанних культур, овочівництва, м'ясо-молочного скотарства, свинарства тощо.

Погодно-кліматичні умови Дніпропетровщини сприяють як для розвитку сільського господарства, спорудження промислових об'єктів.

Гідрографія і водні ресурси.

Дніпропетровська область повністю розташована в межах басейну Дніпра. Середня густота річкової мережі становить - 0,27 км/км2, забезпеченість водними ресурсами - 460 тис.м3 на км2 площі, проте ресурси місцевого стоку складають лише 20 тис.м3/км2.

Довжина Дніпра в межах області складає 240 км. Річка представлена двома відокремленими ділянками течії, розмежованими територією Запорізької області. Він протікає по асиметричній долині з спадистими правим бортом та пологим лівим. Стік Дніпра є транзитним: середній багаторічний стік на вході в область становить 1690 м3/с, на виході з області 1730 м3/с. Стік річки зарегульований каскадом Дніпровських водосховищ, а в межах Дніпропетровщини присутні три з них - південна частина Дніпродзержинського та північна частина Дніпровського, а також є вихід до Каховського водосховища. Між Дніпродзержинськом та Дніпропетровськом збереглась невелика 25 км. ділянка природного русла Дніпра.

Води Дніпра активно використовуються для потреб населення (водозабезпечення Дніпропетровська, Дніпродзержинська, Новомосковська, також Кривого Рога через канал Дніпро-Кривий Ріг) та промисловості, передусім чорної металургії, електроенергетики, хімії та нафтохімії, подекуди для зрошення сільськогосподарських земель. На північному сході області дніпровська вода перекидається до Сіверського Дінця каналом Дніпро-Донбас.

В межах регіону Дніпро приймає числені, але маловодні притоки. Серед них праві - Томаківка, Солона, Базавлук, Кам'янка, та ліві - Оріль, Самара. Лише Самара має значне водогосподарське значення. Довжина річки 320 км., витрати води у гирлі 25 м3/с. Приймає власні значні притоки - Тернівку та Вовчу. При впадінні у Дніпро в у міській смузі Дніпропетровська Самара утворює широкий естуарій-озеро. Вода Самари використовується для забезпечення потреб сходу області, зокрема Новомосковська, Павлограда, Тернівки, Петропавлівки.

Річки Дніпропетровської області відзначаються значним рівнем забруднення. Для вод Дніпра та Самари характерний високий вміст (з перевищенням ГДК) сульфатів, сульфітів, окисів заліза та важких металів внаслідок інтенсивних промислових скидів. Малі річки регіону більш забруднені сільськогосподарськими стоками, як наслідок підвищена частка йонів амонію та нітратів.

Область належить до водозабезпечених, однак такий стан досягається за рахунок транзитного потоку вод Дніпра. Локальних водних ресурсів недостатньо. Тому в майбутньому область може зазнавати вододефіциту, оскільки існуючі можливості збільшення водоспоживання практично вичерпані, оскільки збільшення обсягів забору води з Дніпра загрожує як екологічному стану річки, так і функціонуванню господарського комплексу місцевостей, розташованих нижче за течією.

Більша частина Дніпропетровської області розташована в межах гідрогеологічної провінції Українського щита, крайній північний схід - в межах Дніпровсько-Донецького артезіанського басейну. Тому можливості видобутку підземних вод в регіоні обмежені. Однак існують перспективи знаходження нових запасів підземних вод у розломах Українського щита, які можуть бути використані, перш за все, для задоволення потреб населення у воді.

Ґрунтовий покрив.

Ґрунтовий покрив Дніпропетровської області має зональний характер.

Північ регіону охоплена смугою чорноземів звичайних глибоких середньо- та малогумусних пилувато-середньосуглинкових або пилувато-важкосуглинкових. Далі на південь їх змінюють чорноземи звичайні пилувато-середньосуглинкові малогумусні на лесах з ділянками чорноземів звичайних середньогумусних. Крайній південний захід займають чорноземи звичайні неглибокі малогумусні та чорноземи південні малогумусні та слабкогумусовані на лесах.

Інтразональні типи ґрунтів зосереджені у долинах річок, зокрема найбільших - Дніпра та Самари. Вони представлені лучно-чорноземними поверхнево-солонцюватими ґрунтами в комплексі із солонцями, чорноземами солонцюватими на важких глинах, лучно-чорноземними ґрунтами в долині Дніпра, лучними солонцюватими ґрунтами вздовж заплав Дніпра, Орелі і Самари, дерновими переважно оглеєними піщаними та супіщаними ґрунтами на річкових алювіальних пісках.

Реакція грунтового розчину чорноземних та лучночорноземних ґрунтів - нейтральна або слабколужна, солонцюватих ґрунтів - середньолужна, солонців - лужна.

Бонітет ґрунтів Дніпропетровщини знижується з півночі на південь. Найвищою родючістю характеризуються чорноземи звичайні середньогумусні, найнижчою - солонці. Родючість дерново-підзолистих ґрунтів невисока, вони потребують поліпшення для сільськогосподарського використання, зокрема внесення органічних добрив.

У області висока частка ґрунтів високої родючості, виведених із господарського обігу внаслідок видобутку корисних копалин, зокрема залізних руд, а також відведення земель промислову та житлову забудову та транспортні комунікації.

Найбільш раціональними культурами для вирощування на чорноземних ґрунтах є різноманітні зернові, а також технічні культури (соняшник, рапс, цукровий буряк) у обмежених масштабах та за умов суворого дотримання агротехнічних правил.

Ґрунти області інтенсивно використовуються в сільському господарстві. Саме тому багато земель є виснаженими і потребують заходів відновлення та рекультивування. Рекультивації також доцільно піддавати землі із порушеним чи зруйнованим ґрунтовим покривом.

Мінеральні ресурси.

Дніпропетровщина належить до найбагатших регіонів України за мінерально-ресурсним потенціалом.

Геологічна будова (розташування на Українському щиті) зумовила домінування у структурі корисних копалин рудної та нерудної сировини. Так, у регіоні розташований найбільший залізорудний басейн України - Криворізький. Він об'єднує до 30 родовищ, найвагоміше значення за запасами мають Першотравневе та Інгулецьке рудні поля.

Серед інших руд металів у регіоні присутні марганцеві руди (Нікопольське родовище в межах Придніпровського марганцеворудного басейну), титанові (Малишівське), нікелеві (Девладівське), урану (Жовторіченське), золота (Сергіївське).

Серед нерудних корисних копалин присутні поклади каоліну, зокрема найбільше в Україні Просянівське, а також граніту (Кудашівське), допоміжної сировини для металургії - формувального піску (Васильківське), талько-магнезиту (Правдинське), вогнетривких глин (Девладівське).

Паливні корисні копалини представлені східною частиною Придніпровського буровугільного басейну. Родовища - Верхньодніпровське, Новоолександрівське та Синельниківське. Вугілля невисокої якості, але у деяких родовищах наближається за характеристиками до кам'яного. На крайній півночі регіону розташовані два газових родовища - Кременівське та Перещепинське.

Можна зробити висновок про те, що мінеральні ресурси є основою для розвитку господарства регіону, особливо виробництв чорної металургії, оскільки наявна як головна так і допоміжна сировина.

Лісові ресурси.

Лісистість Дніпропетровської області 6%. За цим показником вона належить до лісодефіцитних. Сучасні лісові насадження є переважно штучними, і представлені лісопарками, лісополосами, насадженнями санітарних зон. Із природних лісових масивів збереглися лише соснові бори лівого берега Самари, заплавні ліси лівого берега Дніпра та байрачні ліси і чагарники. Вік насаджень молодий; лише 5% лісів належать до категорії стиглих та пристигаючих. У видовому складі домінують сосна та дуб.

Така ситуація не сприяє розвитку лісообробної галузі в регіоні, яка змушена використовувати довізну сировину. У Дніпропетровській області проводяться заходи щодо розширення лісів природоохоронно-рекреаційного значення, зокрема у числених лісових заказниках та Дніпровсько - Орільському природному заповіднику.

Природні ресурси.

Дніпропетровська область є унікальною серед інших областей України за різноманітністю родовищ корисних копалин. В її надрах виявлено 302 родовища і близько 950 рудопроявів. В області видобувається 39 видів мінеральної сировини. Криворізький басейн з розвіданими запасами залізних руд, що складають близько 66% загальнодержавних запасів, за обсягом видобутку посідає перше місце в Україні (близько 80% від загальнодержавного). Наявні запаси дозволяють забезпечити чорну металургію сировиною на тривалий час у третьому тисячолітті. Нікопольське родовище марганцю, на базі якого працюють два гірничо-збагачувальних комбінати, буде працювати до 2025-2026 років.

Майбутнє області - у розвитку кольорової, золотовидобувної та золотопереробної галузей. Потенційні ресурси золота, молібдену, вольфраму в межах Сурської, Чортомлицької. Верхівцевської структур, а також Кривбасу переконливо свідчать, що після повного завершення геологорозвідувальних робіт область буде мати декілька значних за запасами родовищ золота (Сергіївське та інші) і середніх за запасами родовищ молібдену і вольфраму. За своїм ресурсним потенціалом золота область посідає перше місце в Україні. У межах області розвідано велику кількість родовищ неметалевих корисних копалин. Область володіє єдиним в Україні родовищем талько-магнезитів. Його уведення в експлуатацію дасть можливість на 60-70% забезпечити потреби України у вогнетривкій сировині та значно зменшити її імпорт з інших країн. Просянівське родовище первинних каолінів за запасами і якістю сировини вважається кращим у світі. У надрах області зосереджені значні поклади каменеоблицювальної сировини багатої кольорової гами. У цьому напрямку можна очікувати істотне збільшення виробництва. У краї розвідано 15 родовищ мінеральних вод, що дає можливість повністю забезпечити потреби населення у лікувальних, лікувально-столових і столових мінеральних водах.

1.3 Топографо-геодезична вивченість ділянки робіт

На дану ділянку робіт є топографічна карта масштабу 1 : 2000 видана у 1990 р. (зі зйомкою 1980 р.). На карті система координат 1942 р., система висот Балтійська .

Схилення на 1981 р. східне 6°21ґ (1 - 03). Середнє зближення меридіанів західне 2?22ґ (0 - 39). При прикладанні бусолі ( компаса ) до вертикальних ліній координатної сітки середнє відхилення магнітної стрілки східне 8°34ґ (1 - 42) . Річна зміна схилення східна 0?02ґ (0 - 01). Поправка в дирекцій ній кут при переході до магнітного азимуту мінус (1 - 42).

На даній ділянці робіт знаходиться два пункти Державної геодезичної мережі, з висотою 145,89 і 159,67 м, та репери з відомими висотами Rp12 - 146,5 і Rp79 - 160,2.

2. Проект планової основи на ділянку робіт

2.1 Загальна характеристика планових мереж

Для забезпечення опорними пунктами на території України створена АГМ. Її складають для планової опори - тріангуляція, трилатерація і полігонометрія , для висотної - нівелірна мережа.

Державна геодезична мережа є головною геодезичною основою топографічного знімання всіх масштабів та повинна задовольняти вимоги народного господарства та оборони країни при рішенні інженерно - технічних задач. Вона створюється методами тріангуляції, полігонометрії і трилатерації та їх комбінацій. В кожному районі побудова мережі має виконуватись таким методом, який при рівних умовах дає найбільш економічний ефект.

Геодезична основа великомасштабних знімань будується у відповідності з «Головним положенням про державну геодезичну мережу» та класифікацію геодезичної мережі, інструкціями та керівництвом ГУГіК.

У відповідності із прийнятою класифікацією геодезичні мережі поділяються на:

· Державні геодезичні мережі;

· Геодезичні мережі згущення;

· Геодезична знімальна основа.

Державна геодезична мережа складається з:

· Мереж тріангуляцій, полігонометрії та трилатерації 1, 2, 3, 4 класів, які відрізняються точністю вимірів кутів і ліній, а також довжинами сторін та порядком розвитку.

· Нівелювання І, II, III, IV класів.

В залежності від умов місцевості та економічної доцільності приймається той чи інший метод створення геодезичної мережі.

До геодезичних мереж згущення відносять мережі, які прокладають для основи топографічних зйомок масштабів 1:10000-1:5000 та інженерно геодезичних робіт.

Геодезичні мережі згущення діляться на:

· Мережі тріангуляції першого і другого розрядів;

· Мережі полігонометрії першого і другого розрядів;

· Технічне нівелювання.

Знімальні мережі є безпосередньо основою знімання всіх масштабів та різних геодезичних робіт. До них відносяться:

· планові, які прокладаються у вигляді теодолітних ходів, тахеометричних та мензульних ходів;

· геометричні мережі або різноманітні засічки, окремі пункти;

· точки фотограмметричного згущення.

Державна мережа першого класу будується у вигляді полігонів, периметром до 800 км, які створюються тріангуляційними чи полігонометричними ланками, довжиною 200 км, розташованих в напрямках меридіанів та паралелей. Ланка тріангуляції першого класу створюється з трикутників, по формі близьких до рівносторонніх, з кутами не менше 40°. На кінцях ланок виконують виміри базисних сторін та виконують комплекс геодезичних, астрономічних та гравіметричних вимірів та визначень.

Геодезичні мережі другого класу будують у вигляді щільних мереж трикутників з кутами більше 20° і довжинами сторін 7-20 км. Трикутники заповнюють полігони першого класу. Базисні сторони розташовують рівномірно приблизно через 25 трикутників.

Згущення геодезичних пунктів в мережах першого і другого класів до необхідної точності здійснюють шляхом розвитку в них мереж третього і четвертого класу. Вони будуються у вигляді систем щільних трикутників, які встановлені в мережі вищих класів. Кути в трикутниках допускаються більше 20°, довжини сторін в мережах третього класу 5-7 км, четвертого класу -2-5 км.

Геодезичні кути вимірюють з точністю:

· 0.8" - перший клас;

· 1.0" - другий клас;

· 1.5" - третій клас;

· 2.0" - четвертий клас.

Полігонометрія є більш ефективною, тому що потрібна видимість тільки по двох напрямках.

При побудові мереж методами полігонометрії третього і четвертого класу визначення пунктів проводиться прокладанням ходів або систем ходів, які опираються на пункти вищого класу.

Горизонтальні кути вимірюють з середньою квадратичною помилкою: 1.5" для третього класу і 2.0" для четвертого класу. СКП виміру сторін не повинні перевищувати 1:200000 і 1:150000 для третього і четвертого класу відповідно (табл. 1).

Таблиця 1 - Вимоги до полігонометричних ходів

№п/п	Показники	Полігонометрія
		4кл.	1р.	2р.
1	Гранична довжина ходу, км: а) який спирається на 2 вихідні пункти; б) між вихідним пунктом і вузловою точкою; в) між двома вузловими точками;	14,0 9,0 7,0	7,0 5,0 4,0	4,0 3,0 2,0
2	Граничний периметр полігона, км	40	20	12
3	Довжина сторін, км: а) найбільша; б) найменша; в) середня;	3,0 0,25 0,50	0.80 0,12 0.30	0,50 0,08 0,20
4	Кількість сторін в ході, мм.	15	15	15
5	Гранична відносна помилка ходу	1:25000	1:10000	1:3000
6	Середня квадратична помилка вимірювання кута, розрахована за нев'язками в ходах або полігонах.	3?	5?	10?
7	Гранична кутова нев'язка в ході або полігоні з кількістю кутів n	5vn	10vn	20vn
8	Середня квадратична похибка вимірювання сторони, см а) до 500м. б) до 1000м. в) понад 1000м.	1 2 1:40000	1 2 -	1 - -

2.2 Лінійні та кутові вимірювання в запроектованій мережі

При кутових вимірюваннях основними джерелами помилок є: помилка центрування теодоліта, помилка редукції , помилка приладу , помилка за вплив довкілля , помилка власних вимірювань кута , а також помилка вихідних даних .

Приймаючи, що всі джерела помилок випадкові, та дотримуючись принципу однакових впливів цих помилок отримаєм:

(1)

(2)

, (3)

. (4)

Граничне значення помилок дорівнює:

. (5)

Для полігонометрії 1-го розряду (Т5)

.

Перед виконанням кутових вимірювань спочатку центруємо теодоліт над точкою на станції, а її вплив (помилка центрування) на точність вимірювання кута визначається за формулою:

, (6)

де , - довжини ліній що утворюють кути ??;

d - довжина діагоналі,яка з'єднує кінці ліній;

l - лінійний елемент центрування;

Потім встановлюють візирні марки (помилка редукції) над точками, на які будуть проводитись спостереження. Вплив помилки редукції на точність вимірювання кутів визначається за формулою:

, (7)

де -лінійний елемент редукції.

Щоб досягнути високої точності центрування теодоліта і встановлення візирних марок, необхідно користуватися добре вивіреним оптичним виском. Значно зменшити вплив цих помилок можна, використовуючи так звану трьохштативну систему, у якій одні і ті ж штативи по черзі використовуються для встановлення теодоліта і візирних марок.

Під час вимірювання кутів вважають, що всі геометричні умови в теодоліті виконуються. Їх порушення викликають помилки приладу. Значно послабити ці помилки можна, якщо акуратно виконувати всі перевірки.

Кути на станції вимірюємо способом кругових прийомів. Помилка власне вимірювання кута вираховується за формулою:

, (8)

де n- кількість прийомів;

- помилка візування;

- помилка відліку;

Помилка візування залежить від гостроти зору спостерігача, збільшення зорової труби. Для попередніх розрахунків можна прийняти 2,4? ( для Т5).

(9)

Можна визначити кількість прийомів за формулою:

(10)

В результаті отримаємо для полігонометрії 1-го розряду n=6.

На якість вимірювання кутів впливає також довкілля, як на положення самого теодоліта так і на якість візування. Так під час вимірювання кутів можливе осідання або випирання ніжок штатива, боковий тиск вітру спричиняє зміщення приладу з центра знака, а боковий поривчастий вітер викликає його тремтіння. Найбільші викривлення у результати кутових вимірювань вносить бокова редукція.

Методи послаблення бокової редукції:

· ходи полігонометрії проектуються вздовж тіньової сторони вулиці;

· уникати розміщення на шляху візирного променя об'єктів з сильним тепловим випромінюванням;

· кутові вимірювання виконувати у ранкові і вечірні години спокійних зображень. Максимально використовувати дні з похмурою погодою, весняні та осінні періоди.

· постійно слідкувати за станом центрування теодоліта і візирних марок.

· припиняти кутові вимірювання, якщо вітер викликає тремтіння приладу.

· на слабких ґрунтах під ніжки штатива необхідно забивати кілки.

· при вимірюванні ліній раціонально використовувати світловіддалеміри, тоді впливом систематичних помилок можна знехтувати.

Порядок вимірювання ліній є такий: на один із штативів ставлять світловіддалемір, центрують його над точкою на станції, а на інших ставлять світловідбивачі, які теж центрують і редукують над точкою. Після проведення підготовчих робіт виконують вимірювання. Промінь від приладу до відбивача і назад долає подвійну відстань. Очевидно, що при використанні світловіддалемірів, точність вимірювання лінії значно збільшилась.

Впровадження світловіддалемірів значно полегшило вимірювання довжин ліній в ходах полігонометрії та теодолітних ходах.

2.3 Проект планової мережі на ділянку робіт

Опираючись на пункти, які знаходяться на даній ділянці робіт, прокладаємо полігонометричний хід 1-го розряду. При прокладанні цих ходів користуємося вимогами поданими в таблиці 1.

Пункти під час проектування розставляли так, щоб це відповідало вимогам інструкції, а також була безпосередня видимість між ними, та так, щоб вони зберегли свою стійкість, та не було порушено їх планове та висотне положення під час майбутніх будівельних робіт.

Хід полігонометрії 1-го розряду прокладався між пунктами ПП1-ПП2, через пункти П3, П4, П5, П6 (рис. 1).



Рисунок 1 - Схема планової основи

2.4 Оцінка точності проекту мережі

Розрахунок точності вимірювання кутів і ліній в ходах полігонометрії 1-го розряду, який запроектований між пунктами полігонометрії обчислюємо за формулою:

, (11)

де - СКП положення кінцевого пункту витягнутого ходу;

- СКП вимірювання кута;

- довжина полігонометричного ходу;

- число ліній в ході;

- СКП вимірювання лінії.

Розраховую 2х1р для полігонометрії 1-го розряду:

m2 пол.1р. = 2х1р + m2в.д. (12)

m2в.д. = 0. (13)

m2 пол.1р. = 2х1р (14)

m2 пол.1р. = 5,2 см

2х1р = m2t + m2u (15)

де m2t - СКП за поздовжній зсув;

m2u - СКП за поперечний зсув.

mu = mt = = 1,41 см

mt = , n = 6

ms = = 1,41 / =2,45 см.

Для проведення вимірювань обираємо електронний тахеометр Leica TCR 405.

гірничий копалина полігонометрія

mu = (16)

= (17)

mu = 1,41 см, = 842 м, n = 6, = 206265

= 3,9

Отримавши всі необхідні дані за формулою 11 отримаємо:

M2 = 4,6 см.

= + + + + (18)

= = = = = (19)

- СКП за центрування приладу.

=

n - кількість прийомів.

- СКП взяття відліку.

= , - збільшення зорової труби.

= 30; = 2; = 2; = = 15,5

n = = 4 прийомів.

Для полігонометрії 2-го розряду з кількістю сторін n = 3, і довжиною ходу L = 238 м:

m2 пол.2р. = 2х2р + m2в.д.

m2в.д. = 2х1р. 2х2р. = m2 пол.2р - m2в.д.

m2 пол.2р. = 2х1р

2х2р = 6,62 см.

mu = mt = х2р/ = 2,41 см

ms = mt = 2,41 / =1,73 см.

Для проведення вимірювань обираємо електронний тахеометр Leica TCR 405.

mu =

=

mu = 2,41 см, = 238 м, n = 3, = 206265

= 6,9

Отримавши всі необхідні дані за формулою 11 отримаємо:

M2 = 6,67 см.

= + + + +

= = = = = /5

- с.к.п. за центрування приладу.

=

n - кількість прийомів.

- с.к.п. взяття відліку.

= , - збільшення зорової труби.

= 30, = 2; = 2; = /5 = 15

n = = 4 прийомів.

2.5 Приладове забезпечення

На даному об'єкті для визначення планового положення точок запроектованої мережі виконуємо полігонометрію 1-го розряду. Подальше згущення виконуємо полігонометрією 2-го розряду. Вимірювання кутів як в теодолітних так і в полігонометричних ходах виконуємо електронним тахеометром Leica TCR 405 з мінімальним набором аксесуарів.

При лінійних вимірюваннях в теодолітних і полігонометричних ходах 1-го розряду найбільш раціонально використовуються світловіддалеміри.

3. Проект висотної основи

3.1 Загальна характеристика мереж висотної основи

Точність висотних мереж залежить від точності розбивочних і знімальних робіт, а також від розмірів даної території.

Інженерно - геодезичні роботи базуються на державних нівелірних мережах І - IV класів. Нівелірні мережі І - II складають головну висотну основу на основі якої встановлюється єдина система висот на території всієї держави. Сітки нівелювання І класу прокладаються на територіях великих міст площею більше 500 км2.

Сітки нівелювання, які прокладаються на територіях міст і промислових майданчиків характеризуються наступними технічними характеристиками.

Нівелірні ходи II класу прокладаються так, щоб марки і репери розташовувались рівномірно по всій території робіт. Нівелювання проводиться методом одиниць в прямому і зворотному напрямках. При згущенні нівелірної мережі II класу нівелювання III класу прокладається у вигляді окремих ходів або систем ходів і полігонів, які опираються на репери і марки нівелювань вищих класів.

Якщо мережа нівелювання III класу є самостійною опорною мережею, то вона базується у вигляді систем замкнутих полігонів. В цьому випадку нівелірні ходи прокладаються в прямому і зворотному напрямках. Нівелювання IV класу виконують для згущення III класу. Кожна нівелірна лінія IV класу повинна опиратися обома кінцями на репери нівелювання старших класів або на вузлові точки нівелювання II класу, утворюючи таким чином замкнуті полігони. Відстань між реперами IV класу не повинна перевищувати 0,2 км на забудованій і 0,5 - 2 км на незабудованій території.

Для згущення IV класу використовують технічне нівелювання. Воно проектується у вигляді окремих ходів, систем ходів чи замкнутих полігонів, що спираються на репери вищих класів. Висячі ходи допускаються в окремих випадках. Технічне нівелювання виконують методом геометричного і тригонометричного нівелювання.

Всі роботи виконують в одній системі висот, прийнятій в період вишукування. Пункти висотної основи закріплюються нівелірними знаками, які повинні відповідати вимогам:

· забезпечувати стабільність положення верхньої робочої частини знаку на протязі тривалого часу;

· мати таку конструкцію, щоб вона забезпечувала довготривалу збереженість знаку в місці його закладки;

· конструкція знаку має бути по можливості простою, яка б дозволяла виготовляти його в заводських умовах і механізувати роботи по його закладці.

3.2 Проект висотної основи на ділянку робіт.

Дана ділянка робіт забезпечена топографічними картами всіх масштабів. Проект висотної основи на даній ділянці робіт виконую на топографічній карті масштабу 1:2000 (рис. 2).

Проектування висотної мережі виконую по ходах полігонометрії 1-го розряду IV класом нівелювання та по ходах полігонометрії 20-го розряду - технічним нівелюванням.

Запроектовано 2 репери висотної основи IV-го класу, від яких прокладають нівелірні ходи IV класу, а подальше згущення. Найбільша довжина лінії між постійними точками 360 м , найменша - 76 м. Максимальна довжина ходу між вихідними точками 2590 м, мінімальна - 420 м.



Рисунок 2 - Схема висотної основи

3.3 Оцінка точності проекту висотної основи

При оцінці точності нівелірних ходів необхідно знати помилку в перевищенні між реперами, щоб розрахувати точність наступних класів нівелювання. В першу чергу, користуючись схемою та технічними характеристиками мережі, що проектується, потрібно розрахувати квадрати середніх квадратичних помилок та ваги виміряних перевищень:

(20)

з - СКП на 1 км ходу, з = 8 мм для IV класу, для технічного нівелювання -20мм

L - довжина ходу в км, L =2,6 км і 0,9 км.

.

3.4 Приладове забезпечення

На даному об'єкті по полігонометричних ходах 1-го розряду проводять нівелювання IV класу. Використовують прилади: НС4, Н3, Ni 025 , 25? і двостонні рейки.

Нівелірні знаки використовують ті, які необхідні для тривалого закріплення на місцевості висот точок. Нівелірні знаки можна поділити за призначенням на глибинні і ґрунтові та стінні марки і репери.

3.5 Методика вимірювань

На даному об'єкті виконується нівелювання IV класу по полігонометричних ходах 1-го розряду. Кожна нівелірна лінія повинна опиратися на репери нівелювання старших класів або на вузлові точки нівелювання IV класу. Нівелірні ходи прокладаються в одному напрямку. Оптимальна довжина плечей 100-150 м. Нерівність плечей 5м, накопичення - до 10 м, . По теодолітних ходах виконується технічне нівелювання у вигляді ходів і полігонів. Ходи опираються на репери вищих класів або на вузлові точки . У окремих випадках допускаються висячі ходи, які прокладаються у прямому і зворотньому напрямках. Технічне нівелювання виконується тригонометричним і геометричним способами. Якщо спостереження ведуться по двох сторонах рейок, то нівелювання виконують при одному горизонті нівеліра, якщо ж на одній стороні то при двох горизонтах приладу. з на 1км ходу 16мм , -8мм. Віддаль від нівеліра до рейок 150м.

4. Знімальні роботи на об'єкті

4.1 Вимоги до точності і детальності знімальних робіт на кар'єрах

Знімальні мережі прокладають поблизу всіх об'єктів, що підлягають зніманню. Відстань між сусідніми пунктами знімальної мережі повинна бути не більше 400 м. і, як правило, не менше 100 м. Основні пункти знімальної мережі закріплюються постійними центрами тільки в тих місцях, де їх тривале збереження може бути забезпечено. У межах кар'єру і внутрішніх відвалів пункти знімальної мережі не можуть існувати довго, і тому вони закріплюються тимчасовими центрами.

Середня похибка визначення положення пунктів знімальних мереж не повинна перевищувати 0,4 мм у масштабі знімання. Способи створення знімальних мереж залежать від рельєфу місцевості, розмірів і конфігурації кар'єру, ширини робочих уступів майданчиків, напрямку розвитку гірських порід, тощо. Горизонтальні кути в мережах вимірюють теодолітами типу Т-30 двома прийомами, лінії вимірюють мірними стрічками або далекомірами. Вимірювання кутів і довжин ліній можна виконувати електронними тахеометрами. Координати пунктів знімальної основи можна також визначити супутниковими методами. Знімальні мережі на кар'єрах можуть створюватися такими методами:

· спосіб аналітичних мереж;

· спосіб засічок;

· спосіб полярних координат;

· спосіб теодолітних ходів;

· спосіб експлуатаційної або квадратної сітки;

· спосіб створних (профільних) ліній.

З пунктів знімальних мереж виконується топографічне знімання - це сукупність польових і камеральних обчислень, внаслідок яких визначають планове і висотне положення характерних точок контурів і рельєфу в кар'єрах.

Пікети під час знімання набирають на всіх характерних точок контурів і поверхонь. Відстань між пікетами на брівках уступів для знімання у масштабі 1:1000 не повинна перевищувати 20 м, якщо брівки уступів складні, і 30 м, якщо брівки витягнуті і за своєю конфігурацією ближчі до прямолінійних; для знімання у масштабі 1:2000 ці відстані не повинні перевищувати відповідно 30 і 50 м. розбіжності контурів на межах ділянок у разі вимірювань з різних пунктів знімальної основи не повинні перевищувати 1 мм на плані для чітких контурів і 1,5 мм - для нечітких контурів. Знімання може виконуватися наступними способами:

· тахеометричне знімання;

· мензульне знімання;

· знімання способом перпендикулярів;

· наземне стереофотограмметричне знімання.

4.2 Проект знімальної основи на ділянку робіт

Знімальні основа на об'єкті створюється для виконання з них тахеометричного знімання. В моєму випадку знімальна мережа буде прокладатися у вигляді теодолітних ходів з мереж згущення 2-го розряду (рис. 3). Знімання здійснюють звичайними теодолітами і тахеометрами, а також електронними тахеометрами з точок А1-А10.

Станціями для польових вимірювань є пункти знімальної мережі. Відстань від інструмента до пікету не повинна перевищувати 100, 200 і 300 м для знімання брівок уступів та інших нечітких контурів відповідно в масштабах 1:1000, 1:2000 і 1:5000.



Рисунок 3 - Схема знімальної основи

4.3 Оцінка точності проекту

Розрахунок точності вимірювання кутів і ліній в теодолітному ході, який запроектований між пунктами полігонометрії 2-го розряду обчислюємо за вже відомими формулами:

,

де - СКП положення кінцевого пункту витягнутого ходу;

- СКП вимірювання кута;

- довжина полігонометричного ходу;

- число ліній в ході;

- СКП вимірювання лінії.

mu = mt = = 1,74 см

mt = , n = 3

ms = = 1,74 / =1,7 см.

Для проведення вимірювань обираємо електронний тахеометр Leica TCR 405.

mu =

=

mu = 1,74 см, = 261 м, n = 3, = 206265

= 18,44

Отримавши всі необхідні дані за формулою 11 отримаємо:

M2 = 8,76 см.

= + + + +

= = = = =

- СКП за центрування приладу.

=

n - кількість прийомів.

- СКП взяття відліку.

= , - збільшення зорової труби.

= 30; = 2; = 2; = = 35,5

n = = 4 прийомів.

4.4 Методика робіт

Методика робіт у тахеометричному зніманні на кар'єрі аналогічна методиці топографічного знімання місцевості. Цей спосіб дуже поширений, особливо в глибоких кар'єрах завдяки можливості його використання в будь-яких умовах. Знімання здійснюють звичайними теодолітами і тахеометрами, а також електронними тахеометрами.

Польові роботи в тахеометричному зніманні пришвидшуються за використання різних видів тахеометрів-автоматів і особливо електронних тахеометрів. У полі зору труб цих інструментів видні номографічні криві, за допомогою яких на вертикальній рейці можна безпосередньо відлічувати значення горизонтальної відстані і перевищення пікетних точок щодо точки стояння інструмента.

5. Інші види робіт

Рекультивація порушених земель.

Збільшення обсягів промислового будівництва, видобутку корисних копалин відкритим способом відбувається за рахунок земель сільськогосподарського призначення, а це призводить до появи порушень земель, які підлягають відновленню-рекультивації.

Рекультивація земель являє собою комплекс інженерно-технічних, меліоративних, агротехнічних та інших заходів, виконуваних з метою відновлення продуктивності сільськогосподарських угідь, а також використання рекультивованих земель для висаджування дерев, спорудження водоймищ, будівництва об'єктів відпочинку , спорту, які покращують стан навколишнього середовища.

Об'єктами рекультивації є виїмки кар'єрів, місця добування торфу,деформовані поверхні шахтних ділянок, майданчики ліквідованих підприємств, відвали покривних порід з шахт і кар'єрів , золо відвали, шлакосховища металургійних підприємств. Поряд з рекультивацією порушених земель, що є результатом видобутку корисних копалин відкритим способом, виникає необхідність у рекультивації земель, порушених підземними виробленнями (шахтні поля), що появляються в утворенні грядового рельєфу, тріщин і розривів на земній поверхні.

Найбільш трудомісткими роботами є розвалування відвалів покривних порід, засипання котлованів, вирівнювання укосів до необхідної стійкості, формування родючого шару, будівництва відводів поверхневого стоку, доріг, тощо. Проекти рекультивації порушених земель розробляють на планах масштабів 1:1000 і 1:2000. Для складання планів великих масштабів здійснюють топографічні знімання.

На проекті рекультивації показують місця розвалування відвалів, засипання котлованів та вирівнювання схилів. Обчислюють обсяги земляних робіт, вказують стрілками або описують транспортування земляних мас з місця лінійних об'єктів, відводів поверхневого стоку, тощо.

Контроль за роботою землерийних машин, що виконують планування проектних поверхонь без автоматичних засобів, наприклад, без вживання лазерних систем, доцільно здійснювати тригонометричним нівелюванням, щодо реперів висотної основи, створеної перед зніманням порушених земель, або допоміжних точок поблизу ділянок земляних робіт.

Висновок

В даному курсовому проекті запроектовано комплекс геодезичних робіт для розробки кар'єру рудних корисних копалин, відкритим способом. Проведені проектно-вишукувальні роботи. В якості планової основи запроектовано ходи полігонометрії 1-го розряду, згущення планової основи проводилося полігонометрією 2 розряду. Висотна основа запроектована у вигляді нівелірних ходів IV класу, згущення виконується ходами технічного нівелювання.

Дано технічні умови проектування та опис об'єкта, опис приладів, які використовуються у лінійно-кутових та висотних вимірюваннях. Вказана також методика вимірювання.

В розділі 4 поданий опис особливих видів робіт при розробці кар'єру рудних корисних копалин відкритим способом. Виконано оцінку точності полігонометричної мережі 1-го і 2-го розряду.

Виконано оцінку точності нівелювання IV класу для кожного ходу. До даного курсового проекту додається карта масштабу 1:2000, а також схеми планової, висотної основи.

Література

1. Інструкція з топографічного знімання у масштабах 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000, 1: 500. ГКНТА-2.04-02-98. Київ, 1999.

2. Інструкція про типи центрів геодезичних пунктів. ГКНТА-2.01.02-01.93. Київ, 1994.

3. Инструкция по нивелированию І, ІІ, ІІІ и ІV классов. М., Недра, 1990.

4. Справочное руководство по инженерно-геодезическим работам. Под ред. В.Д. Большакова и Г.П. Левчука. М., Недра, 1980.

5. Тартачинський Р.М., Дейнека Ю.П., Смірнова О.М. та ін. Практикум з інженерної геодезії. Оцінка точності проектів спеціальних геодезичних мереж. Львів, ІП «СТІП», 2001.

6. Волосецький Б.І. Інженерна геодезія. Львів, НУ «ЛП», 2003.

7. Волосецький Б.І. Геодезія у природокористуванні. Львів, НУ «ЛП», 2008.

8. Синанян Р.Р. Маркшейдерское дело. М., Недра, 1988.

9. Родионов Л.Е. Бугаец А.Е. маркшейдерские роботы при открытых розработках. М., Гозгортехиздат, 1961.

Размещено на Allbest.ru