ЗАДАНИЕ №2 - Северо-Кавказский горно

1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Кафедра Геодезии
МАРКШЕЙДЕРИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ
к выполнению практической работы
«ВЕРТИКАЛЬНАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ СЪЕМКА И
МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ
ВЫРАБОТКИ ВСТРЕЧНЫМИ ЗАБОЯМИ»
для студентов специальности «Горное дело»(130404.65)
Владикавказ 2014
2
УДК 622.1 (07)
ББК 33.12
Г 37
Составитель:
ст. преп. Герасименко С.И.
Рецензент:
д.т.н., проф. Келоев Т.А.
Методические указания и задания «Вертикальная соединительная
съемка и маркшейдерские работы при проведении выработки встречными
забоями» предназначены для выполнения практической работы студентами
специальности «Горное дело» (130404.65)
Сдано в печать
Формат изд.
Объем
Заказ №
Тираж 50 экз.
Издательство «Терек». Подразделение оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ).
3
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Цель работы…………………………………………………………..4
2. Задание №1 Вертикальная соединительная съемка………….……4
3. Исходные данные…………………………………………………….5
4. Приложение №1……………………………………………………...8
5. Приложение №2…….………………………………………………..9
6. Контрольные вопросы ……………………………..………………..9
7. Задание №2 Проведение выработки встречными забоями….……10
8. Исходные данные……………………………………………………11
9. Приложение №3 (табл. №1,2)………………………………………13
10.Приложение №4…….………………………………………………..15
11.Контрольные вопросы……………………………………………….15
12.Литература …………………………………………………………..16
4
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА
Цель:
1. Научить студентов практическим навыкам в решении специальных
маркшейдерских задач;
2. Привить навыки камеральной обработки результатов полевых
измерений.
ВРЕМЯ: 3 учебных часа.
ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:
Линейка, циркуль, транспортир, лист миллиметровой бумаги (формат А-4) и
микрокалькулятор.
ЗАДАНИЕ №1.
«Вертикальная соединительная съемка»
Горизонтальная
соединительная
съемка
обеспечивает
связь
поверхности с подземными горными выработками только в горизонтальной
плоскости (в плане), что недостаточно для решения многих
горнотехнических задач. Необходимым условием пространственной увязки
является надежная связь поверхности с подземными выработками и по
высоте. Эта задача решается вертикальной соединительной съемкой.
Исходными для построения подземной высотной сети являются реперы
государственного нивелирования III и IV классов на поверхности шахты или
подходные реперы вблизи нее.
Способ передачи высотной отметки в подземные выработки зависит от
типа вскрывающих выработок. Если горные выработки сообщаются с земной
поверхностью штольней, то передача высотной отметки осуществляется
геометрическим нивелированием в прямом и обратном направлениях.
Расхождение в сумме превышений при этом не должно превышать величины
±50√L мм, где L — длина хода, км.
При вскрытии месторождения наклонным шахтным стволом передача
высот осуществляется тригонометрическим нивелированием.
5
Разность высот между прямым и обратным нивелированием не должна
превышать ±10√n1 +n2 мм, где n и n2— число сторон прямого и обратного
хода.
Передачу высотной отметки, т. е. координаты z от репера на земной
поверхности через вертикальный шахтный ствол в подземную выработку,
производят при помощи длинной шахтной ленты и длинномером ДА-2
Разность передачи высот при двух независимых измерениях не должна
превышать величины (10 + 0,2 H) мм, где H - глубина шахтного ствола, м.
Найти:
Н в – высотную отметка репера В, заложенного в шахте
К защите представить:
1. На листе миллиметровой бумаги формата А-4 в масштабе 1:200 схему
решения задачи;
2. Пояснительную записку, в которой, в сжатой форме, излагается ход
выполнения задания и обоснование принятых решений.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.
В нашем примере используем следующие исходные данные:
1) НА – высотная отметка репера А заложенного на поверхности
2) NП –отсчет по ленте на поверхности, м
3) Nш - отсчет по ленте в шахте, м
4) a - отсчет по реке на поверхности, м
5) b - отсчет по реке в шахте, м
6) tп - 25°С температура на поверхности
7) tш - 10°С температура в шахте
8) tо - 20°С температура при компарировании
9) Р = 15кг, масса груза при измерении
10) Р = масса груза при компарировании
11) α = 1.2×10-5 температурный коэффициент расширения для стали
12) Е = 2×106 Па (1Па=1 Н/м2) модуль Юнга
Студент получает номер варианта и выписывает исходные данные из
приложения № 1, таблица №1. Вычисления ведут в тетради (12л.)
6
Самостоятельная работа.
Пусть на земной поверхности вблизи устья ствола шахты имеется репер
А (приложение №2) с известной отметкой НА и требуется определить
отметку НВ репера В заложенного в почве или стенке подземной выработки.
В ствол шахты опускают ленту с грузом. На поверхности и в шахте
устанавливают нивелиры, на реперах А и В – нивелирные рейки.
Одновременно берут отсчет а и b по рейкам, отсчеты NП NШ по ленте и
измеряют температуру воздуха на поверхности tп и в шахте tш. Высотная
отметка репера В в шахте определяется по формуле:
НВ= НА- h,
где h превышение между реперами А и В в метрах
h= NП – Nш – а + b +∆l1 +∆l2+∆l3+∆l4+…..
где ∆l1- поправка за компарирование ленты
∆l2- поправка за температуру
∆l3- поправка за удлинение ленты от действия собственного веса
∆l4- поправка за удлинение ленты от разности весов грузов при измерении Р
и компарировании Ро
Поправка ∆l1 за компарирование ленты принимается по паспорту
ленты.
Поправка за температуру ∆l2 определяется по формуле
∆l2= αL(t - tо)
L – участок ленты на котором производят измерения
L =NП – Nш
t – средняя температура воздуха в стволе, определяемая по измерениям на
поверхности и в шахте
t=0,5(tп - tш)
Поправка за удлинение ленты от действия собственного веса
𝛾L2
∆l3=
20Е
7
где γ – удельный вес материала
Е – модуль Юнга
Поправка за удлинение ленты от разности весов грузов при измерении
Р и компарировании Ро
100(Р−Ро )
∆l4=
Е𝐹
L
F – площадь поперечного сечения ленты, мм2 обычно (F≈6 мм2)
\
8
Приложение 1
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Номер
варианта
НА, м
Отсчеты, м
1
551,207
NП
252,015
Nш
0,620
a
1,613
b
1,425
2
360,522
211,217
0,512
1,608
1,425
3
498,812
224,218
0,380
1,509
1,483
4
400,480
251,048
0,411
1,543
1,388
5
397,328
273,182
0,814
1,420
1,380
6
491,930
292,507
0,417
1,638
1,478
7
373,141
198,721
0,386
1,708
1,511
8
454,092
206,013
0,686
1,664
1,429
9
524,941
201,019
0,982
1,576
1,480
10
301,979
103,028
0,875
1,601
1,427
11
349,203
275,019
0,722
1,506
1,412
12
460,224
211,395
1,015
1,674
1,518
13
496,075
272,013
0,911
1,513
1,486
14
380,186
180,950
0,818
1,564
1,618
15
424,766
250,602
0,711
1,637
1,512
16
423,706
275,015
1,008
1,619
1,317
17
359,331
235,274
0,914
1,527
1,495
18
374,773
276,019
0,985
1,683
1,422
19
450,037
251,213
0,970
1,618
1,412
20
347,904
298,820
0,818
1,517
1,419
21
504,408
205,106
0,672
1,412
1,386
22
326,080
277,013
0,824
1,626
1,517
23
499,818
200,825
0,810
1,617
1,420
24
824,396
275,014
0,513
1,607
1,502
25
324,392
125,019
0,618
1,509
1,500
По ленте
По рейке
9
Приложение 2
Схема решения задачи №1
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
к заданию №1:
1. Последовательность работы маркшейдера на поверхности и
ориентируемом горизонте при передачи высоты с поверхности земли на
ориентируемый горизонт.
2. Формула для вычисления поправки за температуру
3. Формула поправки за удлинение ленты от разности весов грузов при
измерении и компарировании
10
4. Формула за удлинение ленты от действия собственного веса
5. Формула вычисления высотной отметки репера в шахте
ЗАДАНИЕ №2
«Проведение выработки встречными забоями»
Для ускорения работ горные выработки часто проходят двумя забоями,
идущими навстречу или догоняющими в одном направлении друг друга. Эти
случаи проведения горных выработок называют сбойками .
Задачи маркшейдерской службы при выполнении этих работ
весьма ответственны, так как точность сбойки полностью зависит от
точности маркшейдерских измерений и вычислений.
Методика маркшейдерских работ зависит от допустимой погрешности
сбойки, устанавливаемой в зависимости от назначения и вида проводимой
горной выработки.
Несмотря на многообразие встречающихся в маркшейдерской практике
случаев сбоек, их можно разделить на три основные группы:
 сбойки, проводимые в пределах одной и той же шахты, т. е. сбойки
выработок, сообщающихся между собой под землей;
 сбойки, проводимые между разными шахтами, не сообщающимися
между собой;
 сбойки вертикальных выработок.
Перед началом этих работ маркшейдер составляет проект, в котором
исходя из требуемой точности сбойки устанавливает необходимую точность
и методику угловых, линейных и высотных измерений. За ожидаемую
погрешность смыкания забоев принимают утроенное значение расчетной
средней квадратической погрешности.
Найти:
1) Горизонтальные углы DAB = βА, CBA = βВ
2) Уклоны iАВ, iВА
Если выработка наклонная, то следует определить угол наклона δ
К защите представить:
3. На листе миллиметровой бумаги формата А-4 в масштабе 1:2000 план
сбойки;
11
4. Пояснительную записку, в которой, в сжатой форме, излагается ход
выполнения задания и обоснование принятых решений.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.
В нашем примере используем следующие исходные данные:
1) ХА, УА, НА - координаты и высотная отметка точки А
2) ХВ, УВ, НВ - координаты и высотная отметка точки В
3) αАD, αBC - дирекционные углы сторон АD, BC соответственно
Студент получает номер варианта и выписывает исходные данные из
приложения № 3, таблица №1, №2. Вычисления ведут в тетради (12л.)
Самостоятельная работа.
Для задания направления выработки в горизонтальной и вертикальной
плоскости необходимо определить горизонтальные углы DAB = βА, CBA = βВ
и уклоны iАВ, iВА, а если проектируемая выработка наклонная, то следует
определить и угол наклона δ
1)Дирекционный угол αАВ оси выработки АВ находят решением обратной
задачи и через значение румба r, учитывая знаки приращения координат
вычисляют искомую величину
tgαАВ =
∆y
∆х
2)Далее определяем расстояние между точками А и В
lАВ =
∆y
𝑆𝑖𝑛αАВ
3) Вычисляют разбивочные углы
βА=αАВ- αАD
βВ= αВА- αВС
4) Определяют уклоны выработки с учетом знака превышения
12
iАВ=
iВА=
ℎ
𝑙
ℎ
𝑙
Правильность вычислений следует проверить графическим
определением приближенных значений углов βА, βВ и расстояния АВ по
плану сбойки.
Если выработка АВ наклонная, то вместо уклона следует определить
угол наклона выработки.
tgδАВ =
H𝐵 −H𝐴
𝑙АВ
Затем выполняется задание по варианту приложение №3,таб.1 и таб.2
13
Приложение 3
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
для сбойки горизонтальной выработки
Таблица №1
Номер
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Точка А
Х,м
144.56
152.40
139.48
144.70
156.11
56.40
57.25
59.30
170.55
171.20
174.99
167.22
171.25
39.72
44.18
35.55
40.12
41.02
154.60
158.30
160.38
23.65
24.15
26.70
21.40
У,м
325.05
324.95
325.30
335.10
336.60
105.30
104.80
106.58
225.40
230.75
229.84
222.07
232.50
70.50
74.20
66.45
71.05
71.15
276.15
271.60
272.38
52.40
53.05
55.30
50.60
Точка В
Н,м
150.50
150.10
221.45
225.05
110.08
95.15
95.20
95.40
150.50
145.35
85.46
90.30
150.50
205.90
220.15
220.70
190.20
185.65
220.00
170.30
150.00
150.50
150.00
200.00
205.10
Х,м
38.65
46.50
33.56
38.65
50.20
166.35
167.40
169.30
44.50
43.85
48.94
41.17
44.70
176.65
180.00
182.17
177.08
178.10
56.60
62.55
56.55
144.35
143.80
147.20
142.12
У,м
310.50
311.05
310.75
320.75
322.05
96.25
105.30
109.35
240.75
242.15
245.19
237.42
247.40
82.14
85.95
78.40
72.55
80.40
266.45
261.10
265.30
44.60
45.12
47.60
42.50
Дирекционный
угол
Н,м
151.05
150.50
222.08
225.80
110.88
95.90
96.05
96.10
150.90
146.05
86.14
91.10
149.70
205.15
219.45
219.80
189.70
186.45
220.80
171.10
151.00
151.90
150.90
200.80
206.10
αАD
273°35'
271°10'
272°25'
273°40'
272°15'
81°10'
89°50'
91°35'
258°18'
258°40'
257°26'
256°28'
257°05'
95°35'
94°16'
96°05'
91°30'
93°48'
275°11'
274°48'
273°45'
85°27'
84°52'
85°02'
84°26'
αBC
273°42'
273°15'
272°40'
272°25'
272°15'
80°50'
90°25'
92°12'
258°45'
258°15'
256°50'
273°14'
258°47'
96°16'
95°27'
96°15'
90°55'
93°42'
276°44'
275°36'
273°15'
86°20'
85°17'
85°32'
85°02'
14
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
для сбойки наклонной выработки
Таблица №2
Номер
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Точка А
Х,м
171,42
144,10
38,40
24,10
170,85
39,65
154,40
152,30
56,62
39,36
160,40
167,45
40,50
24,10
160,50
59,28
152,35
156,20
57,40
35,60
158,45
21,68
160,15
26,53
146,32
У,м
231,40
276,35
70,63
52,14
224,95
70,42
271,10
323,80
104,85
71,00
272,50
223,10
70,80
53,25
273,00
105,60
324,80
335,90
104,65
66,30
270,15
51,74
272,50
55,55
326,17
Точка В
Н,м
150,00
210,15
120,50
145,10
185,15
245,30
305,18
310,00
120,00
100,00
250,00
240,00
180,00
275,00
250,00
150,00
180,00
130,00
125,00
200,00
260,00
300,00
200,00
150,00
130,00
Х,м
41,08
56,12
174,32
142,76
44,75
176,30
62,30
46,68
166,40
176,45
56,75
41,74
177,15
144,10
56,45
169,10
46,35
50,42
167,50
182,25
62,75
141,80
56,70
146,70
34,10
У,м
240,05
266,14
86,52
45,20
240,60
80,25
261,44
311,16
96,46
82,37
285,60
237,50
71,30
45,40
264,85
109,13
311,38
322,11
104,40
77,48
260,55
42,83
265,40
45,50
310,12
Дирекционный
угол
Н,м
200,00
250,00
136,45
110,50
130,80
215,30
255,00
250,00
150,00
160,00
200,00
280,00
200,00
230,00
300,00
200,00
130,00
100,00
100,00
250,00
200,00
360,00
250,00
200,00
100,00
αАD
267°10'
273°17'
93°08'
86°26'
260°40'
93°11'
274°45'
273°37'
83°20'
94°28'
272°10'
262°10'
91°15'
83°10'
274°40'
87°54'
276°11'
275°45'
89°20'
95°27'
275°24'
86°11'
274°42'
85°50'
86°05'
αBC
267°35'
276°04'
93°28'
87°45'
259°35'
93°40'
274°25'
273°11'
84°17'
93°56'
272°40'
263°22'
90°45'
84°15'
275°25'
88°14'
275°54'
276°18'
89°15'
95°32'
274°56'
86°43'
275°14'
86°15'
85°45'
15
Приложение 4
Схема сбойки выработок №2
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ к заданию №2:
1. От чего зависит методика маркшейдерских работ при проведении горных
выработок встречными забоями
2. Основные группы случаев сбоек
3. Основные этапы сбойки горизонтальных и наклонных выработок,
проводимых в пределах одной шахты
16
ЛИТЕРАТУРА:
1. под ред. Попова В.Н., Букринского В.А. Геодезия и маркшейдерия:
учебник для вузов, Министерство образования и науки РФ. - М: Горная
книга: Издательство МГГУ, 2010. (10 шт., 528 Г 35)
2. под ред. Попова В.Н., Букринского В.А., Геодезия и маркшейдерия:
учебник для вузов, Министерство образования и науки РФ. - М: Горная
книга: Издательство МГГУ, 2004. (1 шт., 528 Г 35)
3. Борщ-Компониец В.И. Геодезия. Маркшейдерское дело, учебник для вузов
- М: Недра, 1989 г.
4. под ред. Ушакова И.Н., Маркшейдерское дело, учебник для вузов - М:
Недра, 1989 г.
5. Ларченко М.П., Тесты и задачи по инженерной геодезии, учебное пособие М: Издательство строительных вузов, 2011.
6. Синанян, Р. Р. Маркшейдерское дело. – М.: Недра, 1988.
7. Букринский, В. А. Основы геодезии и маркшейдерского дела / В. А.
Букринский, Г. В. Орлов, Е. М. Самошкин. – М. : Недра, 1988
8. Горная графическая документация. ГОСТ 2.850-75 – ГОСТ 2.857-75,
введен в действие Постановлениями Государственного комитета
стандартов Совета Министров СССР от 7 февраля 1975 г. № 354 и от
27 марта 1975 г. № 788 – М. : Изд-во стандартов, 1976
9. Охрана недр и геолого-маркшейдерский контроль. Инструкция по
производству маркшейдерских работ (РД 07-603-03) / Кол.авт. – М. :
ФГУП Государственное предприятие НТЦ по безопасности в
промышленности ГГТН России, 2004. – 120 с.