Содержание Введение ....................................................................................................................... 4 1 Маркшейдерские работы при строительстве шахт............................................... 5 1.1 Общие сведения..................................................................................................... 5 1.2 Маркшейдерские работы при проходке, креплении и армировании стволов .......................................................................................................................... 5 1.3 Маркшейдерские работы при проведении околоствольных выработок ......... 7 1.4 Проектный полигон .............................................................................................. 9 1.4.1 Уравнивание полигонов .................................................................................. 10 1.4.2 Работа по проектному полигону..................................................................... 12 2 Расчет проектного полигона околоствольной выработки ................................. 14 2.1 Порядок расчета .................................................................................................. 14 2.2 Расчет сопряжения горных выработок ............................................................. 17 Заключение ................................................................................................................ 22 Список использованных источников ...................................................................... 23 Приложение 3 Введение При строительстве зданий и сооружений шахтной поверхности, проходке шахтных стволов и проведении капитальных горных выработок большая нагрузка ложится на маркшейдеров, которые должны владеть не только теоретическими знаниями, но и практическими навыками выполнения геодезических и маркшейдерских работ. В данном курсовом проекте производится расчет проектного полигона околоствольной выработки. В ходе проектирования используются теоретические знания и практические навыки, полученные по итогам изучения специальных дисциплин и производственной практики. Расчеты производились в программе Microsoft Office Excel, графическая часть исполнена в программном продукте AutoCAD. 4 1 Маркшейдерские работы при строительстве шахт 1.1 Общие сведения Строительство горного предприятия производится на основе утвержденного комплексного проекта разработки месторождения полезного ископаемого, являющимся основным документом для всех служб, участвующих на всех этапах его реализации. Маркшейдерское обеспечение строительства шахт является одной из наиболее ответственных работ маркшейдерского дела. Основные задачи, решаемые в шахтном строительстве, заключаются: • в проверке числовых значений элементов и графической части проектных чертежей; • в перенесение геометрических элементов проекта в натуру; • в контроле за соблюдением установленного проектом соотношения геометрических элементов зданий, сооружений и горных выработок; • в наблюдении за осадками сооружений; • в съемке промплощадки, горных выработок и пополнение чертежей горной графической документации; • в учете объемов горнопроходческих работ. 1.2 Маркшейдерские армировании стволов работы при проходке, креплении и Армирование стволов шахт – это работы по установке в нем расстрелов, проводников, спор лестничных отделений, трубопроводов. Производится после полной проходки стволов по последовательной, параллельной и совмещенной схемами, так и одновременно с проходкой стволов. Маркшейдерские работы при армировании ствола состоят: 1. В обозначении в натуре мест установки расстрелов и навески проводников. 2. В контроле за правильностью их установки. Сооружение вертикального ствола начинают с разметки положения котлована под его устье. Для этого оси ствола выносят на обноску, натягивают по осевым направлениям проволоки, относительно которых при помощи отвесов производят центрирование и ориентирование рамышаблона. После проходки устья ствола до заданной отметки, разделки вруба первого опорного венца, производят укладку настила и сборку опалубки для бетонирования устья ствола. Положение опалубки под опорный венец проверяют в горизонтальной и вертикальной плоскостях замерами радиусов 5 от центрального отвеса до наружной поверхности опалубки и замерами расстояний от рамы-шаблона до кружальных ребер. Для проходки ствола на всю глубину, после сооружения временного или постоянного подъемного комплекса, раму шаблон заменяют постоянной проходческой рамой, которую устанавливают на крепь устья ствола. Смещение проходческой рамы относительно проектного положения должно быть не более ± 20 мм. Контроль проходки и возведения крепи осуществляется от проходческих отвесов или лучей лазерных указателей направления, пропущенных через отверстия в проходческой раме. Расположение и количество отвесов зависит от формы поперечного сечения ствола и размещения проходческого оборудования. При возведении тюбинговой крепи ствола особое внимание уделяется монтажу первых колец. После сооружения устья ствола (форшахты) приступают к сборке на горизонтальном деревянном настиле первого кольца. Правильность укладки колец в плане проверяется относительно центрального отвеса также путем радиальных промеров. По мере углубления ствола положение осей и высотную отметку переносят на металлические платины или скобы, закрепляемые на тюбингах через 5-10 м. При проходке стволов прямоугольного сечения с возведением деревянной крепи в угловых частях ствола закрепляют четыре отвеса. Расстояние от отвеса до венцов крепи не должно отличаться от проектного более чем на 15 мм, а расстояние между углами венцов по диагонали - более чем на 50 мм. В процессе возведения крепи ствола маркшейдер периодически определяет фактическую толщину стенок постоянной крепи, местоположение и размеры вывалов породы и величину забутовки. Уменьшение толщины стенок крепи относительно проектного значения допускается в пределах 30 мм. Все результаты маркшейдерских измерений при сооружении ствола заносятся в Журнал проходки ствола, в котором приводят основные проектные размеры и фактические данные, полученные в результате измерений в процессе его строительства. После возведения постоянной крепи ствола выполняют его профилирование, которое заключается в съемке положения стенок ствола на различных высотах. Измерения производят от отвесов через равные интервалы, соответствующие шагу армировки или высоте опалубки. По результатам измерений определяют величины отклонений фактического положения стенок ствола относительно проектного и составляют вертикальный профиль. Вертикальный масштаб построения профиля стенок ствола принимают 1: 100 или 1: 200, а горизонтальный соответственно 1: 10 или 1: 20. Оптимальное число армировочных отвесов определяют в зависимости от технологической схемы армирования, расположения элементов армировки 6 и размещения оборудования в стволе. Взаимное расположение отвесов в каждом конкретном случае выбирают с таким расчетом, чтобы можно было обеспечить соответствующую точность всех элементов яруса армирования. Отвесы располагают на одинаковых расстояниях (50-100 мм) от проектного положения боковой грани расстрелов в местах, где они не будут затруднять При выполнении армировочных работ должны быть соблюдены следующие требования: отклонения расстояний между ярусами от проектных не должны превышать ±10 мм при навеске проводников прямоугольного профиля; ±15 мм - при навеске рельсовых проводников и ±50 мм - при навеске деревянных проводников. Расхождение расстояний от отвесов до соответствующих точек расстрелов или проводников на рабочем горизонте и на контрольном ярусе не должны отличаться более чем на 5 мм при металлической армировке и 10 мм - при деревянной. Отклонения проводников по ширине колеи не должны превышать 5 мм для металлических и 10 мм для деревянных проводников. Отклонение расстрелов от вертикальной плоскости на двух смежных ярусах должны быть не более 5 мм для металлических проводников и 10 мм - для деревянных. Окончательный контроль правильности установки расстрелов итпроводников производят профильной съемкой. Съемку производят путем непосредственных измерений расстояний от отвесов или луча указателя направления либо используют автоматизированные комплекты РК-1, обеспечивающие непрерывность, высокую точность и значительно повышающие производительность труда. 1.3 Маркшейдерские работы при проведении околоствольных выработок Для проведения околоствольных выработок маркшейдеру в начале необходимо указать местоположение рассечки сопряжения ствола и околоствольных выработок. Вынос в плане осей околоствольных выработок осуществляется от главной оси ствола, положение которой фиксируется на скобах, закрепленных в последнем ярусе или опорном венце. Для определения высотного положения рассечки на эти же скобы или дополнительно заложенный репер передается и высотная отметка. Если при круглом сечении ствола проектное положение рассечки околоствольных выработок совпадает с направлением главной оси ствола, то для задания направления в плане достаточно опустить отвесы, закрепленные на скобах в опорном венце. По створу отвесов на стенке ствола отмечают вертикальную линию, являющуюся осью рассечки сопряжения. Иногда проектом предусматривается перпендикулярное направление околоствольной выработки относительно главной оси ствола. Тогда для выноса оси рассечки сопряжения околоствольных выработок рассчитывают величины a и b (см. рисунок 1.1), решая прямоугольные треугольники АОС и ВОС. В случае равенства расстояний АО и ОВ от центра ствола до осевых 7 отвесов величины а и b должны быть равны. Рисунок 1.1 – Задание направления рассечки в плане Рисунок 1.2 – Задание направления рассечки в плане и по высоте Для задания направления рассечке по высоте вычисляют и откладывают превышения h 1 и h 2 (см. рисунок 1.2) между отметкой репера в стволе и проектными отметками кровли и почвы выработки. Используя створ отвесов осей ствола, в пройденной части сопряжения закрепляют три отвеса для задания направления проходке околоствольных выработок. Проведение выработок по направлению, заданному таким образом, допускается на расcттояние до 20 м. Дальнейшие работы можно производить только после точного перенесения и закрепления в околоствольных выработках оси ствола (см. рисунок 1.3). 8 Рисунок 1.3 – Вынос оси ствола в околоствольных выработках Для этого после закрепления постоянной крепью пройденной части сопряжения в ней закладывают два постоянных маркшейдерских знака С и D (С 1 и Д 1 ), координаты которых получают в результате ориентирносоединительных съемок. Для контроля и общей увязки схемы выработок околоствольного двора по материалам проекта составляют план выработок в масштабе 1:200 с нанесением на него всех цифровых значений разбивочных элементов и размеров сопряжений, прямолинейных и криволинейных участков. 1.4 Проектный полигон Проектный полигон горизонта — это искусственное построение в виде полигонометрического хода, углы и длины которого берут с проектных чертежей. Проектный полигон служит основой не только для составления маркшейдерских рабочих планов, но и для точного переноса параметров проекта в натуру. Состав полигона. За вершины полигона принимают: • точки, лежащие на оси пути у начала и конца сопряжений и закруглений; центры закруглений, клетей, разгрузочных ям; • характерные точки камер и сопряжений выработок. Проектный полигон насыщают точками перегиба ходков, камер, наклонных выработок, водосборников и т. д. На протяженных выработках по чертежам комплексов выделяют точки измерения типа крепи и точки стыковки различных поперечных сечений. Если главные выработки имеют конвейерный транспорт, то точки проектного полигона располагают на оси конвейеров. Некоторую сложность представляет построение проектного полигона на сопряжениях выработок. Здесь в полигон включают вспомогательные точки, необходимые для перехода от оси пути к центру закругления. Все 9 размеры для проектного полигона обязаны быть на рабочих чертежах. Подготовка исходных данных. Проектный полигон вычисляют для работы в реальных условиях, а не только для проверки рабочих чертежей. Поэтому пользоваться проектными координатами центров стволов в качестве исходных недопустимо. Исходными для проектного полигона служат фактические координаты центров стволов и дирекционные углы осей стволов. 1.4.1 Уравнивание полигонов Вычисления координат точек проектного полигона ведут в специальном журнале в государственной системе координат. В графе «Примечания и эскизы» подписывают точный адрес каждой вершины полигона. Например, конец сопряжения № 40, начало закругления у сопряжения № 40 и т. д. Проходку выработок по проектному полигону ведут следующим образом. Как только забой отойдет на 150—160 м, вслед за забоем подтягивают полигонометрию повышенной точности. Пункты полигонометрии закрепляют постоянными знаками. В прямой или обратный ход включают одну-две точки теодолитного хода, с которых задавалось направление (обычно ближние к забою). Точность измерения углов и длин линий в полигонометрии определяют заранее. Заданная точность зависит от предельной погрешности смыкания встречных забоев в околоствольных выработках. Уравнивание полигонов начинают с выработок рудничного двора. Вычисляют вначале большой замкнутый полигон, включающий основные выработки по периметру двора. Камеры с ходками в большой полигон не включают. Угловой невязки в полигоне быть не должно. Если же угловая невязка обнаружена, то следует искать ошибку прежде всего в вычислениях, а уже затем в проекте, в одном из центральных углов закруглений. Ошибку находят довольно легко при сравнении дирекционных углов параллельных выработок. Линейную невязку, т. е. невязку, вычисленную по разнице координат, распределяют в длины тех сторон, дирекционные углы которых совпадают с дирекционным углом невязки. Чаще исправляют длину только одной стороны. Такая невязка обусловлена одной незначительной ошибкой в проекте. Если же дирекционный угол линейной невязки не совпадает ни с одним дирекционным углом полигона, значит в проекте допущено несколько ошибок. Будем называть такую линейную невязку сложной. Сложную линейную невязку исключают двумя способами. Первый, наиболее универсальный способ заключается в графическом определении поправок в длины двух сторон полигона. На схеме в масштабе 1:1 (рисунок 1.4) из точек центра ствола, фактического Цф и вычисленного из полигона Цп прочерчивают линии, дирекционные углы которых соответствуют 10 сторонам полигона. Стороны полученного треугольника и будут поправками 1, 2. Можно найти поправки и путем вычислений с точностью до миллиметра. Но обычно невязки, не превышающие 20 мм, не распределяют. Рисунок 1.4 – Графическое определение поправок в стороны проектного полигона Прямолинейные выработки, для которых определяют поправки, должны образовывать угол, т. е. соединяться одним закруглением. Изменение протяженности этих выработок не должно нарушать их технологического назначения. В элементы сопряжений и закруглений поправок не вводят. Знаки поправок в длины сторон полигона могут быть различными. Их определяют непосредственно на схеме в каждом конкретном случае. При втором способе всю линейную невязку исключают из полигона путем введения дополнительной стороны. Эту дополнительную сторону размещают на закруглении: разрывают кривую на две, между которыми и помещают прямую вставку. В практике второй способ применяют крайне редко и только тогда, когда невозможно применить первый и когда величина невязки и ее знак позволяют сделать вставку на закруглении. После вычисления координат точек большого полигона приступают к вычислению промежуточных полигонов рудничного двора. Они обычно представляют собой перемычки между точками большого полигона. Трудностей здесь, как правило, не возникает. Некоторую особенность имеет определение поправок в длины сторон при исключении сложной линейной невязки. Одну из двух поправок обязательно определяют для стороны большого полигона. Поправка в сторону большого полигона изменяет привязку сопряжения (узла). Так как любой промежуточный полигон имеет две такие стороны (они являются исходными), выбирают ту, которая после введения поправки не изменит технологического назначения выработки. В противном случае применяют второй способ. Только после исправления координат точек проектного полигона» т. е. после того как полигон стал зависимым от опорной сети горизонта» его можно считать готовым для практической работы. Никаких схем с выпиской дирекционных углов и координат точек полигона не делают. Следует соблюдать правило: не размножать документов с координатами. 11 1.4.2 Работа по проектному полигону Маркшейдерские измерения при сооружении околоствольных выработок тесно увязаны с проектом. Поэтому при пользовании пунктами планового и высотного обоснования всегда нужно знать положение забоя по отношению к проектному полигону. Величина погрешности диктуется в основном технологией проходческих работ. В угольных шахтах выработки проходят в осадочных породах, крепость которых колеблется от 4 до 7 по шкале Протодьяконова. Породы разбиты тектоническими нарушениями с массой трещин и плоскостей скольжения. Постоянная крепь выработок из монолитного бетона и железобетона. Отставание постоянной крепи от забоя незначительное, а в большинстве случаев при применении передвижной металлической опалубки крепь возводят в грудь забоя. Поэтому у маркшейдера просто нет выбора при оценке предельной погрешности смыкания встречных забоев. Погрешность сбойки q не должна превышать ±50 мм. Для выбора способа угловых и линейных измерений, гарантирующего заданную точность, и оценки фактического положения пунктов планового обоснования используют математический аппарат теории погрешностей. Средняя квадратическая, вероятная, средняя арифметическая, предельная, относительная — погрешности случайного характера. Следует всегда помнить, что свойства их проявляются только при большом числе измерений и могут вовсе не проявляться при малом числе измерений. Любой ряд погрешностей измерения одной и той же величины имеет нижним пределом нуль, а верхним число, отвечающее точности инструмента (без учета других факторов). Значительное накопление погрешностей в углах происходит на точках, с которых задается направление. Углы на этих точках почти всегда измеряют с погрешностями, превышающими точность инструмента. Здесь огромное влияние оказывает эксцентриситет теодолита и сигналов. Исследования показали, что для углов, близких к 180°, среднюю погрешность угла, зависящую от эксцентриситета теодолита и сигналов, можно определить из выражения (1.1) где l — эксцентриситет теодолита и сигналов; s — средняя длина стороны полигонометрического хода. В забое, на коротких сторонах, эксцентриситет теодолита и сигналов может быть более ± 3 мм. Происходит это потому, что измерения углов делают в очень неблагоприятных условиях. На инструмент в забое оказывают влияние: вибрация почвы от движущихся вагонеток, электровозов и других механизмов, давление воздушной струи, деформация почвы под ножками штатива и др. Все эти факторы увеличивают погрешности измерений, если измерения растянуты во времени. Чем больше отрезки времени между соседними измерениями, тем больше погрешности, тем 12 ближе они к предельным. В дополнение к указанным факторам начинают действовать и другие: устойчивость соединений штатива, деформация пружин в микрометренных винтах и ряд других. Оси инструмента не могут долгое время сохранять неизменное положение в пространстве. Специалисту маркшейдерского дела необходимо научиться быстро работать с теодолитом, для того чтобы в измерения не попадали погрешности из-за искаженного положения осей инструмента в пространстве. Обычно направление отвесами переносят через каждые 30 м, при отходе от них на 40 м. При такой длине сторон (30 м) средняя погрешность измерения угла одним повторением теодолитом 30" точности близка к ±20" . Ход, с точек которого задают направление, постепенно удаляется от пунктов опорной сети. С учетом погрешностей теодолитного хода и двух забойных точек, на 150 м от пункта опорной сети линейная погрешность по критической оси может достигнуть ± 50 мм, а на 200 м ±64 мм. 13 2 Расчет проектного полигона околоствольной выработки 2.1 Порядок расчета Исходные данные: ширина выработки ℓ=3,0 м; элементы закруглений R 1 = 25 м, R 2 = 25 м, центральные углы поворота α 1 = 126° и α 2 = 36°; длины прямолинейных участков приведены на схеме полигона (см. рисунок 2.1). При составлении проекта полигона выполняют разбивку точек на закруглениях, определяют углы и длины сторон. На прямолинейных участках длины сторон принимают в соответствии с проектным чертежом. При расчете полигона используют принятую на шахте систему координат или выбирают условную. Рисунок 2.1 – Проект полигона околоствольной выработки 1) Определяем количество сторон (хорд) на закруглениях из выражения: , (2.1) sin sin α 1′ 4 = α′ 4 = 1 2 R 1 3 = 0,17; 2 25,0 14 α 1′ = 40°; sin α 2′ 4 = 1 3 = 0,17; 2 25 n′ = n1′ = α 0 126° = = 3,15; α 1′ 40° α 2′ = 40°; а0 a′ n2′ = α 0 36 о = = 0,9. α 2′ 40° (2.2) Принимаем n 1 >n΄ 1 = 4; n΄ 2 >п' 2 = 1; тогда: α1 = α0 α0 n , (2.3) 126° = 31°30′, n 4 α 36° α2 = 0 = = 18°. n 2 α1 = = 2) Вычисляем углы в точках, расположенных в начале и конце кривой, а также внутри закруглений по формулам: ∑β ∑β T = 180°(n − 2); T = 180°(n + 2). α (2.4) 126° = 164°15′, 2 2⋅4 126° = 148°30′, β 2 = β 3 = β 4 = β13 = β14 = β15 = 180° − α = 180° − 4 α 36° β 6 = β 8 = β 9 = β11 = 180° − = 180° − = 171°, 2 2⋅2 α 36° β 7 = β10 = 180° − = 180° − = 162°. 2 2 3) Длины сторон на закруглениях определяем по формуле: β1 = β 5= β12 = β16 = 180° − = 180° − S = 2 R sin α 2 (2.5) S 1 = 2·25·0,27144 = 13,572 м; S 2 = 2·25·0,15643 = 7,822 м. 4) Координаты точек проектного полигона вычисляем в формуляре вычисления координат в условной системе (см. таблица 2.1). Угловая невязка ƒ β = 0; ∑ Δ у = 0; ∑Δ х = 0. 5) Схема теодолитного хода приведена в приложении А. 15 Таблица 2.1 – Ведомость вычисления координат пунктов теодолитного хода № точки Ц 1 2 Горизонтальные углы ´ ´´ ° 180 164 148 0 Дирекционные углы ´ ´´ ° 0 0 0 15 30 0 4 148 30 0 15 0 0 0 8 186 50 43 186 18 50 0 0 11 189 0 0 148 15 30 0,000 641,750 812,732 654,812 816,416 664,025 826,382 666,673 839,693 661,975 852,427 590,677 950,560 587,126 957,530 585,902 965,255 585,150 985,241 584,398 965,255 583,174 957,530 579,623 950,560 508,325 852,427 503,627 839,693 506,275 826,382 515,488 816,416 528,550 812,732 585,150 812,732 0,000 0,000 15 45 0 15,75 13,572 13,062 3,684 0,000 0,000 47 15 0 47,25 13,572 9,213 9,966 0,000 0,000 2,648 13,311 0,000 0,000 12,733 45 0 78,75 13,572 110 15 0 110,25 13,572 -4,698 0,000 0,000 126 0 0 126 121,3 -71,298 98,134 0,000 0,000 117 0 0 117 7,822 -3,551 6,969 0,000 0,000 -1,224 7,725 0,000 0,000 19,986 30 0 15 148 30 0 0 99 7,822 92 9 0 92,15 20 -0,752 0,000 0,000 267 50 0 267,85 20 -0,752 -19,986 0,000 0,000 261 0 0 7,822 -1,224 -7,725 0,000 0,000 -3,551 -6,969 0,000 0,000 -98,134 0 0 261 243 7,822 234 0 0 234 121,3 -71,298 0,000 0,000 249 45 0 249,75 13,572 -4,698 -12,733 0,000 0,000 281 15 0 281,25 13,572 2,648 -13,311 0,000 0,000 9,213 -9,966 0,000 0,000 13,572 13,062 -3,684 0,000 0,000 56,6 56,600 0,000 535,66 0,001 0,000 312 15 0 0 148 164 56,600 0 0 14 16 56,6 0 243 13 812,732 43 198 164 585,15 34 10 12 0,000 0 99 9 0,000 0 0 198 4 Y 0 7 10 X 0 78 189 dY 0 30 6 dX 0 148 164 Координаты 0 3 5 Приращения D гор 45 0 312,75 344 15 0 344,25 360 0 0 360 13,572 0 Ц 2700 0 0 Периметр 16 2.2 Расчет сопряжения горных выработок Таблица 2.2 - Исходные данные № вари x A yA xB yB хс yC xD yD HА НC R1 R2 анта 2 282,40 360,07 300,85 498,32 357,05 419,63 447,52 443,06 212,40 212,60 20,0 40,0 ℓ 3,0 Рисунок 2.2 – Расчетные элементы сопряжения горных выработок Рассчитываем закругление R 2 : 1) Вычисляем угол поворота β 2 : β 2 = α CD − α BA + 360° tgα CD = y D − yC 443,06 − 419,63 = = 0,25898; 447,52 − 357,05 x D − xC (2.6) α CD = 14°31'10,2′′. y A − y B 360,07 − 498,32 = = 7,49322; α BA = 262°23'54,9′′ 282,40 − 300,85 x A − xB β 2 = 14°31'10,2′′ – 262°23'54,9′′ + 360° = 112°7'15,3′′ . 2) Определяем центральный угол α 2 : tgα BA = α2 2 = 90° − β2 2 ; α 2 = 180° − β 2 . α 2 = 180° – 112°7'15,3′′ = 67°52'44,7 ′′ . 3) Вычисляем координаты точки (0) пересечения CD и A: 17 (2.7) x0 = x0 = xС tgα CD − xB tgα BA + ( y B − yC ) . tgα CD − tgα BA (2.8) 357,05tg14°31'10,2′′ − 300,85tg 262°23'54,9′′ + (498,32 − 419,52) = tg14°31'10,2′′ − tg 262°23'54,9′′ = 287,961м y 0 = y C + (x 0 - x C )tgα CD , (2.9) y0 = 419, 63 + (287,691 – 357, 05) tg (14°31'10, 2")= 401,737 м. Контроль: y0 = yB + (x 0 –x B ) tgα BA , (2.10) y0 = 498.32 + (287,691 – 300.85)* tg 262°23'54.9′′ = 401,737 м. 4) Вычисляют тангенс (Т 2 ) кривой R 2 , то есть расстояние 0Н 2 и 0К 2 : α (2.11) T2 = R 2 tg 2 2 𝑇𝑇2 = 40 ∙ 𝑡𝑡𝑡𝑡= 26,919 м. Т 2 = 40 ⋅ tg 67°52'44,7' ' Т 2 = 0Н 2 = 0К 2 . 2 5) Определяем координаты начала (Н 2 ) и конца (К 2 ) кривой R 2 : x H2 = x 0 +Т 2 cos α CD ; x K2 = x 0 +Т 2 cos α BA ; y H2 = y 0 +Т 2 sin α CD ; yK2 = y 0 +Т 2 sin α BA . (2.12) x H2 = x 0 +Т2 cos α CD = 287,961 + 26,919*cos 14°31'10,2′′ = 314,020 м; x K2 = x 0 +Т2 cos α BA = 287,961 + 26,919*cos 262°23'54,9′′ = 284,400 м; yH2 = y 0 +Т 2 sin α CD = 401,737+ 26,919*sin 14°31'10,2′′ = 408,486 м; yK2 = y 0 +Т 2 sin α BA = 401,737+ 26,919*sin 262°23'54,9′′ = 375,055 м. 6) Вычисляем расстояние CH 2 и К 2 А: CH 2 = y С − y Н 2 xС − x Н 2 ; = sin α CD sin α CD К2 A = y A − y K 2 x А − xК 2 . = sin α BA sin α ВА (2.13) 419,63 − 408,486 357,05 − 314,02 = = 44,45 м. sin 14°31'10,2′′ sin 14°31'10,2 360,07 − 375,055 282,40 − 284,40 = К2 A= = 15,12 м. sin 262°23'54,9′′ sin 262°23'54,9′′′ 7) Определяем число хорд на закруглении R 2 по формулам (2.1 – 2.3): CH 2 = sin ′ α 02 1 3 = = 0,14; 4 2 40 ′ = 31°. α 02 α 02′ = 31° . Определяют число сторон на закруглении: α 67°52'44,7 ′′ = 2,2. n 2′ = 2 = ′ α 02 31° 18 Если n' не целое число, округляют его значение в большую сторону до целого. n 2 <п' 2 = 3. Окончательно: α ′ 67°52'44,7′′ α 2′ = 2 = = 22°37'34,9′′. 3 n2 8) вычисляем углы и длины сторон хорд на закруглении R 2 по формулам (2.4 – 2.5): 67°52'44,7′′ β Н 2 = β К 2 = 180° − = 168°41'12,6′′ 2⋅3 67°52'44,7′′ β 01 = 180° − = 157°22'25,1′′ . 3 S 2 = 2·40 · sin 22°37'34,9' ' = 15,694 м. 2 Закругление R 1 обрабатывается аналогично закруглению R 2 . 1) Вычисляем угол поворота β 1 (2.6): 498,32 − 360,07 tgα AB = = 7,49322; α BA = 82°23'54,9′′. 300,85 − 282,40 β 1 = 82°23'54,9′′ – 14°31'10,2′′ = 67°52'44,7". 2) Определяем центральный угол α 1 (2.7): α 1 = 180° – 67°52'44,7" = 112°07'15,3". 3) Вычисляем координаты точки (0) пересечения CD и AВ (2.8 – 2.10): 357,05tg14°31'10,2′′ − 300,85tg 82°23'54,9′′′ + (498,32 − 419,52) = 287,961 м. x0 = tg14°31'10,2′′ − tg 82°23'54,9′′ y0 = 419, 63+ (287,691 – 357, 05) tg 14°31'10, 2" = 401,737 м. Контроль: y 0 = 498.32 + (287,691 – 300, 85) tg 82°23'54, 9" = 401,737 м. 4) Вычисляют тангенс (Т 1 ) кривой R 1 , то есть расстояние 0Н 1 и 0К 1 (2.11): 112°7'15,3′′ Т 1 = 20tg = 29,719 м. 2 Т 1 = 0Н 1 = 0К 1 . 5) Определяем координаты начала (Н 1 ) и конца (К 1 ) кривой R 1 (2.12): x H1 = x 0 +Т1 cos α CD = 287,961 + 29,719·cos 14°31'10,2′′ = 316,731 м; x K1 = x 0 +Т1 cos α BA = 287,691 + 29,719·cos 82°23'54,9′′ = 291,892 м; yH1 = y 0 +Т 1 sin α CD = 401,737+ 29,719·sin 14°31'10,2′′ = 409,188 м; yK1 = y 0 +Т 1 sin α BA = 401,737+ 29,719·sin 82°23'54,9′′ = 431,195 м. 6) Вычисляем расстояние CH 1 и К 1 B (2.13): CH1 = 419,63 − 409,188 = 357,05 − 316,731 = 41,650 м. К1 B = sin 14°31'10,2' ' cos14°31'10,2' ' 498,320 − 431,195 300,850 − 291,892 = sin 82°23'54,9' ' cos 82°23'54,9' ' 19 = 67,720 м. 7) Определяем число хорд на закруглении R1 по формулам (2.1 – 2.3): sin ′ α 01 α 01′ 4 = 1 3 = 0,19; 2 20 ′ = 44°. α 01 = 44° . Определяют число сторон на закруглении: 112°7'15,3′′ α n1′ = 1 = = 2,6 ′ 44° α 01 Если п ' не целое число, округляют его значение в большую сторону до целого: n 2 <п' 1 = 3. Окончательно: α ′ 112°7'15,3′′ = 37°22'25,1′′ . α 1′ = 1 = n1 3 8) Вычисляем углы и длины сторон хорд на закруглении R 1 по формулам (2.4 – 2.5): 112°7'15,3′′ = 161°18'47,5′′; 2⋅3 112°7'15,3′′ = 180° − = 142°37'34,9′′. 3 β Н 1 = β К 1 = 180° − β 02 S 2 = 2 ·20 · sin 37°22'25,1′′ = 12,816 м. 2 Координаты пунктов сопряжения горных выработок вычисляем в формуляре вычисления координат в условной системе (таблица 2.3). Схема сопряжения выработок приведена в приложении А. 20 Таблица 2.3 – Ведомость вычисления координат пунктов сопряжения горных выработок Номер точки Горизонтальные углы ми град сек н Дирекционные углы град мин Длины сек Dгор Приращения Координаты dX X Y 447,52 443,06 357,05 419,63 314,020 408,486 299,894 401,648 289,487 389,901 284,399 375,054 282,399 360,069 287,960 401,737 300,849 498,319 291,892 431,195 294,356 418,618 303,948 410,119 316,730 409,188 357,05 419,63 447,52 443,06 dY D 194 C 180 0 0 H2 168 41 12,6 194 205 1 2 K2 157 157 168 22 22 41 0 0 0 180 0 0 27 32,5 15,694 251 5 7,4 15,694 1 142 18 37 23 54,9 42,037 97,438 262 23 54,9 67,720 281 5 7,4 12,816 34,9 142 37 34,9 H1 161 18 47,5 355 14 0 54,9 15,118 47,5 2 180 54,9 0 318 C 23 23 82 161 15,694 228 82 K1 57,6 44,450 12,6 360 0 49 10,2 25,1 A 360 31 10,2 25,1 262 B 31 27 49 31 32,5 57,6 10,2 12,816 12,816 41,650 0,000 -43,030 0,000 -14,126 0,000 -10,408 0,000 -5,087 0,000 -2,000 0,000 5,561 0,000 12,889 0,000 -8,958 0,000 2,464 0,000 9,593 0,000 12,782 0,000 40,320 0,000 -11,144 0,000 -6,839 0,000 -11,747 0,000 -14,847 0,000 -14,985 0,000 41,667 0,000 96,582 0,000 -67,124 0,000 -12,577 0,000 -8,499 0,000 -0,931 0,000 10,442 0 14 31 10,2 D сум(β) 2520 0 0 Периметр 393,94 21 0,000 -0,001 Заключение В данном курсовом проекте были произведены расчеты проектного полигона околоствольной выработки и сопряжения горных выработок, в результате которых получены данные, которые можно использовать для задания направления горным выработкам. 22 Список использованных источников 1. Инструкция по производству маркшейдерских работ. РД 07 – 603 – 03 (утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 6 июня 2003 г. N 73) Москва, 2003. 70 с. 2. Геодезия и маркшейдерия: Учебник для вузов / Под ред. В.Н. Попова, В.А. Букринского. - 2 – е изд., стереотипное. М.: Горная книга, 2007. 453 с. 3. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов / Д. Н. Оглоблин, Г. И. Герасимов, А. Х. Акимов и др. – 3 – е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1981. 704 с. 4. Маркшейдерские работы при строительстве и реконструкции шахт: Учебное пособие для горных техникумов / Л.М. Асаченков. – М.: Недра, 1987. 199с. 23 24
