Вопрос 79. Организация маркшейдерской службы в горной промышленности, при строительстве городских подземных сооружений, тоннелестроении .

5.1.1. Подземные маркшейдерские опорные сети являются главной геометрической основой для выполнения съемок горных выработок и решения различных горно-геометрических задач, связанных с обеспечением правильного и безопасного ведения подземных горных работ.

Построение подземной маркшейдерской опорной сети осуществляют по техническому проекту, составленному с учетом перспективного плана проведения горных выработок.

5.1.2. Исходными пунктами для развития подземных опорных сетей служат подходные пункты, удовлетворяющие требованиям триангуляции (полигонометрии) 1-го разряда или опорных сетей более высокого класса точности, когда проведение горных выработок осуществляется из штолен или наклонных стволов. Если горные выработки ведутся из вертикальных стволов, то исходными пунктами опорных сетей являются пункты центрирования и ориентирования сети, заложенные в околоствольных выработках.

5.1.3. Подземные опорные сети состоят из полигонометрических ходов, прокладываемых по главным выработкам. Построение опорных сетей выполняют с разделением полигонометрических ходов на секции гироскопически ориентированными сторонами (гиросторонами). Опорные сети создают в виде систем замкнутых, разомкнутых и висячих ходов. Висячие ходы должны быть проложены дважды или примыкать к гиросторонам. Разомкнутые ходы прокладывают между исходными сторонами сети.

Высоты пунктов определяют геометрическим или тригонометрическим нивелированием.

5.1.4. Пункты подземных маркшейдерских опорных сетей в зависимости от срока их существования и способа закрепления разделяют на постоянные и временные (приложение 5). Постоянные пункты закладывают группами в местах, обеспечивающих их неподвижность и длительную сохранность. В каждой группе должно быть не менее трех пунктов, а в околоствольном дворе при исходном ориентировании - не менее четырех. При неустойчивых породах постоянные пункты закладывают по мере возможности.

5.1.5. Точность измерений в полигонометрических ходах характеризуется следующими показателями:

-- средние квадратические погрешности измерения горизонтальных углов - 20", вертикальных - 30";

-- средняя квадратическая погрешность гироскопического ориентирования не более 1′;

расхождение между двумя измерениями линии светодальномерами - не более 3 см, стальными рулетками - 1:3000 длины стороны.

5.1.6. По мере подвигания горных выработок подземную опорную сеть периодически пополняют. Пункты полигонометрических ходов не должны отставать от забоев выработок больше чем на 500 м, если исходные планы горных выработок составляют в масштабе 1:2000, и на 300 м, если планы составляют в масштабе 1:1000.

При ведении горных работ вблизи утвержденных границ опасных зон, у затопленных и загазированных выработок удаление пунктов полигонометрических ходов от забоев выработок не должно превышать 30 м при подходе выработок на расстояние 50 м к указанным границам и 150 м при проведении выработок вдоль границы зоны.

5.2. Ориентирование и центрирование опорной сети

5.2.1. Ориентирование подземной маркшейдерской опорной сети должно производиться независимо дважды (одним или разными методами). Расхождение в результатах ориентирования одной и той же стороны не должно превышать 3'. За окончательное значение дирекционного угла принимают среднее взвешенное значение.

5.2.2. Гироскопический способ ориентирования подземных маркшейдерских опорных сетей необходимо применять во всех случаях.

Геометрическое ориентирование через один вертикальный шахтный ствол применяется при глубине ствола не более 500 м.

5.2.3. Центрирование сети осуществляется примыканием к отвесам, опущенным в вертикальные горные выработки. Координаты отвесов определяются проложением от подходных пунктов полигонометрических ходов 2-го разряда с количеством сторон не более трех.

Расхождение в положении пункта, определенного по двум независимым проектированиям через одну вертикальную выработку, не должно превышать 5 см при Н < 500 м и величины 0,01Н (см) при Н > 500 м, где Н - глубина ствола.

 Гироскопическое ориентирование

5.2.4. Для определения дирекционных углов сторон подземной опорной сети следует применять маркшейдерские гироскопические приборы, позволяющие выполнять ориентирование со средней квадратической погрешностью не более 1′.

5.2.5. Гироскопические измерения, их обработка и вычисления выполняются в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации прибора.

5.2.6. Длина ориентируемых сторон подземной маркшейдерской сети должна быть не менее 50 м.

Гироскопический азимут каждой ориентируемой стороны определяется дважды.

Геометрическое ориентирование

5.2.7. Геометрическое ориентирование подземной маркшейдерской опорной сети выполняется через вертикальные горные выработки.

 При ориентировании через один ствол расхождение измеренных расстояний между отвесами на поверхности и в шахте не должно превышать 2 мм.

 5.2.8. Примыкание к створу отвесов при ориентировании через один шахтный ствол выполняют способом соединительного треугольника. При этом средние квадратические погрешности передачи дирекционного угла не должны превышать 30". Разность между измеренным и вычисленным значением расстояния между отвесами не должна превышать 3 мм.

5.2.9. При ориентировании сети через два вертикальных ствола средняя квадратическая погрешность дирекционного угла линии, соединяющей отвесы, не должна превышать 20".

 5.3. Угловые измерения

5.3.1. Углы в подземных полигонометрических ходах измеряются теодолитами, обеспечивающими необходимую точность, при этом применяются следующие способы центрирования: автоматический, оптический и шнуровым отвесом.

5.3.2. В полигонометрических ходах, прокладываемых в горизонтальных выработках и наклонных с углом наклона менее 30°, углы измеряют одним повторением или приемом. При измерении углов способом повторений разность между одинарным и окончательным (средним) значением угла не должна превышать 45". При измерении углов способом приемов расхождение углов между полуприемами не должно превышать 1′.

5.3.3. Перед использованием постоянных пунктов сети измеряется контрольный угол; разность между предыдущим значением угла и контрольным не должна превышать 1′.

5.4. Линейные измерения

5.4.1. Длину сторон в полигонометрических ходах измеряют стальными компарированными рулетками, светодальномерами и другими приборами, обеспечивающими необходимую точность. Стальные рулетки (ленты) должны быть прокомпарированы с относительной погрешностью не более 1:15000.

5.4.2. Стороны полигонометрических ходов измеряют дважды - в прямом и обратном направлениях. Разрешается измерять линии в одном направлении со смещением промежуточных отвесов или со смещением рулетки при повторном измерении. Отсчеты берутся до миллиметров, каждый интервал измеряется не менее двух раз. В висячих ходах, примыкающих к гиросторонам, длина стороны обязательно измеряется в прямом и обратном направлениях.

5.5. Обработка подземных опорных сетей

5.5.1. Обработка подземных опорных сетей включает: контроль вычислений в журналах измерений, введение поправок в измеренные длины, вычисление невязок, уравнивание сетей, оценку точности положения удаленных пунктов и вычисление координат пунктов полигонометрического хода.

5.6. Определение высот пунктов опорной сети

5.6.1. Высоты в горные выработки на пункты опорной сети передаются независимо дважды через вертикальные, наклонные или горизонтальные горные выработки.

5.6.2. Передачу высот через вертикальные горные выработки рекомендуется выполнять длинной шахтной лентой, длиномером или другими приборами, обеспечивающими необходимую точность.

5.6.3. Расхождение между двумя независимыми передачами высот по вертикальным выработкам, мм, не должно превышать

Δh = (10 + 0,2H),

где Н - глубина шахтного ствола, м.

5.6.4. Техническое нивелирование выполняется, как правило, по выработкам с углов наклона менее 5°. Тригонометрическое нивелирование по наклонным выработкам рекомендуется производить одновременно с проложением полигонометрического хода.

5.6.5. При техническом нивелировании прокладываются замкнутые ходы или висячие в прямом и обратном направлениях. Расстояние между нивелиром и рейками не должно превышать 100 м. Невязки ходов технического нивелирования не должны превышать 50, мм, где L - длина хода, км.

5.6.6. При тригонометрическом нивелировании разность превышения для одной и той же линии не должна превышать 0,4l, мм, где l - длина линии, м. Для всего хода расхождение в превышениях не должно быть более 100, мм, где L - длина хода, км.

Вопрос 80. Роль маркшейдерской службы в вопросах охраны недр и рац…..

- Руководители маркшейдерской и геологической служб организаций осуществляют в системе производственного контроля следующие функции: доведение до руководителей участков, цехов и других подразделений организации обязательных для исполнения указаний по вопросам маркшейдерского и геологического обеспечения горных работ, а также по устранению нарушений требований законодательства о недрах, промышленной безопасности, охране недр и окружающей природной среды, проектной и технологической документации, годовых планов развития горных работ (годовых программ работ) в целях предотвращения случаев аварий и травматизма, сверхнормативных потерь полезных ископаемых, выборочной отработки богатых участков месторождений, приводящей к необоснованным потерям запасов полезных ископаемых, и недопущения других нарушений законодательных требований;

-внесение предложений руководителю организации по приостановке работ по строительству, реконструкции, эксплуатации, консервации или ликвидации объектов по добыче полезных ископаемых и подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых, если проведение этих работ может повлечь за собой порчу месторождений полезных ископаемых, прорыв в горные выработки воды и вредных газов, возникновение опасных деформаций горных выработок, охраняемых объектов поверхности и других аварийных ситуаций, а также в случае отступлений и нарушений требований проекта и установленных норм и правил, незамедлительно ставя об этом в известность руководителя организации и работников, ответственных за осуществление производственного контроля;

-браковка работ, выполненных с отступлениями от утвержденных годовых планов развития горных работ (годовых программ работ), проектной и технической документации;

-организация подготовки и аттестации работников служб в области промышленной безопасности и охраны недр;

-внедрение в производство геологических и маркшейдерских работ новейших достижений науки и техники;

-доведение до сведения работников служб информации об изменении требований нормативно - технических документов в области геологического и маркшейдерского обеспечения горных работ, промышленной безопасности, охраны недр, их обеспечение нормативными документами;

-совершенствование организации и методов ведения геологических и маркшейдерских работ на основе широкого внедрения новейших достижений науки и техники, передового отечественного и зарубежного опыта на базе развития и освоения геофизической аппаратуры, оптико - электронной, гравиметрической техники, систем глобального позицирования, лазерных, гироскопических, инерциальных систем, геоинформационных и иных компьютерных технологий обработки геологической и маркшейдерской информации;

-внесение руководителю организации предложений: о проведении мероприятий по обеспечению охраны недр и промышленной безопасности, выполнению условий лицензий на пользование недрами и видов деятельности;

-об устранении нарушений установленных требований по охране недр и промышленной безопасности согласно указаниям работников служб;

-о поощрении за рациональное использование недр и высокое качество выполнения геологических и маркшейдерских работ сотрудников служб, а также о наложении на них взысканий за нарушение требований законодательства о недрах и утвержденной проектной и технической документации;

-о привлечении к ответственности лиц, нарушивших установленные требования и уклоняющихся от выполнения указаний служб.

Вопрос 81. Основные факторы, определяющие разработку перспективных и текущих планов развития горных пород.

Проектирование и развитие горных работ на карьерах связанно с необходимостью одновременного широкого учета большого числа факторов, влияние которых на исследуемые параметры или показатели имеют различный характер. При этом учет принципа биоэкологической и социально-экономической направленности ведения горных работ становится важной научной задачей.

Совокупность горных выработок - карьер (рабочая зона), представляющая масштаб открытых разработок, характеризует проектный контур рабочей зоны карьера, параметры техногенного рельефа района разработок и режим нарушения и восстановления земель, которые взаимно влияют друг на друга и зависят от горно-геологических условий разработки, морфометрических параметров техногенного рельефа, параметров схем комплексной механизации, способов и параметров вскрывающих выработок. Последние, которые по структуре нарушаемых площадей земель относятся к остаточным горным выработкам и имеющие технологическую связь между системой разработки и способами вскрытия, что также в свою очередь предопределяют степень воздействия на окружающую среду и уровень основных технико-экономических показателей достигаемых в карьере.

С другой стороны, основные параметры техногенного рельефа (границы открытых разработок - площадь и глубина формировании) характеризуют производственную мощность, срок существования и промышленные запасы, а также предопределяют характер воздействия на природную среду (земля, вода, воздух) в районе горных работ.

Поскольку на современном горном предприятии объем капитальных вложений, эксплуатационных расходфов предприятия и затрат на природоохранные мероприятия достигают значительных величин, то легко понять значение правильного определения параметров рабочей зоны карьеров.

Анализ работы по определению параметров карьеров показал, что в науке и практике существует столько правомерных принципов определения параметров карьеров, сколько имеется применяемых обобщающих показателей и критериев коммерческой эффективности инвестиционных проектов горного производства. В общем виде принципы определения параметров рабочей зоны карьера можно разделить на группы. К первой группе относятся, те по которым параметры определяют и оценивают непосредственно по экономическим показателям: прибыли, рентабельности, соотношение финансовых затрат и результатов, обеспечивающих требуемую норму доходности. Вторая группа представляет принципы определения параметров по коэффициентам вскрыши, параметрам оборудования, системам вскрытия и разработки месторождений.

При разработке месторождений значительных размеров в плане важной задачей является определение параметров рабочей зоны карьера. Различают конечные, перспективные и промежуточные контуры рабочей зоны карьера.

Конечными называют контуры, по которым (согласно проекту) должны быть погашены открытые горные работы. Их определяют с высокой степенью точности. Перспективные - контуры (параметры), до которых предполагается развитие открытых горных работ в перспективе. Их определяют приближенно и в процессе разработки корректируют. Промежуточными являются контуры, которые согласно проекту должны быть достигнуты к определенному моменту разработки.

Разделение месторождений на карьерные поля осуществляется в зависимости от выбора основного критерия и целевой функции. Последняя должна учитывать фактор снижения себестоимости Пи, обусловленной совершенствованием техники и технологии вскрышных, добычных и ландшафтно-восстановительных работ.

Наиболее общим критерием эффективности определения границ карьера по экономическим показателям является чистый дисконтированный доход как сумма текущих эффектов за весь расчетный период и индекс доходности представляющий отношение суммы приведенных эффектов к величине приведенных капиталовложений.

При определении контуров карьера по коэффициентам вскрыши, осуществляются сравнение среднего (для горизонтальных месторождений) и контурного (для пологих залежей) коэффициентов вскрыши с граничными. При равенстве указанных коэффициентов, конечные контуры карьера считаются установленными. При этом конечная глубина разработки соответствует почве пласта. Тогда конечные контуры устанавливают путем отстраивания бортов карьера на момент погашения горных работ под соответствующими углами.

При открытой разработке комплексных месторождений границы открытых разработок определяют сравнением коэффициентов вскрыши с учетом суммарного товарного продукта, получаемого из основного и попутных Пи

При открыто-подземной (комбинированной) разработке в период расширения или поддержания производственной мощности предприятия границы открытых и подземных работ устанавливают по граничному коэффициенту вскрыши, который представляет собой разницу между себестоимостью 1 м³ полезного ископаемого при открыто-подземной разработке и себестоимостью при открытой разработке без учета затрат на природоохранные мероприятия к затратам на проведение этих работ. На величину производственной мощности карьера влияет большое число технико-экономических и экологических факторов: потребность в полезном ископаемом, себестоимость 1 т добычи с учетом погашения затрат на вскрышные и ландшафтно-восстановительные работы, промышленные запасы в контурах карьерного поля, способ вскрытия и система разработки и т.д. Вследствие значительного количества определяющих факторов, большинство из которых взаимосвязаны, решение задачи по определению оптимальной производственной мощности карьера представляет трудность и требует тщательного выявления и анализа основных факторов.

Факторы, ограничивающие производственную мощность карьера, можно разделить на горнотехнические и эколого-экономические. Основными горнотехническими факторами, определяющими производственную мощность карьера, является: пропускная способность транспортных коммуникаций, количество и производительность добычных экскаваторов, необходимость обеспечения подготовленными запасами в указанном объеме, протяженность добычного фронта. Кэкономическим фактором, определяющим производственную мощность карьера, относят величину максимальной эффективности капитальных вложений на строительство и размер предотвращенного ущерба окружающей природной среде, наносимого горным предприятием. В связи с этим правильное определение производительности карьера по полезному ископаемому имеет большое значение, т.к. от нее зависят все технико-экономические показатели работы карьера. Занижение производственной мощности наносит ущерб недропользователю, а ее повышение - вызывает напряженность в работе карьера. Поэтому обоснование оптимальной величины производственной мощности может быть определено лишь на основе экономических факторов с учетом горнотехнических и социально-экологических условий.

Определение параметров карьеров по экономическим показателям является наиболее обоснованным достоверным, поскольку позволяет сопоставить затраты и доходы во времени технико-экономических и экологических показателей. В этом случае наибольший интерес представляют критерии определения параметров карьеров, в которых основные исследуемые факторы взаимосвязаны в наиболее простой технико-экологической форме, позволяющей понять сущность и принять наиболее простой метод расчетов, обеспечивающий достаточную степень точности на стадии проектирования и развития открытых горных работ.

В месте с тем, несмотря на значимость решения проблемы определения оптимальных технолого-экономических параметров карьера по различным критериям, отсутствуют какие-либо мероприятия, рекомендации по проектированию параметров рабочей зоны карьера по вскрышным, добычным и ландшафтно-восстановительным работам, обеспечивающих снижение потерь земельных ресурсов в районе открытых горных работ.

Вопрос 82. комплект горно-графической документации при планировании горных работ.

Виды горно-графической документации:

1). Планы — проекции объектов земной поверхности и горных выработок, составленные в ортогональной проекции на горизонтальную плоскость с указанием на них числовых отметок (координат z) отдельных точек или горизонталей изображаемой поверхности.

2). Проекции — чертежи, представляющие собой изображение необходимых объектов пространства на плоскости.

В маркшейдерской практике используются в основном проекции с числовыми отметками на одну плоскость. Для более наглядного пространственного изображения отдельных участков горных выработок иногда применяют аксонометрические, аффинные и перспективные проекции

3). Вертикальные проекции — чертежи, построенные в ортогональной проекции на вертикальную плоскость. К изображению объектов в проекции на вертикальную плоскость прибегают в тех случаях, когда проектирование на горизонтальную плоскость вызывает большие искажения и приводит к неясному или недостаточно наглядному изображению рассматриваемых объектов, например горных выработок, проведенных по крутой залежи. Для устранения искажений размеров горных выработок "и других объектов, расположенных на наклонной залежи, плоскость проекции располагают параллельно наклонной плоскости пласта (жилы).

Такие чертежи называются проекциям и на наклонную плоскость рассматриваемого объекта.

4). Разрезы представляют собой изображение деталей объектов, расположенных в некоторой секущей плоскости. В состав маркшейдерских чертежей входят вертикальные и горизонтальные разрезы, на которых изображают геологическое строение толщи горных пород и горные выработки.

Вертикальные геологические разрезы строят по линиям разведочных и горно-эксплуатационных выработок, а также по направлениям простирания и вкрест простирания залежи. Масштабы разрезов, как и планов, принимают одинаковыми в горизонтальном и вертикальном направлениях.

5). Профили представляют собой чертежи, изображающие на данной вертикальной секущей плоскости только лишь необходимые линии контура рассматриваемого объекта. Вертикальные секущие плоскости при этом могут проходить через прямые ломаные линии.Профили строят для изображения характера изменения по высоте какой-либо поверхности, например рельефа местности, нижней границы наносов, почвы или кровли горной выработки в данном направлении. Профили в основном строят вдоль вытянутых объектов, например оси железных и автомобильных дорог, откаточных путей и т. д.

По характеру построения все чертежи делятся на исходные (оригиналы) и производные (копии и репродукции). Под исходными чертежами следует понимать чертежи, по­строенные непосредственно по результатам измерений и вычислений.Под производными — чертежи, полученные путем ре­продукции или уменьшения исходных чертежей и дополненные специальным содержанием, соответствующим их назначению

Планы земной поверхности и горных выработок составляют в разграфке квадратных планшетов.

Вопрос 83. Маркшейдерские планы. Основные специальные.

Планы, составленные в принятой системе координат и в определенном масштабе, на которых в единых условных знаках нанесены все (или частично) горные выработки шахты (карьера, рудника), сооружения и природные объекты на поверхности в пределах горного отвода и которые характеризуют формы, условия залегания и свойства залежей полезного ископаемого. По назначению Маркшейдерские планы разделяются на:

· основные — составляются по результатам съемок, служат основой для построения всех остальных Маркшейдерских планов и других графических документов;

· специальные — составляются по основным Маркшейдерским планам или по результатам специальных маркшейдерских съемок и служат для решения отдельных конкретных задач, возникающих в процессе строительства и эксплуатации горных предприятий.

В зависимости от характера и расположения изображаемых объектов как основные, так и специальные Маркшейдерские планы разделяются на планы поверхности и подземных горных выработок.

На горных предприятиях с густой и сложной сетью горных выработок для наглядного представления об их пространственном расположении составление Маркшейдерских планов производится в аксонометрической или аффинной проекциях, для построения которых применяется специальный прибор — аффинограф.

На некоторых месторождениях со сложными геологическими и горнотехническими условиями в целях объемного представления о форме залегания залежей полезных ископаемых строятся объемные модели: статические и динамические. Помимо указанных Маркшейдерских планов на горных предприятиях изготовляется для руководства предприятий, вышестоящих организаций (трест, комбинат и др.) и горноспасательных частей комплект обменных Маркшейдерских планов — периодически пополняемых копий основных Маркшейдерских планов.