Маркшейдерско-геодезическая часть (стр. 8 )

Смыкаясь между собой, теодолитные ходы в шахте образуют сложные сети, часто состоящие из нескольких десятков полигонов.

3.9.2 Задание направления в вертикальной, горизонтальной плоскости и криволинейным участкам выработки

Одной из важнейших работ маркшейдерской службы на горных предприятиях, как при их строительстве, так и при эксплуатации является обеспечение проектного местоположения горных выработок, их элементов в натуре. Для этого маркшейдер, прежде всего, определяет место заложения выработки, а затем осуществляет инструментальное задание направления ей, закрепляя это направление специальными съемочными знаками с опущенными отвесами. В дальнейшем маркшейдер осуществляет контроль за проведением выработки по заданному направлению с соблюдением проектного профиля и паспорта крепления и, в случае необходимости, осуществляет его перенос.

Вид и метод задания направления зависит от производственных условий и назначения выработки, элементов залегания месторождения и других факторов. Иногда направлению выработки способствует наличие какого-нибудь естественного ориентира. Такой ориентир в практике работы называют «проводником».

В случае проведения выработок по падению наклонного или крутопадающего пласта, где ориентиром является его линия падения, направление задают только в горизонтальной плоскости, а при проведении выработки по простиранию наклонного или крутопадающего пласта направление задают только в вертикальной плоскости. Полевым выработкам и квершлагам, которые проводят по породам, где нет ориентира, направление задают в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Задание направлений горным выработкам в горизонтальной плоскости. Перед началом горнопроходческих работ маркшейдер должен иметь проектный чертёж околоствольного двора в масштабе 1:200 или 1:500, проектные чертежи сечений и сопряжения горных выработок.

Направления околоствольным выработкам в плане задают по углам поворотов и расстояниям, указанным в проектной документации.

Задание направления прямолинейной выработке в горизонтальной плоскости осуществляется с помощью теодолита и обозначается в натуре не менее чем тремя точками, надёжно закреплёнными в кровле выработки временными маркшейдерскими знаками. Исходным направлением, от которого начинается перенос в натуру оси выработок околоствольного двора, является направление I – II основного околоствольного двора, закреплённой после его рассечки.

Направление прямолинейному участку задают отложением в натуре известного угла в. По заданному направлению должны быть закреплены временными маркшейдерскими знаками три точки a, b и c, расстояние между которыми должно быть не менее 3м створом точек a, b, c. Проходчики могут пользоваться до удаления забоя от точки с на 40м, после удалении забоя более чем на 40м необходима инструментальная проверка пройденной части выработки и перенесение направления к забою.

Если направление выработки задают не по оси её, а параллельно ей, например, по оси пути или вблизи стенки выработки, то маркшейдер должен указать расстояние l от заданного направления до одной из стенок. Это расстояние принято назвать «скобой».

Обозначать вынесенное теодолитом направление в горной выработке можно с помощью светового указателя направления УСН-2, лазерного указателя направления ЛУН-3 и лазерного визира ЛВ-5М.

Задание направления криволинейной выработке. Способ перпендикуляров.  На схеме криволинейного участка, составленной в крупном масштабе (1:20 - 1:50), круговую кривую заменяют вписанными в неё хордами, предварительно вычислив углы их поворота и длину. По этой схеме графически определяют расстояния (перпендикуляры) от хорд до стенок выработки через каждые 1-2м. Числовые значения перпендикуляров и расстояний от начала хорды (от точки поворота) до оснований всех перпендикуляров приводят на схеме.

Способ радиусов. В этом случае по схеме криволинейного участка, составленной в крупном масштабе, графически определяют расстояния от хорды до стенок выработки по направлению радиусов закругления, затем вычисляют расстояния между осями соседних стоек по наружной d1 и внутренней d2 сторонам выработки. Указанные расстояния могут быть вычислены по формулам:

    (3.30)

где d – расстояние между осями рам на прямолинейном участке (по паспорту крепления);

  s – средняя ширина выработки;

  R – радиус закругления криволинейного участка.

По результатам графических измерений и вычислений составляют схему криволинейного участка, на которой указывают все необходимые размеры.

Рис. Схема задания направления прямолинейного участка выработки в горизонтальной плоскости

Задание направлений горным выработкам в вертикальной плоскости. Перед проведением выработок околоствольного двора должен быть составлен проектный профиль околоствольных и основных откаточных выработок. При этом на схему горных выработок наносят точки изменения проектных уклонов и углов наклона выработок, отметки этих точек и расстояния между ними. По разности отметок и расстоянию между смежными точками вычисляют уклоны выработок для каждого звена, которые должны соответствовать уклонам, заданным в проекте.

В зависимости от уклона или угла наклона выработки применяются различные способы задания направления в вертикальной плоскости.

При углах наклона выработок до 5-6є (I = ±0,1) задание направления в вертикальной плоскости осуществляется с помощью ватерпаса, нивелира и приборов УНС-2, ЛУН-3, ЛВ-5М. При проверке выработки ватерпасом  он устанавливается на рельс или доску, уложенные на очищенную почву, меньшей «подушкой» к забою (в сторону подъёма выработки). Если уклон выработки соблюдён, то отвес ватерпаса будет стоять на нулевой метке.

Уклон выработки может быть задан с помощью светового указателя направления УНС-2. для этого микрометренный винт наклонного уровня, имеющий деления в тысячных уклона, ставят на проектный уклон и уровень устанавливают на приборе. Изменением высот поддерживающих штанг добиваются приведения пузырька уровня на середину. Тогда горизонтальный штрих световой марки будет указывать на забое линию проектного уклона. По заданной вертикальной «скобе» - расстоянию от горизонтального штриха марки до кровли выработки ведётся контроль соблюдения уклона при проходке. Накладной уровень работает в пределах плюс - минус 0,02 с ценой деления 0,001.

Для задания уклона лазерным указателем направления ЛУН-3 используется оптическая система в виде клинового компенсатора, которая обеспечивает заданный наклон луча в пределах плюс - минус 2є. Установка заданного уклона осуществляется с помощью специального кольца, расположенного перед коллиматором, на котором нанесены деления в тысячных уклона.

Чтобы использовать для этой цели лазерный визир ЛВ-5М, необходимо наводящим винтом излучателя установить пузырёк цилиндрического уровня на середину и затянуть закрепительный винт горизонтальной оси. Освободив зажимом винт механизма вертикального микрометренного наведения, необходимо установить на нули шкалу оборотов и микрометренную шкалу. Затем затянуть зажимной винт механизма вертикального микрометренного наведения и открепить закрепительный винт горизонтальной оси. Вращая штурвал микрометренной шкалы, устанавливают заданный наклон излучателю по шкалам оборотов и микрометренного наведения. Для этого заранее нужно перейти от проектного уклона к углу наклона. После выполнения этих операций луч лазера будет указывать проектный уклон (наклон) выработки.

Измерив высоту инструмента на исходной точке, используют её для проверки почвы проходимой выработки.

При углах наклона выработок свыше 6є задание направления в вертикальной плоскости может быть выполнено с помощью теодолита.

Способ осевых реперов. Пусть в точке A1 заложен исходный репер, представляющий собой постоянный или временный маркшейдерский знак. Под ним устанавливают теодолит и трубу его ориентируют по направлению продольной оси выработки. Измеряют расстояние от точки А до оси вращения трубы теодолита ht – это будет вертикальная «скоба». На вертикальном круге теодолита устанавливают отсчёт, соответствующий проектному углу наклона выработки д, и визируют на отвес самой дальней направленческой точки. Наблюдая в трубу теодолита, совмещают верх головки отвеса со средней горизонтальной нитью сетки нитей. В этом положении отвес закрепляют и измеряют вертикальное расстояние от маркшейдерской точки до головки отвеса h3’. При втором положении трубы получают расстояние h3”. Определяют среднее расстояние h3 и окончательно отвес вешают так, чтобы расстояние от самой дальней направленческой точки до верха головки отвеса соответствовало h3. после этого проводят контрольное измерение угла наклона. Если он соответсвует проектному, то пользуясь этим отвесом как ориентиром, по направлению визирного луча устанавливают головки отвесов и на остальных направленческих точках. Закреплённые таким образом отвесы в направленческих точках обозначают в натуре проектное направление выработки в вертикальной плоскости.

Рис. Схема задания направления выработке осевыми реперами

Способ боковых реперов. Пусть в точке О установлен теодолит (R0 R0’ – его горизонт). Наклонная плоскость будет параллельна проектной плоскости почвы наклонной выработки, идущей под углом д. Вертикальная плоскость Q, проведённая через линию наибольшего ската Om, будет параллельна оси выработки. Зависимость между углами ц, д и в выражается следующей формулой:

  tg ц = tg д cos в,  (3.32)

  ,  (3.33)

где е – расстояние от плоскости Q до стенок выработки в местах расположения реперов;

  d – расстояние от теодолита О до каждой пары реперов Ri, Ri’ (горизонтальные проложения).

Рис. Схема задания направления выработке боковыми реперами.

3.7.3.3 Нивелирование откаточных путей

Геометрическое нивелирование рельсовых путей (или почвы выработки) выполняют по пикетам, разбивку которых производят тесьмяной рулеткой через 10 или 20м. Номера их надписывают краской на специальных табличках, прибиваемых к крепи. Ходы прокладывают между реперами опорной сети или в прямом и об­ратном направлениях. В начале хода измеряется контрольное превышение на исходных реперах (пикетах). Отклонение не должно превышать 10мм. Нивелирование путей осуществляется примерно из середины. С одной установки инструмента берут отсчеты с точностью до миллиметра на нескольких пикетах. На связующих пикетах отсчеты берут, как правило, по черной и красной сторонам рейки или при двух горизонтах инструмента, а на промежуточных — только по черной стороне. Расстояние от нивелира до связующего пикета (плечо) выбирается исполнителем с учетом хорошей видимости отсчетов (до 75м). Место установки рейки на связующем пикете отмечается мелом (на рельсе), поскольку при визировании в следующей станции рейка должна быть установлена строго в том же месте. Одновременно с нивелированием измеряют высоту выработки на пикетах.