Раздел 1. Маркшейдерская графическая документация

Основные понятия и положения маркшейдерского дела

Общие сведения о маркшейдерских работах. Основные термины и понятия.Связь с дисциплинами курса. Задачи маркшейдерской службы при разведкеместорождений, проектировании, строительстве горных предприятий при разработке месторождений

Геодезия — наука о методах измерений на суше, море, в атмосфере и космосе с целью определения формы и размеровЗемли, построения карт (планов) и решения различных инженерных задач на местности.

Современное маркшейдерское дело является отраслью горной науки и техники, занимающейся съемками на земной поверхности и в горных выработках, на карьерах, в метро, а также решающей различные задачи при разведке месторождений, проектировании, строительстве и эксплуатации горных предприятий, заводов, жилищных и гаражных комплексов.

В буквальном переводе с немецкого языка название этой специальности означает «искусство устанавливать границы».

Маркшейдер - профессия в области строительства, преимущественно подземных сооружений. Маркшейдер может работать на предприятиях горной, нефтедобывающей промышленности, в организациях по строительству метрополитенов, тоннелей.

Маркшейдерия тесно связана с рядом других научных дисциплин, и прежде всего с геодезией. При маркшейдерских съемках широко используются геодезические методы и инструменты. Маркшейдерская съемка горных выработок ведется от пунктов общегосударственной сети и нивелирования. Планы горных работ сопоставляются с топографическими планами земнойповерхности.

В решении многих вопросов маркшейдерского дела широко и всестороннеиспользуется математика. Без знания аналитической и начертательной геометрии, дифференциальной геометрии, математической статистики, теории вероятности и других разделов математики невозможно глубокое понимание курсамаркшейдерского дела.

Для оценки точности произведенных измерений маркшейдер широко использует положения теории ошибок и способа наименьших квадратов. На основаниитеории ошибок маркшейдер решает и обратную задачу — по заданной точностиопределяет методы измерений.

Наконец, маркшейдер должен хорошо владеть приемами технического итопографического черчения, без чего он не сможет составлять маркшейдерскуюграфическую документацию (планы, разрезы и т. п.).

Задача маркшейдерской службы делится на этапы освоенияместорождения полезных ископаемых.

При разведке месторождения, задачи маркшейдерской службыследующие:

- производство съемки земельных поверхностей и объектов геологическихнаблюдений;

- составление топографических карт и планов, которые служат основой дляполучения геологических карт;

- проектирование геологоразведочных работ;

- указание в натуре мест заложения различных разведочных выработок и задачаим направления;

- производство съемки и нанесение полученных данных на план при проходкеэтих выработок;

- составление совместно с геологической службой различной горно-графическойдокументации, характеризующей, как форму залегания полезного ископаемого,так и пространственное распределение его характеристики;

- участие в подсчете запасов полезных ископаемых.

При проектировании горных предприятий в задачу маркшейдерскойслужбы входит:

- участие в проектно-изыскательных работах, оформление горных и земельныхотводов, проектировании границ шахтных полей, размещение зданий исооружений, подлежащих строительству на площадях залегания полезныхископаемых;

- разработка мероприятий по охране проектируемых сооружений от вредноговлияния подземных горных разработок;

- подсчет промышленных запасов полезного ископаемого в пределах контураданного рудничного, шахтного или карьерного поля;

- участие в составлении календарных планов горных работ.

При строительстве горных предприятий в задачу маркшейдерскойслужбы входит:

- проверка проектных чертежей всех основных сооружений и капитальныхгорных выработок для установлений правильности взаимосвязи между ихгеометрическими элементами;

- осуществление переноса указанных выше проектных геометрических элементовв натуру.

- в период строительства контролирует правильность соблюдения геометрическихэлементов проекта и задает направление горным выработкам;

- по мере строительства сооружений и проходки горных выработок производитсяих съемка, на основе которой составляются исполнительные планы, разрезы,профили и другие графические документы, необходимые для началаэксплуатации месторождения.

При эксплуатации месторождения в задачи маркшейдерской службывходит:

- создание на поверхности в пределах горного отвода данного предприятияпланово-высотной опорной геодезической и съемочной сетей;

- производство топографической съемки поверхности и маркшейдерской съемки,отрытых и подземных горных выработок с составлением комплекта графическойдокументации, систематически пополняемой по мере ведения горных работ;

- перенесение геометрических элементов проекта горных выработок итехнических сооружений в натуру;

- задание направлений горным выработкам, осуществление контроля засоблюдением проектных направлений, уклонов и размеров их сечений;

- ведение ежемесячного контроля добычи полезного ископаемого, объемавскрышных (на карьерах) и других горных работ, а также маркшейдерскоеобеспечение буровзрывных работы;

- ведение систематического учета движения промышленных, вскрытых,подготовленных и готовых к выемке запасов, потерь и разубоживания руды, атакже разработка мероприятий по их сокращению;

- определение границ безопасного ведения горных работ, а также охранныхцеликов, перенесение этих границ в натуру и осуществление контроля по ихсоблюдению;

- осуществление контроля по охране недр и полнотой отработки месторожденийполезных ископаемых;

- изучение (совместно с геологической службой) структуры и формы залежей,свойств полезного ископаемого, и составление различных горно-геометрическихграфиков;

- ведение инструментальных наблюдений за сдвижением земной поверхности итолщи горных пород под влиянием горных подземных горных разработок, а такжеза устойчивостью бортов и отвалов карьеров;

- участие в составлении месячных, квартальный, годовых и перспективныхпланов ведения горных работ;

- составление ежеквартальных обменных маркшейдерских планов спояснительной запиской к ним и передача их организации, контролирующейведение горных работ.

При ликвидации выполняются задачи:

- определение полноты выемки полезного ископаемого;

- пополнение маркшейдерской документации и передача ее в архив вышестоящейорганизации на хранение.Все маркшейдерские документы ликвидированной шахты или карьераподлежат бессрочному хранению.

Раздел 1. Маркшейдерская графическая документация

1.Требования к графической документации и ее виды.

2.Классификация, составление иоформление графической маркшейдерской документации.

3.Состав, виды исодержание маркшейдерской графической документации

1.Требования к графической документации и ее виды

Горные и геологоразведочные предприятия должны иметь обязательный комплект документов, состоящий из первичной, вычислительной и графической документации.

Первичная документация представлена полевыми книжками и журналами, заполняемыми исполнителями в процессе производства полевых работ. Первичная документация ведется отдельно по каждому виду полевых работ — теодолитнойсъемке, тахеометрической съемке, техническому нивелированию и т. д. Как правило, каждый исполнитель имеет свою индивидуальную полевую книжку по каждому виду работ.

В полевые книжки наряду с результатами измерений заносят привязки, схемы, зарисовки. Первичная документация служит основой для составления вычислительной и графической документации.

Вычислительная документация состоит из журналов и ведомостей вычислений, журналов и книг учета и т. д. В них производится математическая обработка результатов полевых измерений. Результаты вычислений используют различные службы горного предприятия и его подразделения. На основе результатов вычислений, в частности, составляют графическую документацию.

Графическая документация представлена планами, разрезами, проекциями на вертикальные и наклонные плоскости, профилями, объемными графиками. Она является одним из важнейших результатов деятельности маркшейдерской службы предприятия. Графическая документация имеет многоцелевое назначение: она иллюстрирует динамику и современное состояние горных работ; является основой для перспективного и оперативного планирования развития горных работ, а также основой для решения инженерно-технических задач управления горными работами; после консервации или закрытия горного предприятия она является единственным документом, показывающим границы выработанного пространства, контуры оставленных целиков, границы подземных пустот.

Под термином «горная графическая маркшейдерская документация» подразумевают чертежи, составленные принятым методом геометрических проекций по результатам топографических, маркшейдерских и геологических съемок, а также маркшейдерских измерений и геологических зарисовок.

Маркшейдерские графические документы должны удовлетворять следующим основным требованиям.

1. Быть точными, т. е. давать изображение геометрических элементов с требуемой для их масштаба точностью. Так, например, приняв точность графических построений ±0,2 мм, для элементов, изображаемых на плане в масштабе 1:500, точность должна быть не ниже ±10 см. Указанное требование относится только к элементам, имеющим в натуре четко выраженные контуры.

2. Давать полное изображение элементов ситуации и рельефа земной поверхности, горных выработок, формы и элементов залегания полезного ископаемого на момент их составления и систематически пополняться по мере проведения горных выработок.

3. Быть наглядными и удобоизмеряемыми, т. е. позволять производить на них измерения линейных и угловых величин с необходимой точностью, не прибегая к громоздким дополнительным построениям или вычислениям.

4. Изготовляться на высококачественных материалах и основе, обеспечивающих длительное их существование, а также быть аккуратно и красиво оформленными.

5. Составляться с соблюдением принятых условных обозначений.

Виды маркшейдерских чертежей и их содержание на действующих горных предприятиях зависят от типа месторождения, геологического строения и способа его разработки.

Маркшейдерская графическая документация состоит из следующих основных видов чертежей.

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.

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.

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 проекциями на наклонную плоскость.

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.

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. Для более наглядного и резкого изображения изменения положения точек по высоте вертикальный масштаб профиля обычно принимают в 10 раз крупнее горизонтального.

2.Классификация, составление и оформление графической маркшейдерской документации.

Горная графическая маркшейдерскаядокументация (чертежи) по своему назначению разделяетсяна два комплекта чертежей:

1) земной поверхности;

2) горных выработок.

Кроме того, по характеру построения все чертежи делятсяна исходные (оригиналы) и производные (копии и репродукции).

Под исходными чертежами следует понимать чертежи, построенныенепосредственно по результатам измерений и вычислений,а под производными — чертежи, полученные путем репродукцииили уменьшения исходных чертежей и дополненныеспециальным содержанием, соответствующим их назначению.

Производные чертежи используются для решения текущихзадач горного предприятия. Исходную графическую документациюисполняют на чертежной бумаге высшего качества, наклееннойна жесткую или мягкую основу для обеспечения длительногосрока службы и хранения, и на недеформирующихсяпрозрачных синтетических материалах — пленках. Для производныхчертежей рекомендуются прозрачные синтетические материалы,бумажная натуральная калька, чертежная прозрачнаябумага и бумажная светочувствительная диазотипная калька.

Планы земной поверхности и горных выработок составляютв разграфке квадратных планшетов. Остальные чертежи исходнойдокументации могут быть составлены на листах, форматыкоторых имеют размеры 297X420; 594X420; 594X841 и1189X841 мм.

Полезный форматпланшетов в квадратнойразграфке принимают: для планшетов в масштабе 1:5000—400X400 мм; для планшетов в масштабах 1:2000, 1:1000 и1:500—500X500 мм. На планшет наносят квадратную координатнуюсетку со сторонами 100X100 мм и вычерчивают еетушью черного цвета сплошными линиями толщиной 0,1 мм.Числовые значения координат у линии сетки надписывают в километрахна правом и нижнем полях планшета. Полное значениекоординат указывают в правом нижнем, в правом верхнеми в левом нижнем углах (для остальных линий сетки указываюттолько десятки и единицы километров с точностью до сотыхдолей).

В левой стороне нижнего зарамочного поля планшета помещаютсхему расположения части картограммы, заштриховывая данный планшет. Титульную надпись (название вышестоящейорганизации, данного горного предприятия, участка, горизонта),название чертежа и его масштаб помещают в серединенижнего поля планшета.

В правой стороне нижнего поля планшета помещают табличку,в которой отмечают дату составления и пополнения планшета,фамилии, должности и подписи лиц, составивших планшет.

На рис. 1.1 приведен образец оформления планшета.

На вертикальных разрезах и проекциях на вертикальнуюплоскость тушью синего цвета через 50 м проводят высотныесетки с указанием их абсолютных отметок.

Исходные чертежи, как отмечалось выше, составляются наоснове данных измерений. В тех случаях, когда невозможнопроизвести съемку каких-либо выработок, допускается нанесениеих на исходные чертежи на основании акта опроса (обэтом на чертеже делают соответствующую запись).

Пункты маркшейдерских опорных и съемочных сетей наносятпо их координатам хус помощью координатографа или циркуля-измерителя и трансверсальной линейки. Пункты съемочныхсетей 2-го разряда в очистных забоях наносят упрощеннымиметодами.

Маркшейдерские чертежи оформляют в соответствии с действующими Условными обозначениями для горной графической документации. Планы горных выработок пополняют раз в месяц (обычно на первое число каждого месяца).

Исходные маркшейдерские чертежи должны храниться в несгораемыхшкафах в горизонтальном положении. Их свертываниеи складывание запрещаются. Производные чертежи разрешаетсясвертывать и складывать по формату 297X210 мм.

Состав, виды и содержание маркшейдерской графической документации

В Технической инструкции по производству маркшейдерскихработ приводится состав двух обязательных комплектов маркшейдерскойграфической документации для каждого типа горногопредприятия.

В состав чертежей земной поверхности (комплект 1) входят:

а) чертежи, отражающие рельеф и ситуацию земной поверхности;

б)чертежи, отражающие обеспеченность горного предприятияпунктами маркшейдерской опорной и съемочной сети;

в) чертежи отводов горного предприятия.

На чертежи, отражающие рельеф и ситуацию земной поверхности,кроме элементов, изображаемых на обычных топографическихпланах, наносят специфические для горных предприятийэлементы, например: провалы, воронки и отвалы старыхгорных разработок; выходы на земную поверхность залежейполезного ископаемого; границы горных и земельных отводовгорного предприятия и т. д.

На план промышленной площадки горного предприятия наносятвсю ситуацию, включая подземные (скрытые) сети коммуникацийи сооружений.

На картограмме должны быть изображены рамки планшетовили листов, границы горных, земельных и других отводови основные элементы ситуации.

В состав чертежей горных выработок(комплект 2) входят:

а) чертежи горных выработок, отражающие вскрытие, подготовкуи разработку месторождения;

б) чертежи капитальных горных выработок и транспортныепути в них;

в) чертежи по расчету предохранительных целиков.

В инструкции приводятся виды чертежей, входящиев группу «а» отдельно для открытых и подземных разработок.Более того, эти чертежи при подземном способе разработкиимеют различные виды и содержание в зависимости от типаместорождения (пластовые, жильные и мощные рудные).

Маркшейдерские чертежи при открытом способеразработки месторождений

Планы горных выработокпо горизонтамгорных работ составляют отдельно по каждому горизонтукарьера на основе непосредственных данных съемки.В зависимости от размеров карьера эти планы составляютсяв масштабе 1:500 для небольших, 1:1000 — для средних и1: 2000 — для крупных карьеров.

Эти планы составляются в разграфке квадратных планшетов,на которых изображают:бровки данного уступа и границы выемки на даты, установленныедля периодической съемки карьера;проектные границы поля карьера только для данного горизонта;разведочные выработки, гидрогеологическую ситуацию, геологическиеконтуры пород и состав руд;пункты съемочной сети, профильные линии и т. д.

На рис. 1.2 показан образец части плана горных выработокпо одному горизонту горных работ на карьере.

Сводный план горных выработок всегокарьера составляется в масштабах 1:1000—1:5000 на основепогоризонтных планов путем их пантографирования. На этихпланах должны быть изображены:верхние и нижние бровки всех уступов и их высотные отметкине реже чем через 50 м;проектные границы поля карьера, рельеф и ситуация земнойповерхности;разведочные выработки и линии вертикальных разрезов;осыпи, обрушения, оползни;подземные эксплуатационные и дренажные горные выработки;внутренние отвалы;изогипсы поверхности тел полезных ископаемых.

На рис. 1.3 представлен образец сводного плана карьера.

Вертикальныеразрезы горных выработоккарьера строят вкрест простирания или по поперечнымнаправлениям, приуроченным к разведочным линиям. На этихразрезах, построенных в масштабе погоризонтных планов горныхработ, наглядно изображаются:профиль земной поверхности и уступов;фактические размеры ширины берм, углов наклона откосовуступов и борта карьера;геологическое строение месторождения;соотношение между горными работами на добычных ивскрышных уступах и т. д.

На рис. 1.4 изображен вертикальный разрез угольногокарьера.

При открытой разработке россыпных месторождений составляютсяпланы горных выработок полигонов (общие и оперативные),а также вертикальные разрезы горных выработок полигонов(поперек и вдоль россыпи, приуроченные к разведочнымлиниям).

Маркшейдерские чертежи при подземной разработкеместорождений

Планыгорных выработок. На них изображают техническиеграницы шахтных полей; капитальные и подготовительныевыработки; нарезные и очистные забои по данномупласту, линзе или по данному горизонту с указанием подвигания по месяцам и годам; контуры охраняемых объектов; разведочныеи технические скважины; геологическую ситуацию,участки списанных запасов, пункты подземных полигонометрических ходов, закрепленные постоянными центрами; реперыв горных выработках и высоты характерных точек; линии вертикальныхразрезов и следы плоскостей проекции на вертикальнуюплоскость.

На горных предприятиях, разрабатывающих пластовые залежии россыпи, составляют планы горных выработок по каждомупласту независимо от углов их падения и мощности.

На рис. 1.5 изображен план горных выработок по угольномупласту пологого падения. Кроме того, на горных предприятиях,разрабатывающих свиты крутых пластов, и на всех рудных месторожденияхсоставляются планы горных выработок по всемосновным (транспортным) горизонтам. Образец такого планаизображен на рис. 1.6.

Проекциигорных выработок на вертикальную плоскость составляют по каждому пласту (жиле)с углом падения 60° и более. Эти проекции составляют в масштабепланов и помещают под ним. На рис. 1.7 представленапроекция на вертикальную плоскость горных выработок руднойшахты.

Вертикальныеразрезы в крестпростирания приурочиваются чаще всего к основным вскрывающим выработкам.На них изображаются профиль земной поверхности иконтуры залежи полезного ископаемого, основные горизонтыгорных работ и т. д. На рис. 1.8 показан вертикальный разрезвкрест простирания рудных тел.

Комплект чертежей очистных блоков составляется при разработкемощных рудных залежей, так как при этом на погоризонтных планах, проекциях и разрезах горных работ всейшахты не могут быть изображены детали очистной выемки.В связи с этим для каждого очистного блока составляют комплектчертежей. Виды и характер этих чертежей зависят отсистемы разработки.На рис. 1.9 представлены образцы таких чертежей при разработкеблока системой подэтажных штреков.

Продольные профили рельсовых путей в откаточных горных выработках. На них изображают:горизонт, относительно которого наносят высоты пикетных

Рис. 1.10. Часть продольного профиля рельсового пути по откаточной выработкеточек; пикетные точки, реперы и пункты маркшейдерской опорнойи съемочной сети, имеющие высотные отметки; продольныйпрофиль пути по проекту и по данным нивелировки; профилькровли выработки; даты проведения выработки по месяцам.Профиль должен быть дополнен таблицей и схематическимпланом выработки. В таблицу вписывают уклоны, расстояниямежду пикетными точками, а также проектные и фактическиеотметки пикетных точек головки рельса.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: