Содержание к диссертации
Введение
1. Особенности карьеров блочного камня, как объектов маркшейдекжих съемочных работ. состояние вопроса, цель и задачи исследований . 13
1.1. Общие сведения о месторождениях блочного камня 13
1.2. Особенности разработки месторождений блочного камня
1.2.1. Произволетвенная мощность карьеров 17
1.2.2. Применяемые схемы вскрытия, системы разработки месторождений и их влияние на производство маркшейдерских работ 18
1.2.3. Анализ влияния структуры комплексной механизации карьеров на организацию маркшейдерских работ 22
1.2.4. Параметры горных выработок карьеров блочного камня 24
1.3. Организация и состояние маркшейдерского обеспечения карьеров. Цель и задачи иссле дований 29
2. Анализ факторов, влияющих на точность съемки карьеров блочного камня и обоснование необхо димой точности съемочных работ 36
2.1. Общие сведения о необходимой точности маркшейдерских съемочных работ 36
2.2. Анализ существующих способов определения величин объемов добычи и вскрыши. Обоснование необходимой точности полевых съемочных работ 38
2.3. Приборы, используемые при маркшейдерских съем ках на карьерах и их технические характернетики...42
2.3.1. Тахеометрическая съемка 42
2.3.2. Наземная стереофотограмметрическая съемка.. 45
2.4. Определение параметров стереофотосъемки карьеров 47
2.5. Оценка точности планов горных работ, полученных по результатам наземной фототопографической съем ки карьера на стереоавтографе 53
3. Исследование условий формирования съемочного обоснования карьера и сбор рационального метода его развития 58
3.1. Принцип построения съемочного обоснования открытых горных работ 58
3.2. Анализ факторов, влияющих на плотность съемочного обоснования карьера 59
3.3. Обзор существующих способов развития съемочных сетей на карьерах и выбор рационального метода при использовании наземной фототопографической съемки 63
3.4. Обоснование необходимой точности определения координат пунктов съемочного обоснования 67
3.5. Исследование возможности развития высотного обоснования карьеров методом тригонометрического нивелирования 72
3.6. Анализ условий формирования опорной сети карьера и выбор ее рациональных параметров (схемы построения, класса точности и метода развития) 77
3.7. Полевые работы по развитию съемочного обосно вания карьеров Ак-Тюба и Агур 82
3.7.1. Развитие плановой опорной сети карьеров Ак-Тіоба и Агур 82
3.7.2. Развитие высотной опорной сети карьеров Ак-Тюба и Агур 84
3.7.3. Развитие плановой и высотной съемочной сетей карьеров Ак-Тюба и Агур 86
4. Исследование точности определения координат и величин объемов добычи по результатам наземной фототопографической съемки 94
4.1. Исследование точности определения координат устьев буровзрывных скважин 94
4.2. Определение количества погашенных балансовых запасов по результатам наземной фототопографической съемки методом объемной палетки 100
4.2.1. Сравнение величин объемов добычи, получешшх способом параллельных сечений и объемной палетки и выбор наиболее рационального в условиях добычи блочного камня. 100
4.2.2. Исследование точности определения величины объема горной массы в зависимости от основания палетки и выбор его рациональной величины..104
4.2.3. Оценка точности подсчета величины вынутого объема .горной массы по плану изомощностей 110
5. Определение параметров блоков, нахощихся в поверхностном слое развала по результатам воздушного фотографирования 120
5.1. Обзор существующих методов определения размеров кусков горной массы в развале 120
5.2. Выбор рационального способа и средств воздушного фотографирования развала 121
5.3. Исследование фотокамеры Зоркий-Ю 126
5.4. Анализ факторов, влияющих на точность построения изображения объектов на одиночном аэроснимке 128
5.5. Определение параметров воздушного фотографирования развала и разработка методики полевых работ 137
5.6. Воздушное фотографирование развала гранита на карьере Ак-Тюба 145
5.7. Исследование точности определения параметров блоков по одиночным снимкам 150
5.8. Определение рационального масштаба фотосхемы , 160
Заключение 164
Литература 166
Приложение 173
- Особенности разработки месторождений блочного камня
- Анализ существующих способов определения величин объемов добычи и вскрыши. Обоснование необходимой точности полевых съемочных работ
- Обзор существующих способов развития съемочных сетей на карьерах и выбор рационального метода при использовании наземной фототопографической съемки
- Определение количества погашенных балансовых запасов по результатам наземной фототопографической съемки методом объемной палетки
Введение к работе
Развитие промышленного, культурно-бытового и транспортного строительства с каждым годом требует все большего увеличения добычи исходного сырья - нерудных полезных ископаемых. Основными направлениями экономического развития СССР на 1981-85 годы предусмотрено возрастание добычи стройматериалов в 1,3 раза. Уже сейчас нерудная промышленность нашей страны объединяет более 6500 карьеров с общим объемом добычи по горной массе, превышающим добычу руды и угля вместе взятых.
Особое место в этой отрасли занимают горные предприятия по добыче блочного камня. В стране известно более 1000 месторождений природного камня. Государственной комиссией по запасам при Совете Министров СССР зарегистрировано 264 месторождения: 106 месторождений мрамора, 65 - гранита и гранодиорита, 9 - лабрадорита, 17 - габбро, 2 - диорита, 3 - тешенита, сиенита и другие. Из них в настоящее время разрабатываются 127 месторождений, которыми добывается около 300 тыс.м3 горной массы.
Анализ литературных источников показывает, что разработка месторождений блочного камня характеризуется следующими особенностями: применением открытого способа отработки; наличием различных систем трещиноватости в массиве, определяющих малую высоту уступов и их параметры, что обуславливает специфику всего комплекса добычных работ, от подготовки до транспортировки; значительной прочностью камня позволяет вести отработку крутыми слоями (при углах откосов до 90); применением специальных способов отделения блоков от массива, сохраняющих физико-механические и декоративные свойства камня; наличием большого количества карьеров с незначительной производственной мощностью, которая зависит от физико-механических свойств породы, ее цветовой гаммы и потребности в ней народного хозяйства; малыми допусками к отклонениям размеров блоков от требуемых параметров.
Вместе с тем, состояние маркшейдерского обеспечения карьеров стройматериалов, особенно незначительных по производственной мощности карьеров блочного камня, характеризуется нерегулярностью составления основного комплекта горной графической документации, а в некоторых случаях - и ее отсутствием. Основной причиной этого являются применение контактных способов съемочных работ и отсутствие практических рекомендаций по рациональной организации методов маркшейдерских работ, учитывающих указанные выше особенности карьеров блочного камня. Кроме того, при разработке блочного камня буровзрывным способом карьером нагорного типа подобным Ак-Тюбе (рис.1) и Агуру (рис.2), производство съемочных работ контактными способами связано с риском для жизни съемщика.
Как показывает опыт совершенствования маркшейдерского обеспечения карьеров черной, угольной и цветной промышленности, улучшение качества работ возможно за счет: а) развития и эксплуатации рационального вида (оптимальной конструкции и класса точности) опорной сети и использования оп тимальных способов создания съемочных сетей; б) применения неконтактных методов съемочных работ и обосно ванных норм точности в зависимости от параметров объектов съемки; в) механизации и автоматизации обработки результатов съе мочных работ в цроцессе получения необходимой геолого-маркшейдер-
О ? CD кР О,
Рч Бн О & о о СО Рн -,.»->:. s'.w -. .
Рис. 2. Забой мраморного карьера Агур ской информации; г) использования или разработки наиболее рациональных для данного горного предприятия способов решения задач маркшейдерского обеспечения.
Одним из методов, позволяющих качественно повысить уровень маркшейдерского обеспечения горных работ, является фотограмметрический, позволяющий механизировать и автоматизировать процесс получения и обработки исходной инфорлации. При этом максимальный эффект достигается от комбинирования наземной и воздушной стереофотосьемок. Однако указанные выше особенности карьеров блочного камня не позволяют осуществить прямое перенесение данных прогрессивных методов маркшейдерских работ.
В связи с вышеизложенным разработка комбинированных методов маркшейдерского обеспечения при добыче блочного камня на карьерах является актуальной научной задачей.
Целью работы является установление взаимосвязи параметров комбинированных методов маркшейдерского обеспечения с размерами и формой карьера, уступов и рабочих площадок, позволяющей разработать рациональную методику геодезических и фотограмметрических измерений, применение которых повышает точность и объективность маркшейдерского контроля за правильностью и полнотой извлечения полезного ископаемого.
Идея работы заключается в использовании преимуществ различных геодезических и фотограмметрических методов измерений, обеспечивающее оптимальную их комбинацию при маркшейдерском обеспечении выемочно-добычных работ.
Научные положения, разработанные лично диссертантом, и новизна: - впервые установлено, что применение комбинированного метода съемки в условиях разработки месторождений блочного камня карьерами с площадью карьерного поля до I кв.км позволяет развивать крупномасштабное съемочное обоснование в виде самостоятельной одноразрядной сети; впервые установлены зависимости точности определения объема добычи методом изолиний от основания объемной палетки и площади извлеченного полезного ископаемого в пределах контура подсчета при величинах показателя изменчивости мощности до 60%; впервые установлена точность измерения линейных размеров блоков в развале по результатам комбинированной съемки в зависимости от размеров в натуре, фокусного расстояния камеры, высоты фотографирования и положения блока в поверхностном слое развала.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются; использованием большого объема фактических данных о горнотехнических условиях производства маркшейдерских съемочных работ на 98 действующих карьерах блочного камня, расположенных в различных климатических поясах страны; совпадением результатов (с вероятностью 0,95) расчета предложенным методом точности определения координат точек и размеров объектов по результатам съемки с точностью полевых экспериментальных работ на карьерах, и с данными измерений и вычислений, полученными апробированннми методами угловых и линейных измерений в натурных условиях; положительными результатами внедрения разработанных комбинированных методов производства маркшейдерских работ на карьерах Московского -комбината строительных материалов.
Работа осуществлялась по плану Центра координации научно-исследовательских работ по выполнению договора о социалистическом содружестве между МГЙ и Главмоспромстройматериалн (ГМІСМ).
Значение работы. Научное значение работы заключается в уста» - 12 -новлении взаимосвязи параметров комбинированных методов маркшейдерского обеспечения с размерами и формой карьера, уступов, рабочих площадок и блоков, позволяющих повысить точность определения координат точек и размеров данных объектов в натуре, а также объективность и оперативность маркшейдерских работ.
Практическое значение работы заключается в разработке методов получения и обработки исходной информации, которые расширяют сферу комплексного применения фотограмметрических методов измерений при решении таких основных задач маркшейдерской службы, как: обеспечение буро-взрывных работ, определение объемов добычи и размеров блоков в развале, составление горной графической документации. Указанные методы и полученные зависимости позволили разработать "Методические рекомендации по маркшейдерскому обеспечению добычи блочного камня на карьерах".
Реализация выводов и рекомендаций работы. "Методические рекомендации по маркшейдерскому обеспечению добычи блочного камня на карьерах" внедрены на гранитном карьере Ак-Тюба и мраморном карьере Агур Московского комбината строительных материалов с экономическим эффектом 20,5 тыс.рублей.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации обсуждались на заседании школы по обмену передового опыта "Автоматизация маркшейдерских работ на горно-добывающих предприятиях" (Москва, 1978 г.), заседаниях Совета по социалистическому содружеству МГИ и ГМПСМ (Москва, 1978-1983 гг.).
Автор выражает глубокую благодарность проф., д.т.н. А.И. Мазмишвили, проф., д.т.н. В.А.Букринскому, доц., к.т.н. М.П.Бордю-кову, доц., к.т.н. П.Н.Бруевичу, а также коллективу кафедры "Маркшейдерского дела и геодезии" МГИ за консультации, полученные им в процессе работы над диссертацией.
Особенности разработки месторождений блочного камня
Распределение карьеров блочного камня высокой прочности (гранита) по их производственной мощности характеризуется цифрами, указанными в таблице I.I.
По данным этой таблицы можно сделать вывод, что основную массу карьеров блочного камня, около 66%, составляют карьеры с объемом добычи до 10 тыс.м3 горной массы. При этом выход блоков из горной массы (см.табл.2 прилож.) изменяется от 7,0 до 70%,
Определяющее влияние на методику маркшейдерского обеспечения открытых горных работ оказывает принятая система разработки. Практика показывает / 20,31 /, что в наибольшей мере условиям отработки месторождений стройматериалов отвечает классификация В.В.Ржевского, который считает, что "под системой открытых горных разработок понимается определенный порядок выполнения подготовительных, вскрышных и добычных работ, обеспечивающий для данного месторождения безотказную, экономичную и полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого".
В основу классификации положено направление выемки в плане и профиле, а также место размещения отвалов (рис. 1,2 црилож.).
Направление выемки в плане разделяется на продольное (ГД), поперечное (Ш, КП), веерное (ГВ, KB), кольцевое (КГ, КК). Продольное и веерное направления внешен полезного ископаемого используются на мощных карьерах. Поперечное и кольцевое направления на небольших и средних карьерах.
В случае продольного и поперечного направлений выемки в плане возможны однобортовая (0) или двухбортовая (Д) системы разработки. При разработке месторождений блочного камня разделяют также сплошные системы (с постоянным положением рабочей зоны) и углубочные (с переменным положением рабочей зоны).
Сплошные системы разработки применяются на карьерах стройматериалов, отрабатывающих горизонтальные и пологие месторождения с глубиной до 25 м (прилож., рис.1).
Углубочные системы характерны для карьеров небольшой и средней производительности, разрабатывающих мощные горизонтальные и пологие залежи, наклонные или крутопадающие залежи (прилож., рис.2). Эти же системы применяются при разработке месторождений нагорного типа с крутыми склонами.
Месторождения блочного камня, разрабатываемые в настоящее время на Урале, Северном Кавказе, Средней Азии и в Крыму, обладают согласно выводам автора работы / 20 / развитым рельефом, и в большей части относятся к карьерам нагорного типа. Наибольшее распространение получили продольная и поперечная (однобортовая и двухбортовая) системы разработки, поэтому в работе рассматривается вопрос развития съемочного обоснования для данных систем.
Положение пунктов съемочной сети, с которых осуществляется непосредственная съемка горных выработок, определяется методом съемочных работ и принятой системой разработки. Например, при использовании тахеометрического способа съемки пункты должнырасполагаться в непосредственной близости от объекта съемки. В случае применения наземной стереофотосъемки возможно различное размещение базисов фотографирования и корректурных точек в пределах карьерного поля. Поэтому этот вопрос требует специального рассмотрения.
Коэффициент вскрыши на большинстве карьеров стройматериалов, согласно данным работы / 31 /, не превышает 0,2 и лишь у незначительной части составляет I, что обуславливает наличие отвалов незначительной величины, находящихся вне или внутри карьера. Поэтому базисы фотографирования на карьерах блочного камня возможно размещать в принципе на отвалах, верхних площадках бортов карьеров и непосредственно перед забоем.
Размещение базисов фотографирования непосредственно перед забоем имеет ряд существенных недостатков, значительно снижающих эффективность н.ф.с. и заключающихся в следующем:- необходимости закрепления точек базиса и корректурных точек в пределах действия горно-транспортного оборудования, что не обеспечивает их долговременную сохранность и безопасность работ;- незначительной площади съемки в пределах одного уступа, так как величина отстояния ограничивается размером рабочей площадки;- недолговременной сохранности базисных и корректурных точек
Анализ существующих способов определения величин объемов добычи и вскрыши. Обоснование необходимой точности полевых съемочных работ
В настоящее время определение величин объемов добычи и вскрыши согласно требованиям инструкции / 33 / на открытых горных работах осуществляется следующими способами:- среднего арифметического;- горизонтальных и вертикальных сечений;- способом простых геометрических фигур;- объемной палетки.
Определение величин объемов без предварительного составле ния графической документации может осуществляться также аналитически по измеренным значениям фотокоординат и параллаксов точек или по показаниям счетчиков универсальных стереоприборов /3,7, 23,33,36,56,61 /. Анализ указанных способов непосредственного определения объемов без составления графической документации показывает, что основное влияние на точность конечного результата оказывают погрешности определения площадей сечении, средней высоты заходки hcp или мощности рассматриваемого тела в какой-либо точке поверхности hL , а также от правильно выбранного расстояния между сечениями QL . В свою очередь, точность определения этих величин зависит от точности определения координат ос , и , характерных (контурных) точек объекта съемки (заходки, развала, склада, отвала и т.д.). Требуемая же точность определения координат контурных точек, определяется значением допустимой погрешности определения какого-либо параметра рассматриваемого тела, установленной на основании допустимой погрешности определения объема v8ori. и регламентированной соответствующей инструкцией / 33,42,05 /.
Значение объема горной массы по экскаваторной заходке может быть получено из соотношениягде L(а ( h - соответственно средние длина, ширина и высота заходки. Дифференцируя формулу (2.2) для объема и переходя к квадратам относительных средних квадратических погрешностей аргументов получаем следующее выражение
При н.ф.с. горных выработок базис фотографирования по возможности располагают параллельно фронту горных работ. Фотограмметрическая ось Хф при этом проходит через базис съемки.
Принимая, что погрешность определения средних параметров вынутого объема горной массы в формуле 2.3 является предельной величиной (т.е. mL-2mx , mj = 2mv , mh 2ma ), то переходя к точности определения координат точек уступов, можем записать следующее выражениегде TL tr\w ГЛа - с.к.п. определения координат точек горнихвыработок в фотограмметрической системе координат. Анализ данных таблицы 2.1, где приводятся характеристика размеров уступов и рабочих площадок на карьерах блочного камня, показывает, что их величины изменяются в больших пределах, от I до 140 метров. При этом отношение длины к ширине и высоте колеблется от 2 до 140. Таким образом, значения с.к.п. IHV и ГПг по абсолютной величине будут намного меньше, чем И1„ .В свою очередь, из теории фотограмметрии / 5 / следует, что наибольшая по величине погрешность определения положения точки вызывается за ее отстояние от базиса, т.е. HlyaHv/2 и /Па«ту/3 . Подставляя эти соотношения в формулу 2.4 получаем следующее приближенное выражение зависимости с.к.п. определения координат точек поверхности откосов уступов по отстоянию
Учитывая, что для карьеров блочного камня tnv 4 3% , получаем следующую формулу зависимости величины ґПу от размеров вы Графически для высоты (ширины) заходки от 0 до 20 м ее значение может быть найдено с помощью номограммы на рис.2.2.
Выполненное обоснование необходимой точности определения координат контурных точек горных выработок позволяет сделать вывод, что критерием точности съемочных работ будет являться Щу --с.к.п. определения положения точек в направлении перпендикулярном к линии фронта работ, численное значение которой может быть найдено по формуле (2.7). Точность определения координат является основой для определения параметров собственно полевых съемочных работ.
Точность съемочных работ определяется как техническими данными применяемых приборов и оборудования, так и методикой полевых работ. В настоящее время, тахеометрическая съемка земной по верхности и горных выработок осуществляется с помощью различных приборов, которые разделяются на теодолиты технической точности (TI5, ТЗО), диаграммные тахеометры (S)ahlta-OIQAf Та-ДТ, Та-Д4) и внутрибазные тахеометры дальномеры (ВРТ-006, ДВ-20, ТВ). Эти приборы имеют различные технические характеристики, что и определяет их область применения.
В зависимости от применения того или иного тахеометра, тахеометрическую съемку по способу взаимодействия мерщика с объектом съемки, можно разделить на контактную и неконтактную. Первая осуществляется при использовании оптических теодолитов технической точности любого типа и диаграммных тахеометров. Однако, как было установлено в предыдущих разделах, в определенных условиях невозможно установить рейку в требуемой точке поверхности объекта. Тогда возможно применение внутрибазных тахеометров типа ВРТ 006, ДВ-20, ТВ, которые на расстояниях до 60 метров (за исключением ДВ-20 L пре»р 300 м) позволяют производить съемку без реек. Диаграммные приборы используются для съемки М 1:500 и крупнее, а также для развития съемочного обоснования. Внутрибазные тахеометры ВРТ 006 и ТВ в основном используются для съемки недоступных и труднодоступных объектов в М 1:500 и менее. Тахеометр ДВ-20 хотя и обладает повышенной дальностью действия, но вследствие низкой точности его рекомендуется использовать при съемках М 1:2000 и менее. Диаграммные тахеометры и внутрибазные не получили широкого применения на открытых горных работах в силу различного рода причин. Поэтоглу основной объем работ на карьерах стройматериалов методом тахеометрической съемки производится теодолитами типа ТЗО, TI5, ТОМ и игл равноточных. Определение расстояний с помощью этих приборов осуществляется по вертикальной нивелирной рейке и нитяному дальномеру, что обуславливает небольшую точность порядка 1/100 - 1/300, а точность определения
Обзор существующих способов развития съемочных сетей на карьерах и выбор рационального метода при использовании наземной фототопографической съемки
Эффективность ведения маркшейдерских съемочных работ на открытых горных работах во многом определяется применяемыми методами создания или восстановления съемочной сети. Точки съемочной сети, как правило, применяются для съемки движущихся бортов карьеров и размещаются на рабочих площадках перед забоем экскаватора, или взрываемых блоках. Поэтому период сохранности некоторых пунктов съемочной сети не превышает одного-двух месяцев. В случае же карьеров нагорного типа, корректурные точки н.ф.с, также как и при тахеометрическом способе, оказываются вблизи или непосредственно в зоне действия горно-транспортного оборудования, что, как показывает опыт работ на подобных карьерах, в большинстве случаев приводит к их быстрой потере, а следовательно и к необходимости их восстановления, что в свою очередь требует переопределения их координат с помощью одного из существующих способов.
Рассмотрим основные методы развития съемочных сетей, которые применяются в настоящее время на карьерах. Согласно рекомен далиям инструкции / 55 / съемочные сети целесообразно строить методом: аналитических сетей, прокладкой теодолитных ходов, способами геодезических засечек (прямой и обратной), полярным способом, способом створных линий и прямоугольной сетки. Анализ маркшейдерско-геодезической литературы и практики развития съемочных сетей на карьерах показывает, что наибольшее распространение получили способы геодезических засечек и теодолитных ходов. Данные работы / 53 / показывают, что около 80$ количества пунктов съемочного обоснования на карьерах, определяется методом засечек.
Для выбора наиболее рационального способа развития съемочной сети при использовании н.ф.с. обратимся к классификации В.В.Ржевского, применяемых на карьерах систем отработки. Анализ классификации систем разработки на предает выбора наиболее соответствующей использованию н.ф.с, позволил установить, что наиболее эффективно производство стереофотосъемки возможно на карьерах с продольной или поперечной системой разработки (СДО, СПО и СДУ, СПУ) при внешнем отвалообразовании. Карьеры с этими системами разработки, как показывает практика (см.табл.1.3), и анализ специальной литературы / 31 / получили наиболее широкое распространение в горном деле.
Ранее уже указывалось, что точки съемочного обоснования (в частности корректурные точки) при методе н.ф.с., в отличие от тахеометрического способа, должны размещаться на дальней границе съемки, т.е. на верхней площадке рабочих и нерабочих бортов рис.3.3 . Определение координат точек которых возможно прокладкой теодолитного хода или засечками. При прокладке теодолитного хода должны соблюдаться условия, что величина Т Lmax (предельная длина хода), а расстояние & находилось бы в пределах т ( тах (минимальная и максимальная длина стороны), в соответствии с разрядом хода. Так для 1-го разряда Т 500 метров, а для 2-го -Т 200 м, ввиду того, что ход по прямой проложить практически нельзя. Следовательно, если взять максимальный размер длины или ширины карьера равный 500 метров, то координаты съемочных точек могут быть найдены прокладкой хода полигонометрии 2 разряда или теодолитных ходов I и 2 разрядов. При этом длины сторон будут находиться в пределах 20-350 метров. Чем меньше сторона, тем большее количество точек хода, и следовательно больший объем полевых и камеральных работ. При этом, не все точки хода могут быть использованы, а это значит, что прокладка теодолитного хода не отвечает условию соблюдения минимума затрат, т.е. неэкономичен. Необходимо отметить также, что при добыче природного камня, закрепление точек в скальном грунте связано также с определенными трудностями. Применение njp.c, как показывает практика, позволяет применять иные, чем при тахеометрии способы закрепления съемочных точек.
В отличие от тахеометрической съемки, корректруные точки при н.с.с. не обязательно должны быть закреплены центрами. Так в качестве корректурных точек могут быть использованы столбы ЛЭП, осветительные мачты, здания и строения, отдельные предметы, которые или маркируются специальными знаками или используются непосредственно. Использование же подобных объектов в качестве корректурных точек повышает эффективность н.ф.с. / 5,46,57 / и определяет единственно рациональный способ определения их координат - метод геодезической засечки. Таким образом, при производстве njp.c. развитие съемочной сети теодолитными ходами и полигонометрией является не целесообразным по указанным выше факторам.
Рассмотрим метод геодезических засечек, который является наиболее распространенным методом создания съемочных сетей на карьерах. Способ засечек объединяет два метода: прямую и обратную геодезические засечки. Анализ трудовых затрат, выполненный автором работы / 53 / показывает, что способ обратной засечки в2 раза производительнее, чем при производстве прямой, так как сокращается время на установку инструмента и переход с пункта на пункт. Однако, как уже отмечалось выше, в некоторых случаях установка теодолита на точке не нужна за отсутствие; центра. Резервом же повышения производительности труда при производстве прямой засечки является тот факт, что при измерении углов способом круговых приемов одновременно с одного пункта, в процессе измерений может быть включено до 10 направлений. Определение положения пункта прямой засечкой осуществляется не менее, чем с3 пунктов опорной сети. Поэтому, затраты времени в данном случае будут равными или даже меньше, если положение 10 пунктов определять обратной засечкой. Следовательно можно сделать вывод, что при производстве HJJ .C. рациональным способом развития съемочной сети является способ геодезических засечек, при этом наиболее эффективным будет способ прямой засечки, который по сравнению с обратной имеет следующие преимущества:- не требует закрепления корректурных точек геодезическими центрами;- требует меньшего количества опорных пунктов;- сокращает время полевых работ, так как при продвижении фронта работ необходимо перенаблюдать основную часть корректурных точек, если они находятся на верхней площадке рабочего борта.
Определение количества погашенных балансовых запасов по результатам наземной фототопографической съемки методом объемной палетки
Проверка достоверности отчетных данных о выполнении производственного плана горным предприятием осуществляется на основании контрольной проверки количества погашенных балансовых запасов по данным съемочных работ, что предъявляет повышенные требования к точности определения величины их объема. Точность определения объемов добычи и вскрыши определяется не только точностью полевых работ, но и способом определения их количественного значения.
Отреслевой инструкцией / 42 / предусматривается использование для этих целей способа параллельных вертикальных сечений. Необходимое количество сечении И определяется величиной коэффициента вариации feg , так при kj -4 10-15$ ҐІ = 4, при kfc 20$ И = 8. Значение коэффициента kg находится по формулегде о - дисперсия площадей смежных сечений; & - средняя площадь смежных сечений, дисперсия G определяется выражением вида
В соответствии с методикой работ, определение значения объема методом параллельных вертикальных сечений, необходимая точность вычислений объема fHv = 3$ достигается, если И =8. Практика работ показывает однако, что коэффициент вариации смежных сечений при добыче блочного камня может достигать 100$ и более, о чем свидетельствуют значения fe , вычисленные для различных тел выемки по данным таблицы 4.2. для гранитного карьера Ак-Тюба. Так для 8 сечений тела гранита отбитого от массива и образовавшего развал с соответственными значениями объемов VM и Vp значения feg составили 119$ и 45$, т.е. величины намного превышающие 20$. Таким образом, применяемая методика вычислительных работ не может дать утвердительного ответа о сохранении требуемой точности определения объема добычи при feg ) 20$, т.к. не позволяет определить оптимальное значение її . Построение дополнительных сечений связано с увеличением затрат времени на производство графических построений, что сказывается на производительности работ.
Практика маркшейдерских работ, связанных с вычислениямиобъемов тел горной массы, показывает, что в случае, если тело выемки имеет сложную форму, для изображения его поверхности целесообразно применение способа изолиний. Значение объемов при этом наиболее просто, но с достаточной точностью, находится с помощью объемной палетки / 8,39,49/. В межотраслевой инструкции / 33 / также для тел сложной формы, например: развал горной массы, рекомендуется применение объемной палетіш.
Применение метода н.ф.с. горных выработок позволяет вычерчивать рельеф земной поверхности непрерьшпо с заданной высотой сечения горизонталейt( п . Таким образом необходимо рассмотреть возможность изображения поверхности откосов уступов блочного камня в горизонталях. На основании известной формулыгде oLmax - максимально возможный угол наклона изображаемой поверхности, град; сг - минимально допустимое расстояние между горизонталями на плане, мм; М - знаменатель масштаба, составляемого плана; h - принятое сечение горизонталей, м. и, принимая значения г = 0,2 мм, М = 500 и h = I м, находим, что угол otmQX не должен превышать 89. При расстояниях на плане между горизонталями Ег = I мм, значение olmax должно быть не более 63. Сравнение данных величин с характеристиками углов наклона на карьерах блочного камня (см.табл. 1.2) и рассматриваемых карьеров Ак-Тюба и Агур показывает, что поверхность горных выработок блочного камня может быть выражена в горизонталях.
Применение графоаналитического способа составления маркшейдерской графической документации позволяет получать изображение горных выработок с требуемой степенью точности (см.главу Ш). Та ким образом, шлея два плана горных работ на отчетные сроки и вычитая одну поверхность горных выработок из другой , получаем план изомощностей тела горной массы, объем которого необходимо определить (рис.4.4). На этом рисунке в изолиниях показаны три тела горной массы: гранит отбитый от массива (объемом VM ), гранит образовавший развал (объемом Vp ), гранит вынутый из развала (объемом Vе ).
Величина объема, способом объемной палетки находится по формуле / 49 /где со - площадь основания палетіш;2Л1; - сумма изомощностей рассматриваемого тела в каждойточке палетки от I до И . Межотраслевой инструкцией / 33 / рекомендуется для подсчета объемов горной массы в развале применять объемную палетку со стороной основания СО равной 5 и 10 мм. Однако определение величины объема с требуемой точностью возможно при различном основании /8 /, но так как выбор рационального основания палетки не получил еще теоретического обоснования, его величина определяется эмпирически.
Согласно положению инстругащи / 33 / "длину сторон сетіш выбирают в зависшлости от сложности контура выработки или поверхности взорванных пород с таким расчетом, чтобы в пределах измеряемой площади было не .меньше 15 ячеек". Таким образом, данная ин іструкция также не дает однознаного ответа о выборе рациональной величины основания палетки. Поэтому данный раздел работы рассматривает вопрос определения рационального основания палетки, обеспечивающего требуемую точность вычисления объема добычи и вскрыши.
Объемы горной массы отбитой от массива V"M f находящейся в развале Vp и вынутой из развала Vp находились при основании палеток, с размером 5x5 мл, 10x10 мм, 20x20 мм, 30x30 мм, 40х х40 мм. Результаты вычислений значений объемов приводятся в таблицах 4.3, 4.4, 4.5.
Значение объема в одном определении V вычислялось как среднее из двух реализаций V- . За окончательное значение объема принималось среднее значение VCP из двух независимых определений. Расхождение 0V между двумя определениями находилось как отношение разности двух V к значению VCPi
Согласно положению п.5.5.3 инструкции / 33 / разность ov между двумя независимыми измерениями не должна превышать 1%. Анализируя данные таблиц 4.4 -г 4.5 по этому критерию можно сделать вывод, что требуемая точность вычислений объемов породы достигается во всех случаях при 0 = 5x5 мм и 10x10 шл и частично при со = 20x20 мм и 30x30 мм. Однако, сравнение двух величин VCR полученных при одном СО и заданной 0V , показывает, что разница между ними oAv может составить до 1,8$. Данные этих та.б-лиц также свидетельствуют о том, что значения Vcp объема, полученные с ov 1%, в некоторых случаях по своей величине равны V"CP( , вычисленным с dv 4 1$. Таким образом, можно сделать вывод, что оценка по разностям двойных вычислений значений объемов не может служить надежным критерием точности определения величины объемов.
