Вопрос 29. Способы ориентирования подземной геодезической основы.

При ориентировании основы с дневной поверхности в под­земные выработки передают дирекционный угол хода, а также координаты и высоту исходного пункта.

Основные способы ориентирования приведены в табл. 1.

Из перечисленных в таблице способов чаще всего при строи­тельстве подземных сооружений применяют способы, указан­ные в пунктах 2, 6, 7, 10. Ниже эти способы рассмотрены до­статочно подробно, об остальных способах даны только крат­кие сведения.

Таблица 1

		Средняя квадрэтическая
№	Способ ориентирования	ошибка одного
п/п		ориентирования
1	Магнитный	1"
2	Створа двух отвесов	30"
3	Усовершенствованный способ створа двух	12—15"
	отвесов
4	Шкалового примыкания к отвесам	25"
5	Оптического клина	12"
6	Соединительного треугольника	10—12"
7	Двух шахт (скважин)	8—10"
8	Поляризации светового потока:
	при визуальной регистрации	1 '
	при электронной регистрации	5"
9	Автоколлимационный	6—8"
10	Гироскопическое ориентирование точными	5—10"
	гиротеодолитами

При выполнении магнитного ориентирования обычно ис­пользуют теодолит с зеркальной буссолью. На поверхности, на стороне полигонометрии, определяют склонение магнитной стрелки, а затем опускают прибор в шахту и определяют там по буссоли дирекционный угол стороны подземной полигоно­метрии с учетом найденного магнитного склонения. Существен­ными недостатками этого способа являются трудность выбора места наблюдений, свободного от нарушений нормального гео­магнитного поля и в связи с этим невысокая точность способа.

При ориентировании подземной основы способом створа двух отвесов в качестве исходной принимают ось /—// подходной штольни (рис. 1), вынесенной в натуру от пунктов подходной полигонометрии А, В, С, D по разбивочным элемен-

Ш 1 II IV

Рис. 1. Разбивка оси подходной штольни от пунктов полигонометрии

там . Над точкой / (рис. 1) центрируют теодо­лит Т_х и наводят его на марку М_в, установленную в точке //. Строго в створе визирной линии по теодолиту подвешивают от­весы О₁ и О₂.

В подземных выработках в точке Ш₁ с помощью специаль­ного устройства, осуществляющего поперечное микрометрическое передвижение, теодолит Т₂ устанавливают так, чтобы его визирная ось совпала со створом отвесов О₁ и О₂, фиксируя при этом проекцию вертикальной оси теодолита точкой Mr1 в верх­нем креплении штольни. Переводя трубу через зенит, фикси­руют положение визирной оси теодолита точкой М_r2.

Как видно из геометрической схемы ориентирования спосо­бом створа двух отвесов, дирекционный угол линии М_Т1—М_Г2 в подземных выработках в пределах точности ориентирования будет равен дирекционному углу линии /—//, закрепленной на поверхности. Фиксацию линии М_r1—М_r2 производят при двух положениях круга теодолита Т₂. Для определения координат пунктов Ш₁ и Ш₂ используют измеренные расстояния 1₃ и /₄.

Способ створа двух отвесов геометрически является весьма простым, наглядным и не требует математической обработки результатов ориентирования, однако точность этого способа сравнительно низка и характеризуется средней квадратической ошибкой, равной около 30". Основным источником ошибок, который не позволяет повысить точность ориентирования, явля­ется колебание отвесов, затрудняющее точную установку визир­ной оси теодолита Т₂ в их створе.

В качестве отвесов используют стальную проволоку с гру­зом в виде набора металлических дисков на конце, погружае­мых в сосуд с жидкостью. Отвесы опускают в шахту при по-

Рис. 2. Ориентирование подземной геодезической основы способом створа двух отвесов

мощи лебедок, закрепляемых на копре ствола, при этом про­волоки пропускают через специальные прорези с микрометренным устройством.

В табл. 2 приведены данные о рекомендуемой массе груза и диаметре проволоки в зависимости от глубины ствола.

После опускания отвесы проверяют «почтой», пропуская по ним легкие проволочные кольца, чтобы убедиться в отсутствии касания отвесов стенок ствола или полок перекрытия.

Способ створа двух отвесов часто применяют на начальной стадии проходки. Действующей инструкцией разрешается применять его при удалении забоя от ствола до 70 м.

				Таблица 2
Глубина ствола, м	Масса груза, кг	Диаметр проволоки, мм	Глубина ствола, м	Масса груза, кг	Диаметр проволоки, мм
20 40 60 80	10 15 25 35	0,3 0,4 0,5 0,6	100 150 200 300	50 65 80 100	0,7 0,8 1,0 1,2

Усовершенствованный способ створа двух отвесов заключается в том, что в шахте рядом с отвесами устанавливают специальные шкалы, по которым наблюдают колебания отвесов и вычисляют среднее из отсчетов. Теодолит ставят таким образом, чтобы визирная ось пересекала шкалы в точках, соответствующих этим средним отсчетам. Способ це­лесообразно применять в тех случаях, когда из-за движения воздуха в стволе отвесы испытывают значительные колебания. При способе шкалового примыкания используют шкалы, устанавливаемые за отвесами, при помощи которых определяют расстояния от отвесов до створа, задаваемого тео­долитом. По величинам этих смещений вычисляют дирекционный угол плоскости, задаваемой отвесами, и дирекционный угол визирной оси теодолита в шахте.

При способе оптического клина используют специ­альный прибор, содержащий насадку с оптической бипризмой и коллиматор. Прибор устанавливают над стволом шахты и через насадку с оптической бипризмой наблюдают внизу рейку, под­вешенную на проволоке и расположенную в створе стороны подземной полигонометрии. Вращением трубы вокруг верти­кальной оси добиваются совмещения штрихов на концах рейки, устанавливая, таким образом, ось коллиматора параллельно определяемой стороне подземной полигонометрии, а затем опре­деляют на поверхности дирекционный угол оси коллиматора. На точность этого способа оказывает существенное влияние ре­фракция воздуха в стволе. Определенные трудности представ­ляет и необходимость обеспечения видимости на рейку.

Способы поляризации светового потока и автоколлимацион­ный до настоящего времени применяют для специальных слу­чаев ориентирования, когда передача дирекционного угла про­изводится на небольшие расстояния.

В способе поляризации светового потока требу­ется применение специального оборудования. В стволе устанав­ливают поляризатор, на котором фиксируется направление плоскости поляризации световых волн, а на поверхности уста­навливают второй поляризатор, на котором также фиксируется аналогичное направление. Вращая верхний поляризатор вокруг вертикальной оси, добиваются минимума освещенности в нижнем поляризаторе, что соответствует такому положению, когда направления колебаний световых волн в верхнем и нижнем по­ляризаторах взаимно перпендикулярны. Определив от пунктов геодезической основы дирекционный угол направления плос­кости поляризации на поверхности, находят и дирекционный угол направления плоскости поляризации в шахте.

В автоколлимационном способе направление в шахту передается посредством двух автоколлимационных теодолитов, устанавливаемых на поверхности и в шахте, и зеркальных отражателей, которые размещают вдоль ствола.

В тех случаях, когда ориентирование сопровождается спу­ском в шахту отвесов, координаты исходного пункта подземной полигонометрии получают одновременно с передачей дирекционного угла. Когда применяют способы, не требующие приме­нения отвесов, например гироскопический или автоколлимаци­онный, для передачи координат опускают один отвес. Коорди­наты верхней точки отвеса на поверхности определяют от пунктов полигонометрии, а к нижней точке отвеса, координаты которой принимают равными координатам верхней точки, в шахте привязывают подземную полигонометрию.

В последнее время вместо отвесов используют оптические зенит-приборы типа PZL и ПОВП или лазерные приборы вер­тикального проектирования.

Следует иметь в виду, что, так как в стволе действующей шахты расположено много различного оборудования (шахтный подъем, трубопроводы, кабели и т. п.), а также через каждые три метра по высоте устраиваются полки, перекрывающие ствол, работы по пропуску отвесов занимают очень много времени.