ФГБОУВПО “Норильский индустриальный институт”
Горно-технологический факультет
Кафедра разработки месторождение полезных ископаемых
Курсовая работа по анализу маркшейдерских работ
Тема: «Проект развития подземной опорной маркшейдерской сети (плановой и высотной)»
Выполнил: студент группы МД-12
Безруков Виктор Владимирович
Работу проверил доцент: Лебедева Елена Владимировна
Норильск
2015
III. Выбор приборов и методов производства работ по созданию опорных сетей.
Проектируемая опорная сеть представляет собой полигонометрический ход, разделённый на секции гиросторонами. Точность измерений в полигонометрических ходах характеризуется следующими показателями:
-средние квадратические погрешности измерения горизонтальных углов - 20”;
- вертикальных углов - 30”;
-среднее квадратическая погрешность гироскопического ориентирования - не более 1’;
-расхождение между двумя измерениями линии стальными рулетками - 1:3000 длины стороны, светодальномерами - не более 3 см.
В соответствие с требованиями инструкции [1] выбираем следующие приборы и инструменты:
-для измерения длины линий – стальные рулетки;
-для измерения вертикальных и горизонтальных углов – технический теодолит Т15;
-для гироскопического ориентирования – гирокомпас Gi-B2.
Рассмотрим технические характеристики выбранных приборов.
Гирокомпас Gi-B2 ( Венгрия) состоящий из следующих основных узлов: гиробролка, теодолитной части, блока питания и аккумуляторной батареи. В гироблоке, закрепленным на неподвижной части теодолита наиболее ответственным узлом является гиромотор с большим числом оборотов и высоким моментом инерции. ЧЭ подвешен на торсион прямоугольного сечения и совершает почти симметричные колебания по отношению к плоскости меридиана места. Теодолитная часть прибора представляет собой секундный теодолит ТЕ-В1 с автоколлиматором, собранном в алидаде теодолита, с противоположенной стороны от вертикального лимба. Автоколлиматор предназначен для слежения за колебаниями ЧЭ. В геротеодолите Gi-B2 предусмотрено фотоэлектрическое устройство автоматического слежения, которое позволяет устранить влияние скручивающего момента торсион на колебания ЧЭ. Верхний зажим торсиона с помощью этого устройства вращается соответственно движению ЧЭ. Такое слежение позволяет привести к нулю поправки за закручивание торсиона и подвеске. На работу гирокомпаса не влияют электрические воздействия, магнитные аномалии, погодные условия, время суток:
-погрешность гирокомпаса - 12 уг.с
-кинетический момент - 0,4 кг*м2/с
-продолжительность определения гироскопического азимута стороны - 40 мин
-энергетический ресурс - 10 пусков.
Технический теодолит Т15 относится к инструментам повторительного писка. Горизонтальный круг вращательно соединён со втулкой подставки и снабжен наводящей – зажимными приспособлениями, снабжён шкаловым микроскопом.
Увеличение - 25х
Наименьшее расстояние визирования – 1,5м
Цена деления лимба - 1 градус
Точность отчета - 12”
СКП измерения угла - ± 15”
Масса теодолита - 3,5 кг
Стальная рулетка ОПК3-50АНТ/10
Длина рулетки - 50м
Открытый корпус
Ширина ленты – 0,20 мм
Класс точности - 3
Нержавеющая сталь
Цена деления – 1 см
Методики производства работ
Линейные измерения
Длины сторон измеряют стальными компарированными рулетками. Для компарирования рабочих рулеток используют компараторы. Предусматривают использование стенного компаратора. Стенной компаратор состоит из 4 знаков на одном уровне в бетонной стенке капитальной горной выработки. Интервалы между знаков должны быть на 20 - 40 мм меньше 10 и 20 м. После закладки знаков расстояние между их центрами измеряют инварной лентой с погрешностью не более 1/50000. Расстояние между центрами компаратора измеряется многократно эталонной мерой на весу с натяжением 980Н. Фиксируется температура и устанавливается скрепа провеса; в среднее значение измеряемого расстояния вводиться поправка за провес, затем вычисляют поправку за компарирование ΔLk на всю длину рулетки.
ΔLk = Lδ -L
где:
Lδ, L- исчисленная и измеренная рулеткой длина базиса компаратора, м.
Измерение длины стороны производиться «На весу» с сохранением постоянного натяжение рулетки, натяжение прибора равно натяжению прибора при компарировании и фиксируется динамометром. Температура воздуха учитывают, если измерения её относительно температуры компарирования превышает 5 ̊. После измерения углов трубу теодолита закрепляют и сторону разбирают промежуточными отвесами на интервалы, каждый из которых меньше длинны рулетки. При этом головки грузов промежуточных отвесов размещают на линии визирного луча с углом наклона δ.
В горизонтальных выработках разбивка сторон производиться по горизонтальному лучу визирования. Максимально допустимое отклонение в плане и по высоте от визирного луча не должно быть более 10 см при длинах интервалов больше 20 м. Длины интервалов измеряются в прямом и обратном направлениях дважды. Отчеты берут до миллиметров, каждый интервал измеряют не менее двух раз, второе измерение выполняют, сменив рулетку. Стороны полигонометрических ходов измеряют дважды в прямом и обратном направлениях. Разрешается измерять линии в одном направлении со смещениями промежуточных отвесов. Со смещением промежуточных отвесов, с изменением угла наклона стороны или со смещением рулетки при повторном измерении. В висячих ходах, примыкающих к гиросторонам, длину сторон обязательно измеряют в прямом и обратном направлении. Допускаемое разность двух измерений одной и той же стороны в подземных опорных сетях не должна превышать 1:3000.
Исправлена наклонная длина стороны, измеренная стальной рулеткой, вычисляется путем введения в результат линейных измерений поправок по формуле:
где:
= измеренная наклонная
длина староны, м.
= поправка за
компанирование, м.
=
поправка за
температуру, м.
=
поправка за
провес, м.
Рассмотрим вычисление поправок.
где:
- коэффициент
компарирования рулетки при температуре
компарирования +20
̊ C,
определенный из уравнения:
где:
- коэффициент
линейного расширения стали (для
укрепленной стали
= 1,2 • 10-5)
-
коэффициент компарирования, полученный
в результате измерения рулеткой эталонной
длины линий при температуре воздуха
:
где:
– длина компаратора
–
измеренная длина
компаратора
Поправка за темпаратуру Δt вычисляется по формуле:
где:
- температура воздуха
во время измерений в шахте
- учитывается, если - 20 ̊ > 5 ̊
Поправка за провес при измерении длины сторон «на весу» всегда отрицательна и вычисляется для каждого интервала:
где:
- поправка за провес
для горизонтального интервала
-угол наклонна
стороны
Практически поправка за провес рулетки определяется следующим образом. Опытным путём на земной поверхности с натяжением, равным применяемому в шахте при измерении длины сторон находиться стрела провеса f для всей рулетки.
Колышки
А
и В
устанавливаются с помощью невелира на
одном уровне, поэтому стрела провеса
рулетки вычисляется из выражения
где:
a,b
- отчеты по рейки, установленные на
колышке А
и на середине пролёта, а отсчёт берется
на глаз по рейки в последнем положении
- в точки касания с рулеткой. Далее
вычисляется значения
Углы в подземных полигонометрических ходах измеряют способом приёмов или повторений. В работе проектируется опорная сеть в диагональном уклоне, угол наклона, который может достигать 16 ̊, поэтому рекомендуется применить способ приёмов, соблюдая следующие правила:
Перед каждым приёмом устанавливают вертикальную ось вращения теодолита в отвесное положение и повторно центрируют прибор. Первое центрирование в соответствие с [1] производят способом, зависящий от угла наклона, выработки. Для выработок, рассматриваемых в работе угол наклона 12 ̊, производится оптическое центрирование или двукратное центрирование отвесом.
-закрепляют лимб, визируют на задней сигнал и берут отчёт а1 по масштабу, близкий 0 ̊
-визируют на передний сигнал и берут отчёт а2 по масштабу, разность отчётов равна измеряемому углу при первом положении трубы.
-открепляют лимб, поворачивают его на 60 ̊ – 90 ̊ и закрепляют, затем переводят трубу через зенит и вновь наводят на задний сигнал и берут отчёт а3.
-вторично визируют на передний сигнал, берут отчёт и вычисляют значение угла при втором положении трубы а4.
-вычисляют среднюю величину угла из двух получившихся приёмов по формуле:
Допускаемое расхождение между полу приёмами должно быть не более 1’.
-закончив первый прием, устанавливают лимб на отсчет, близкий к 90 ̊ и измеряют угол в той же последовательности.
-расхождение в углах, полученных из отдельных приёмов, не должны превышать 1’.
Результаты измерений горизонтальных углов содержат серьезные погрешности, обусловленные точностью прибора, неучтёнными изменениями внешних условий квалификаций наблюдений. Наиболее существенное влияние на величину случайной ошибки оказывают погрешности центрирования теодолита и сигналов, которая вычисляется по формуле
где:
- линейная погрешность
центрирования, мм.
- горизонтальная
проекция длины сторон,м.
Приборные погрешности обуславливаются увеличением трубы, точностью отчетных устройств и ценой деления уровней, определяющих погрешность визирования mв и погрешностью отсчитывания mо.
где:
-
разрешающая способность человеческого
глаза,
- увеличение трубы,
- точность отсчётного
устройства.
Общая погрешность измерения углов выражается в виде:
где:
- средняя
погрешность из-за не полностью исключенных
приборных погрешностей;
- погрешность
вследствие влияния внешних условий;
- погрешность
невертикальной установки оси вращения
теодолита.