Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Уральский государственный горный университет»

Б. П. Голубко

МаРКШЕЙДЕРИЯ

Решение типовых маркшейдерских задач

при разработке месторождений открытым способом

Екатеринбург, 2015

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО

«Уральский государственный горный университет»

Б. П. Голубко

МаРКШЕЙДЕРИЯ

Решение типовых маркшейдерских задач

при разработке месторождений открытым способом

Допущено учебно-методическим объединением вузов

Российской Федерации по образованию в области горного дела

в качестве учебного пособия для студентов вузов,

обучающихся по направлению подготовки «Горное дело»

Екатеринбург, 2015

УДК 622.1.528.1

Г 62

Рецензенты – Афанасьев Б. Г., докт. тех. наук, директор УралВНИМИ;

–- Зубков А.В., докт. тех. наук, главный научный сотрудник института горного дела УрОРАН.

Печатается по решению Редакционно-издательского совета

Уральского государственного горного университета

Голубко Б. П.

Г 62 Маркшейдерия. Решение типовых маркшейдерских задач при разработке месторождений открытым способом: учебное пособие Б. П. Голубко; Уральский государственный горный университет. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2015. 73 с.

ISBN 978-5-8019-0354-5

Приведены задачи и примеры с методикой решения по основным видам маркшейдерских работ, выполняемых на горных предприятиях при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. Значительное внимание уделено решению типовых задач.

Изложены схемы, методы измерений и вычислений при создании и реконструкции опорных и съемочных маркшейдерских сетей на карьерах.

Издание рекомендовано студентам высших учебных заведений специальности «Маркшейдерское дело», может представлять интерес и для работников маркшейдерских служб горнодобывающих предприятий, специалистов-практиков.

УДК 622.1.528.1

© Голубко Б. П., 2015

Уральский государственный

горный университет, 2015

I SBN 978-5-8019-0354-5

Оглавление

Введение 5

1. Создание И РЕКОНСТРУКЦИЯ 7

МАРКШЕЙДЕРСКих опорных сетей 7

Задачи для самостоятельных упражнений по разделу 1. 11

2. Создание и развитие съёмочных 12

маркшейдерских сетей 12

2.1. Определение плановых координат пунктов способом теодолитных ходов 13

2.2. Определение плановых координат пунктов 16

съемочной сети методом геодезических засечек 16

Y 1

X 1

I 1

мм; ; 1

Продолжение таблицы 2 2

Y 2

X 2

VI 2

Принимаем среднее значение координат точки Р₂, полученных из двух вариантов засечки 32

= 28,646 м; = 254,522 м. 32

Методические указания для решения линейной засечки 37

Рис. 7. Азимутальная засечка 40

Методические указания для решения азимутальной 40

засечки 40

8.2. Определение высотных отметок пунктов съемочной сети 45

Рис. 9. Тригонометрическое нивелирование в карьере 46

Задачи для самостоятельных упражнений по разделу 2 48

3. Маркшейдерские работы 49

при проходке траншей 49

Задачи для самостоятельных упражнений по разделу 3. 62

4. Маркшейдерские работы при проведении 63

буровзрывных работ 63

Задачи для самостоятельных упражнений по разделу 4. 70

Список использованной литературы 72

Введение

Учебное пособие включает комплекс основных расчетно-графических работ, выполняемых маркшейдером при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. По значению, трудоемкости и характеру данные работы относятся к капитальным и основным.

Материал составлен в виде отдельных примеров по видам маркшейдерских работ и состоит из следующих тем: создание или реконструкция опорных и съемочных сетей на земной поверхности и в карьере, маркшейдерское обеспечение горно-капитальных и буровзрывных работ (составление плана-проекта), подсчет объемов горной массы при проходке горных выработок.

В маркшейдерии изучение теоретических основ и их использование на практике при обучении специалистов возможно только при решении конкретных задач и примеров.

Учебное пособие предусматривает выполнение заданий на лабораторных занятиях под руководством преподавателя и самостоятельную работу студента. При самостоятельной работе студентом выполняются задания на базе лабораторных работ, курса лекций и изучения технической литературы по вопросам, предусмотренных при изучении дисциплины «Маркшейдерия».

Учебное пособие составлено в соответствии с рабочей программой обучения и учитывает изменения, произошедшие в изложении курса. Приводятся типовые примеры с последовательностью расчетов, выполняемых в период лабораторных занятий, и перечень дополнительных заданий и литература для самостоятельного изучения дисциплины и выполнения курсовой работы.

1. Создание и реконструкция маркшейдерсКих опорных сетей

Работы по созданию и реконструкции опорных маркшейдерских сетей на территории административно-производственной деятельности горного предприятия выполняются по техническому проекту.

Государственную геодезическую сеть, являющуюся главной геодезической основой при решении данной задачи, подразделяют на четыре вида: сети триангуляции, полигонометрии, трилатерации и глобальная навигационная спутниковая сеть (ГИСС). По классу точности каждый из видов различается: плановые 1-го, 2-го, 3-го, 4-го, высотные I, II, III и IV класса.

На территории горного предприятия маркшейдерские опорные сети создаются силами маркшейдерских служб горного предприятия или лицензированными подрядными организациями в порядке, установленном требованиями Инструкции [1] по согласованию c Ростехнадзором.

Наибольшее распространение на карьерах в качестве плановых опорных сетей находят сети 4-го класса и сети сгущения 1-го и 2-го разрядов, в качестве высотных опорных сетей – нивелирные сети III и IV классов [1],создаваемые на основе пунктов государственной геодезической сети путем перехода от высшего разряда точности к низшему [2].

Расчет координат и высот пунктов всех видов сетей ведется в принятых прямоугольных системах координат в проекции Гаусса и Балтийской системе высот.

Решение задач

В процессе выполнения маркшейдерских работ при создании, реконструкции опорных маркшейдерских сетей и выполнения маркшейдерской съемки производят измерения линейных и угловых величин.

Единицей длины принято считать 1 м (метр), длина которого равна 1650763,73 длины волны излучения сектора атома криитона-86 в вакууме. В 1 м – 100 см, 1000 мм; 1000 м = 1 км.

Углы выражаются в градусной, децимальной и радиальной мерах. В маркшейдерии, как правило, в градусной и радиальной мере. Единицей угла принято считать 1 градус (1°), равный 1/90 части прямого угла: 1° =60´ (минут), 1´=60´´ (секунд).

В радиальной мере единицей угла считается 1 радиан, равный отношению длины дуги в один радиус к величине соответствующего радиуса. При β = 57°17´45 1 радиан =1. Следовательно, β_r = β°/57,3=β´/3438´=  / 206265.

Для малых углов, близких к 0°, β_r = sin β° = tg β°.

Задача 1. Выразить значение угла 30°35´45 в виде десятичной дроби.

Решение. β = β°+(β´+ /60) / 60´; β =30+(35+45/60) / 60´ = 30,596

Задача 2. Выразить значение угла 30,595830° в градусной мере.

Решение. Определяем число минут и секунд

0,565830 ∙60´∙60´= 2145

Определяем число минут

2145 / 60 = 35,75´

Определяем число секунд

0,75´∙60 = 45

Результат: 30°35´45

Ориентирование в маркшейдерском деле производят по ориентирующим углам отдельных линий, проложенных между пунктами маркшейдерских сетей. Ориентирующими углами принято считать: географические (А_г) и магнитные (А_м) азимуты, дирекционные углы (α) и румбы (r).

Между географическим и магнитным азимутом ориенти-руемой линии имеется расхождение, так называемое магнитное склонение (δ), которое подразделяется на восточное (+δ) или западное (-δ). Величина магнитного склонения определяется из выражения

δ = А_г – А_м.

Расхождение между значениями географического азимута и дирекционным углом ориентируемой линии называется сближе-нием меридианов (γ). Различают восточное (+γ) и западное (-γ). В общем случае сближение меридианов равно

γ = А_г – α.

Румбы – углы в пределах от 0° до 90°. Румбы могут быть географическими, магнитными и дирекционными.

Задача 3. Определить А_г, если известно А_м = 110° и магнитное склонение δ = +3°45.

Решение. А_г = А_м + δ = 110° + (+3°45) = 113°45.

Задача 4. Определить значение румба линии (r), дирекционный угол (α) которой равен 345°.

Решение. r = 360°- α = 360°-345° = 15°.

В маркшейдерии используются системы географических и прямоугольных координат точек. К географическим координатам относятся ее долгота (λ) и широта (φ). К прямоугольным координатам относятся расстояния: координата Х – от точки до экватора и Y- от точки до осевого меридиана. В маркшейдерской практике в большинстве случаев используется прямоугольная система координат. При этом важное значение имеет умение решать прямую и обратную геодезические задачи.

Прямая геодезическая задача – определить координаты точки В по известным координаты точки А.

Х_В = Х_А + d_АВ ∙ cosα_АВ;

У_В = У_А + d_АВ ∙ sinα_АВ,

где d_АВ - горизонтальная проекция линии;

α_АВ – дирекционный угол линии, соединяющей точки А и В.

Обратная геодезическая задача – определить дирекционный угол α_АВ и горизонтальную проекцию d_АВ линии, соединяющей точки А и В по известным координатам Х_А и Y_А.

;

где - румб линии.

При определении дирекционного угла линии (α_АВ) следует учитывать знаки приращения координат (таблица 1.).

Таблица 1