3.2 Аналіз існуючої маркшейдерської зйомки
Для безпечного проведення гірничих робіт на території гірничого відводу підприємства створюється розгалужена мережа пунктів опорного маркшейдерського обґрунтування, яка з розвитком гірничих робіт періодично поповнюється. Створенням і реконструкцією мережі пунктів маркшейдерського обґрунтування кар’єрів №3, 4 ЦГЗКа в різні роки займалися наступні спеціалізовані організації: ЦПИМЛ, ГНПП «МЭГГИ», ОСМГИ ГАК "Укррудпром" та ін..
В 2008 р. роботи з реконструкції маркшейдерської планово-висотної мережі проводилися на кар’єрах №3, 4 відділом СМГИ Дочірнього підприємства «УКРРУДПРОМ» асоціації «Укррудпром». Ці спостереження виконувалися у відповідності з календарним планом роботи по договору №1922-12-04/08 від 23.06.2008 р.
Вибір місця і закладка вставлених пунктів опорного маркшейдерського обґрунтування здійснювалися маркшейдерською службою кар’єру №3, 4 ВАТ «Центральний ГЗК» с урахуванням вимог Інструкції [ 1, 2 ] до щільності пунктів опірної мережі і перспектив розвитку гірничих робіт на кар’єрі і відвалах. Вставлені пункти опорного маркшейдерського обґрунтування розміщувалися на бортах кар’єрів №3, 4 і відвалах №2, №3, автовідвалі. Вони закріплені металевими штирями діаметром 10-15 мм довжиною 1000 мм.
В якості вихідних пунктів при реконструкції опорного маркшейдерського обґрунтування прийняти: пункти маркшейдерської опорної мережі №9911 і піраміду "Пустельник" (рис.9).
Польові вимірювання здійснювалися GPS-приймачами «Legacy-H» фірми «Торсоп» (США). Параметри вимірювань і точність визначення координат пунктів відповідають вимогам Інструкції [1]. Для визначення планово-висотного положення пунктів опорного маркшейдерського обґрунтування застосовувався метод статичної GPS-зйомки.
Рис. 9. Схема піраміди маркшейдерської опорної мережі
Методика проведення GPS-зйомки
Польові спостереження
При виробництві робіт по визначенні планово-висотного положення вставних пунктів маркшейдерського опорного обґрунтування кар’єрів №3 і №4, залізничних відвалів №2 і №3 виконана GPS-зйомка, для якої застосовувався комплект із трьох приймачів Legacy-H фірми «Торсоп» (США). Це високоточні одночастотні приймачі, які дозволяють визначити планово-висотне положення точок відносно твердого (вихідного) пункту із похибкою: у плані - 5+l,5xLx10-6 , мм; по висоті -6+l,5xLx10-6 мм. Під час проведення спостережень кількість супутників повинна бути не менша 5-6, а коефіцієнт роботи (PDOP) не повинен перевищувати 6. Для прийому сигналу із супутника встановлюється тимчасовий діапазон, тобто періодичність зйомки координат точки стояння, який під час спостереження був рівний 3 секундам.
При виконанні спостережень на пунктах опорної маркшейдерської мережі, розміщених в кар’єрі відвалах, базисний приймач розміщувався на пірамідах з відомими координатами. Переносні приймачі при цьому послідовно встановлювалися на пунктах які визначалися. Центрування антен приладів над маркшейдерськими точками здійснювалося за допомогою оптичного виску, що забезпечувало їх встановлювання с похибкою не більше 0,5-0,8 мм.
Вимірювання висоти антени здійснювалося за допомогою спеціальної рулетки з точністю до 1 мм. Орієнтування антени на північ виконувалася за допомогою орієнтир-бусолі.
Камеральна обробка результатів спостереження
Обробка результатів спостереження виконувалася з використанням програмного забезпечення Pinnacle™ , яке дозволяє отримати зрівняні координати точок що визначаються в прийнятій на кар’єрі системі координат. Програма включає в себе три етапи: введення вихідних даних, зрівнювання результатів спостереження і складання звіту. Використана програма дозволяє своєчасно викрити вимірювання, які містять грубі помилки, та виключати їх з бази даних, підвищуючи тим самим точність визначення координат пунктів.
Результати спостережень на пунктах маркшейдерського опорного обґрунтування кар’єрів № 3, 4
При реконструкції опорної маркшейдерської мережі на кар’єрі № 3 базовий приймач був встановлений на пункті № 9911, який розміщений на південному борту кар’єру №3. Місця розміщення вставлених пунктів приведені на рис 10,11
Аналіз наведених графіків показує, що під час проведення сеансу зйомки (1000-1500) число супутників на небосхилі змінювалося від 6 до 11, а коефіцієнт роботи (PДOP) не перевищував 3,5. Таким чином, можна зробити вивід, що спостереження в кар’єрах № 3, №4 і на відвалах виконані у сприятливих умовах. Результати камеральної обробки по визначенню координат пунктів опорного обґрунтування наведені в Додатку A.
Рис.10. Схема розміщення пунктів опорного маркшейдерського обґрунтування на автовідвалі кар’єру № 3 ЦГЗКу
Рис.11 Схема розміщення пунктів опорного маркшейдерського обґрунтування на залізничних відвалах № 2і № 3 ЦГЗКу
Точність вимірювання відстаней оцінюється відносними похибками, величини яких наведені в табл. 12.
Таблиця 12. Оцінка точності вимірювань при вставці пунктів опорної маркшейдерської мережі кар’єру №3, №4
-
Сторона опірної маркшейдерської мережі
Довжина, м
Середня
квадратична похибка
вимірювання
відстані ml, мм
Відносні похибка
Середня
квадратична похибка
вимірювання
перевищення mh, мм
1
2
3
4
5
2001-2002
1185,6957
±2,0
1:592848
±1,5
4001-4002
396,9098
±1,8
1:220505
±1,1
4004-4005
1115,9322
±1,3
1:858409
±1,3
4006-4007
491,1202
±2,8
1:175400
±1,4
Пустельник -2001
1827,6954
±1,6
1:1142310
±1,4
Пустельник -2002
1235,9586
±1,4
1:882828
±1,1
Пустельник -4001
5227,0859
±5,7
1:917033
±3,6
Пустельник -4002
4869,9155
±8,1
1:601224
±4,6
Пустельник -4003
4964,7247
±8,1
1:612929
±6,8
Пустельник -4004
4834,1651
±3,0
1:1611388
±2,9
Пустельник -4005
3719,0090
±2,4
1:1549587
±2,3
Пустельник -4006
3647,5769
±2,8
1:1302706
±1,9
Пустельник -4007
4067,2726
±3,3
1:1232507
±2,5
1042-1041
318,3252
±2,1
1:151583
±1,7
1044-1043
596,3846
±6,4
1:93185
±3,8
1046-1047
399,1844
±1,2
1:332654
±1,1
9911-1041
655,4705
±2,8
1:234097
±2,3
9911-1042
934,7372
±2,5
1:373895
±2,2
9911-1043
1134,6114
±2,8
1:405218
±1,7
9911-1044
1724,7075
±1,9
1:907740
±1,1
9911-1045
1748,0071
±2,5
1:699203
±1,8
9911-1046
2238,7613
±1,9
1:1178295
±1,8
9911-1047
1855,5501
±1,8
1:1030861
±1,8
2003-2004
376,1769
±1,3
1:289367
±0,9
Пустельник -2003
1043,9957
±1,4
1:745711
±1,0
Пустельник -2004
971,7383
±1,3
1:747491
±0,9
2005-2006
682,5747
±1,9
1:359250
±1,2
3002-3003
761,0476
±1,8
1:422804
±1,3
Кладовище 3001
2121,0464
±2,5
1:848418
±2,0
Пустельник -2005
1058,9245
±1,4
1:756375
±0,9
Пустельник-2006
1413,5154
±2,2
1:642507
±1,4
Пустельник-3001
2215,4364
±1,8
1:1230798
±1,4
Пустельник -3002
2053,2861
±1,7
1:1207815
±1,3
Пустельник-3003
2072,8161
±1,7
1:1219304
±1,3
Пустельник-3004
2729,7108
±2,9
1:941280
±2,4
Пустельник - кладовище
1704,5247
±1,5
1:1136350
±1,2
Наведені в табл.12 дані по похибкам вимірювання довжин сторін дозволяють зробити висновки про те, що виконані вимірювання задовольняють вимогам точності, які пред’являються до мереж трилатерації 1-4 класів і 1 розряду.
Таким чином, наведені вище результати спостережень по визначенню координат пунктів опорного маркшейдерського обґрунтування на кар’єрі № 3 и відвалах показали, що при виконанні спеціальних маркшейдерсько-геодезичних вимірювань були дотримані вимоги нормативної документації до даного виду робіт.
Додаток A
Відомість обчислення пунктів опорного маркшейдерського обґрунтування кар’єрів №3, 4 ВАТ «Центральний ГЗК»
Найменування пункту |
Координати, м |
||
X |
Y |
Z |
|
2001 |
131910.096 |
27590.517 |
146.132 |
2002 |
130786.995 |
27970.618 |
145.570 |
2003 |
130597.001 |
28229.196 |
151.621 |
2004 |
130331.830 |
28495.940 |
157.660 |
2005 |
130065.973 |
28719.312 |
160.317 |
2006 |
129603.885 |
29221.672 |
158.668 |
4001 |
136179.505 |
30001.609 |
102.511 |
4002 |
135849.310 |
29783.256 |
73.707 |
4003 |
135927.361 |
29903.892 |
7.623 |
4004 |
135705.777 |
30360.593 |
134.311 |
4005 |
134631.156 |
30060.683 |
157.011 |
4006 |
134657.259 |
29411.091 |
160.729 |
4007 |
135083.891 |
29167.921 |
167.452 |
3001 |
132933.769 |
28074.552 |
153.800 |
3002 |
132979.110 |
28581.155 |
165.402 |
3003 |
133084.185 |
29334.566 |
142921 |
3004 |
133672.681 |
28554.891 |
160.427 |
Кладовище |
132431.841 |
30135.229 |
134,004 |
1041 |
123898.472 |
23305.558 |
153,303 |
1042 |
123954.501 |
22992.323 |
161,762 |
1043 |
124566.766 |
23853.523 |
75,049 |
1044 |
125148.459 |
23975.886 |
123,370 |
1045 |
125128.145 |
24208.125 |
129,543 |
1046 |
125591.963 |
24372.799 |
134,924 |
1047 |
125192,951 |
24366,465 |
125,286 |
9911 |
123436,220 |
23769,096 |
120,396 |
Пустельник |
131016,800 |
29185,000 |
141,583 |
Для виробництва зйомок на базі опорних створюють знімальні мережі. Зйомці на кар'єрах підлягають горизонти уступів, число яких може бути від 2-3 до 10-15 і більше, крім того, уступи знаходяться в постійному русі і у зв'язку з цим центри знімальних пунктів періодично знищуються в результаті гірничих робіт і потім відновлюються вже для зйомки на наступному (нижчележачому) горизонті уступу. Тому в кожному випадку відпрацювання родовища при ви борі способу створення знімальної мережі необхідно враховувати можливо тривалу схоронність пунктів, зручність користування пунктами, необхідність точного визначення окремих пунктів знімальної мережі відносно опорних пунктів.
Залежно від глибини і розмірів кар'єра, рельєфу земної поверхні, гірничо- геологічних умов застосовують такі способи створення знімальних мереж: геодезичними засічками, прокладанням теодолітних ходів, полярним способом, побудовою ланцюжків трикутників і прямокутною сіткою. Однак у всіх випадках похибка визначення пунктів знімальної мережі відносно пунктів опорної мережі в плані не повинна перевищувати 0,4 мм в прийнятому масштабі зйомки і 0,2 м по висоті.
У зв'язку з поглибленням Пептрівського кар'єру робоче та зйомочне обґрунтування створюється прямою та зворотною засічкою.
Кути при визначених точках у прямих засічках не повинні бути менше 30 ° і більше 150 °. Відстані від визначаємих до вихідних пунктів не повинні перевищувати 1, 2, 3 км відповідно при зйомках в масштабах 1:1000, 1:2000, 1:3000. Координати пунктів знімальної мережі, які визначаються прямими кутовими засічками, обчислюють з двох трикутників. При використанні зворотних засічкок - рішенням двох варіантів засічкки. За остаточне значення координат приймають середнє значення. Допустима розбіжність в положенні пункту знімальної мережі з двох варіантів засічки не повинно перевишати 0,6 мм, виражених в масштабі плану.
Рис.12 Схема зворотньої Рис.13 Схема визначення
геодезичної засічки. положення точки А
Для контролю визначення планових координат точки А виміряється одна відстань. Висота точки А знаходиться по трьом виміряним кутам та обчисленій відстані. На рис. 13 показана схема визначення планового і висотного положення точки А з одного вихідного пункту геодезичної мережі. Тахеометр встановлюєтьсялюють в точках 1 і А, вимірюють три відстані, чотири горизонтальних і три вертикальних кута.
Пункти знімальної мережі на кар'єрі закріплюють центрами тривалого зберiгання та центрами тимчасового користування (рис. 12). Постійний центр являє собою металевий штир або трубу, забиту в грунт і забетоновану у верхній частині. Тимчасовий центр (рис.12, а) складається із стержня, забитого в грунт або розколину скельних порід. Навколо пунктів викладається знак з шматків породи або іншого матеріалу у вигляді хреста або кола (мал. 12, б).
Рис. 14. Схеми центрів і маркшейдерських знаків пунктів знімальної мережі:
а - центри пунктів; б - маркірують знаки
Теодолітні ходи можуть бути у вигляді замкнутих полігнів або прокладені між пунктами маркшейдерської опорної мережі. Кутова прив'язка теодолітних ходів на лежалий пункті повинна проводитися за двома напрямками на пункти опорної мережі. Довжина сторін теодолітного ходу не повинна бути більше 400 м і, як правило, менше 100 м. Довжина ж всього теодолітного ходу не повинна перевищувати 1,8; 2,5 і 6 км при масштабі зйомки відповідно 1:1000, 1:2000 , 1:5000. Різниця ме ¬ чекаю двома вимірами не повинна перевищувати 1:1500 довжини сторони в теодолітному ході.
Кутова нев'язка в теодолітному ході не повинна перевищувати, де n - число виміряних кутів. Лінійна нев'язка теодолітного ходу не повинна перевищувати 1:3000 довжини ходу. Кутові нев'язки теодолітних ходів розподіляють порівну на всі кути, нев'язки в збільшеннях координат - пропорційно довжині ліній.
У полярному способі визначення положення опорних точок щодо вихідного напрямку і полюса виконують шляхом вимірювання горизонтальних кутів, кутів нахилу і похилих відстаней. Кути вимірюють від двох напрямків, відстань - за допомогою світлодалекоміра із середньої квадратичною похибкою не більше 0,01 м, причому відстані до пунктів, які визначаються не повинні бути більше 3 км.