книги из ГПНТБ / Бугаец Е.А. Фотограмметрия в горном деле
.pdfренние и внешние отвалы, а также в случаях, когда конфигура-^
ция и состояние ' бортов карьера не позволяют осуществлять
фотосъемку одним из описанных выше вариантов.
Одной из ответственнейших работ при стереофотосъемке яв
ляется закладка базисов фотографирования. Базисы следует за кладывать с таким расчетом, чтобы они легко могли быть при
вязаны к общей сети опорных пунктов карьера и чтобы их длины и направления соответствовали максимальному охвату сни
маемого участка, сохраняя пределы требуемой точности съемки. В целях облегчения обработки стереопар фотосъемку следует по возможности производить при строго параллельных и гори зонтальных оптических осях фотокамеры и при отсутствии крена
пластинок, |
т. |
е. при экспонировании необходимо тщательно |
следить за |
ориентированием оси камеры относительно базиса |
|
и положением |
уровней. Если вызывается необходимостью и |
|
219
имеется возможность обработки скошенных стереопар, то для большего охвата площади снимаемого участка с одного базиса
следует делать три пары снимков: |
одну |
пару нормально (Н) |
|
базису, другую — со скосом влево |
(Л), |
и |
третью — со скосом |
на тот же угол (25—30°) вправо (Л) (рис. |
100). |
||
Пользуясь планом карьера, легко рассчитать длины базисов исходя из максимальных и минимальных отстояний и масштаба съемки. При стереофотосъемке открытых разработок в сравни тельно крупных масштабах (1 : 500— 1 : 1000) базисы фотогра-
Рис. 100. Фотосъемка тремя парами снимков с одного базиса
фирования имеют небольшую длину, поэтому их точное измере ние не вызывает больших затруднений. Базисы короче 20 м
удобнее измерять стальной рулеткой.
При привязке базиса к сети на обоих концах его и на бли жайшей подходной точке опорной сети устанавливают штативы
сподставками. Штативы и подставки центрируют и приводят
вгоризонтальное положение. На левом конце базиса устанав ливают теодолит, на правом — горизонтальную дальномерную
рейку (если длина базиса определяется при помощи дально мера), а на подходной точке — визирную марку. После приведе ния теодолита, дальномерной рейки и визирной марки в строго горизонтальное положение измеряют горизонтальный угол между
направлением на подходную точку и линией базиса, а также
длину базиса.
По окончании привязки базиса, измерения его длины и рас становки опознавательных знаков на контрольных точках про изводится фотографирование.
При фотографировании на штативах, установленных на кон
цах базиса, теодолит заменяется фотокамерой, а дальномерная
220
рейка — визирной маркой; оба прибора приводятся в рабочее положение. Затем, установив необходимый угол между направ лением базиса и направлением оптической оси фотокамеры по ориентирующему приспособлению, трубу последнего наводят на визирную марку второго конца базиса, тем самым ось фотока меры направляется под нужным углом к базису.
После установки фотокамеры в рабочее положение следует проверить по изображению на матовом стекле площадь снимае мого участка и в случае необходимости сделать передвижку объектива вниз или вверх, или при наличии трех объективов
фотографировать нижним или верхним объективом.
Сделав фотосъемку с левого конца базиса, фотоаппарат пе реносят на правый конец, а на левом устанавливают визирную марку.
Все снимки при фотосъемке обязательно маркируют специ
альными маркирующими устройствами фотокамеры, а необходи мые данные и дату съемки записывают в журнал, образец кото рого приводится ниже.
Журнал фотографирования
|
|
|
|
|
|
|
Базис 18 |
|
|
|
Камера ТАН № 01036 /к = 193,94 |
|
|||
Точки стояния |
|
|
|
|
|
|
Время съемки, |
|
|
|
|
|
|
|
погода |
Положение оси . . . . |
АЛ |
А |
АП |
БЛ |
Б |
БП |
|
№ кассеты ..................... |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
12/VII 1956 г. |
Экспозиция..................... |
2" |
2" |
2" |
2" |
2 |
2" |
12-13 час. |
Угол отклонения . . |
30 |
— |
30 |
30 |
— |
30 |
Облач. 0,9 |
Положение объектива . |
10 |
— —10 |
-10 |
—10 |
—10 |
|
|
Камеральные работы
При стереофотосъемке карьеров выполняются следующие ка меральные работы:
1)по результатам полевых геодезических измерений вычис ляются координаты X, Y, Z левых концов базисов фотографи рования и контрольных точек, горизонтальные длины и дирек-
ционные углы базисов, дирекционные углы оптической оси фотокамеры для каждой стереопары; полученные данные по каждому базису и стереопаре записывают в отдельную ведо
мость или журнал;
2)проэкспонированные снимки проявляют, фиксируют и хорошо просушивают;
3)проявленные, отфиксированные и хорошо просушенные негативы стереопар подвергают обработке (измерению) на сте
реоскопических приборах.
221
На крупных высокопроизводительных карьерах, где горныеработы осуществляются одновременно на нескольких уступах и объем съемочных работ большой, обработку стереоснимков,
целесообразно производить на графомеханических приборах.—
стереоавтографах. В этом случае сразу по стереоснимкам на
Рис. 101. Сводный план участка рудного карьера
планшетах автоматически вычерчиваются необходимые линии (контуры сооружений, контуры горных работ и геологической структуры) карьера, а также в любых интересующих нас точ ках можно получить высотные отметки или вычертить горизон тали.
При обработке снимков на стереоавтографе необходимо иметь планшет, на который в заданном масштабе наносятся
222
точки опоры, точки левых концов базисов и контрольные точки, если последние определялись геодезическим методом. Кроме
того, прочерчиваются направления оптических осей камеры, соответствующих обрабатываемым снимкам.
Для каждой обрабатываемой пары должна быть известна горизонтальная длина базиса, которая в масштабе плана и соответствующем угле отклонения оптической оси относительно базиса, откладывается на шкалах В sin а и В cos а прибора. Число контрольных точек на каждую обрабатываемую пару, по которым осуществляется установка планшета и вносятся по правки, допущенные в момент фотосъемки, должно быть не ме нее трех.
Недостающие контрольные точки могут быть получены гра фически решением прямых засечек с двух или трех базисов не посредственно на приборе. В качестве опознавательных знаков,
видимых и зафиксированных на снимках с двух или трех бази
сов, |
могут быть использованы различные предметы (осветитель |
||
ные |
или |
троллейные мачты, отдельные остроконечные |
камни |
и пр.). |
|
|
|
План участка рудного карьера в масштабе 1 : 1000, состав |
|||
ленный |
по стереофотоснимкам на стереоавтографе, |
показан |
|
на рис. |
101. |
|
|
По размерам площади съемки и простоте изображаемых кон |
|||
туров большинство карьеров можно отнести к относительно мел
ким объектам. Поэтому камеральную обработку снимков можно
производить без применения сложных и дорогостоящих прибо-« ров — автоматов, а ограничиться простыми приборами— сте реокомпараторами с использованием в дальнейшем чертежных фотограмметрических приборов для накладки точек на план не посредственно по измеренным координатам снимка х, z и про
дольному параллаксу р.
При съемке карьеров наземная стереофотограмметрическая съемка одновременно может быть применена для решения ряда
частных задач. К таким задачам следует отнести: пополнитель
ную съемку очистного забоя, съемку отдельных обнажений и провалов, определение элементов залегания, гранулометриче ского состава взорванной горной массы, оценку трещиноватости
бортов уступов и т. д.
ГЛАВА VII
РЕШЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
СПОМОЩЬЮ НАЗЕМНОЙ ФОТОГРАММЕТРИИ
§47 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЛЕГАНИЯ ПЛАСТА
Способ определения элементов залегания пласта при помощи наземной фотограмметрической съемки, предложенный канд-
техн. наук Н. Б. Сивохиной, сводится к следующему.
При помощи компаса по открытому обнажению пла ста намечают линию наи большего падения пласта. Выбранную линию закреп ляют на местности двумя точками 1 и 2 (рис. 102).
При фотографировании
карьера эти точки изобража
ются на снимках, а в даль |
||
нейшем на стереокомпарато |
||
ре измеряются их координа |
||
ты X, Z и р. |
(7—2) |
|
Угол tZj—2 линии |
||
может быть определен в си |
||
стеме фотограмметрических |
||
координат Кф и Хф |
при |
по |
мощи формулы (153): |
|
|
‘8»-»=^- |
|
0=3) |
Рис. 102. Определение элементов зале |
|
|
гания пласта по фотоснимкам |
|
|
Эту формулу можно переписать, если в ней заменить |
ДКф |
|
и ДЛф значениями координат точек снимка: |
|
|
|
(154) |
|
224
где
=А>;
2хр~х<>р. —хгр2.
Формула (154) позволяет определять угол а линии падения пласта непосредственно по измеренным на снимках координа там точек, отмечающих на местности линию падения пласта.
Дирекционный угол «пр линии простирания пласта рассчи тывается по формуле:
%р = ав^/В1_2±90°, |
(155> |
||
где ав —дирекционный угол |
базиса; |
|
|
Z-Si-2 — угол между |
линией |
базиса и линией падения пласта |
|
(в данном случае он |
равен 180° — |
расположения; |
|
Значение угла |
меняется в зависимости от |
||
линии 1—2. Для облегчения определения этого угла ниже при
водится специальная табл. 12.
Таблица 12'
др
360’ —Я1_2
“1-2 180° — а1_., 180э + а1—2
Угол падения пласта определяется по формуле (156)
tg ^1-2“ Ьхр ’ |
(156) |
где Hzp = z.,p1 — zxp.,. |
|
Ниже в табл. 13 приводятся элементы залегания |
пласта, |
определенные фотограмметрическим методом и при помощи гео
логической съемки. Полученные |
результаты |
свидетельствуют |
|||
о возможности производственного |
применения |
фотограмметри |
|||
ческого метода. |
|
|
|
Таблица 13 |
|
|
|
|
|
||
Элементы залегания |
Стереосъемка |
Геологическая |
Расхождения |
||
съемка |
|||||
Угол падения ........................................... |
|
8’47' |
|
9° |
0’13' |
Дирекционный угол линии прости- |
.......................................................88°40' 88° |
0°40' |
|||
рания |
|||||
15 Заказ 1/850 |
225 |
Если представляется возможность наметить три произволь ные точки обнаженного пласта, не лежащие на одной прямой, то определение элементов залегания пласта можно произвести полностью в камеральных условиях без предварительного ис пользования горного компаса. Для этого на стереокомпара торе измеряются координаты х, z и р намеченных точек. По из меренным величинам определяются пространственные коорди наты точек, которые дают возможность определить элементы
залегания общеизвестными аналитическим или графическим способами.
§ 48. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ГОРНОЙ МАССЫ, ПОЛУЧЕННОЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ МАССОВОГО ВЗРЫВА
В настоящее время эта задача решается методом непосред ственного опробования или планиметрическим методом.
Первый метод предусматривает измерение каждого куска взорванной массы, что практически выполнить невозможно. По
этому замеряется только часть кусков (проба), которая должна характеризовать состав всей горной массы данного развала.
Последнее условие может быть выполнено, если отбор пробы
производить как с поверхности, так и из глубины развала. Од нако обычно проба берется из горной массы, уже погруженной
в транспортные сосуды, которая отличается от горной массы, полученной при взрыве. При погрузке взорванной породы экс каваторами в транспортные сосуды негабаритные куски обычно отбрасываются в сторону для вторичного дробления. Если не
учесть ту долю, которую |
составляет отброшенный |
негабарит |
в общем объеме развала, |
то результаты определения |
кускова- |
тости горной массы будут ошибочны. В связи с этим возникает
необходимость обмера каждого куска, отброшенного экскава тором. Весь объем взорванной массы определяется при по мощи маркшейдерских съемок.
Иногда до погрузки массы производится вторичное ее дроб ление. В этом случае отбор пробы, характеризующей кусковатость взорванной массы после первого взрыва, вообще невоз можен.
К недостаткам рассмотренного способа следует отнести боль шую трудоемкость и трудность отбора представительной пробы.
Планиметрический метод базируется на следующей предпо сылке: распределение фракций в объеме разрыхленной горной массы тождественно распределению суммарных площадей этих фракций на поверхности горной массы.
Планиметрический метод, так же как и метод непосредствен ного опробования, является выборочным. Однако, если при пер вом методе проба берется как с поверхности, так и из глубины развала, то при планиметрическом методе проба берется только
226
с поверхности развала. Для этой цели служит трафарет, состоя щий из нескольких квадратных ячеек определенного размера. При работе этот трафарет накладывается на различные участки развала и исполнитель производит зарисовку каждого участка вместе с трафаретом. После этого по зарисовкам определяются суммарные площади каждой фракции.
Однако, как показали исследования, распределение фракций
в теле развала отличается от распределения их на поверхности,
т. е. планиметрический метод основан на заведомо неверной тео ретической предпосылке. Это обстоятельство является крупней шим недостатком планиметрического метода.
Фотограмметрический метод определения гранулометрического состава взорванной массы
Способ разработан и предложен сотрудниками кафедры гео дезии Московского горного института.1
Фотограмметрический метод основан на измерении стерео
модели развала при помощи стереокомпаратора.
При данном методе работы в забое сводятся к фотографиче
ской съемке поверхности взорванной массы и съемке верти кальных обнажений, образуемых в рабочих забоях экскаватора.
Съемка вертикальных обнажений производится только лишь с целью повышения достоверности определения состава взор ванной массы.
Съемка поверхности развала выполняется фототеодолитом с двух концов базиса при нормальных оптических осях фотока меры фототеодолита.
Фотографирование вертикальных обнажений в рабочих за боях экскаватора не рекомендуется выполнять фототеодолитом
всилу следующих причин:
1)процесс фотографирования фототеодолитом с двух кон
цов базиса продолжается примерно 5—10 мин. За это время вид вертикального обнажения сильно меняется, так как оста
новка экскаватора для съемки недопустима. Поэтому на каж дом снимке полученной стереопары будут фиксироваться раз личные изображения. По такой стереопаре нельзя восстановить модель сфотографированного участка;
2) экскаватор при работе в забое загораживает большую его часть; поэтому фотографировать забой из-за экскаватора не имеет смысла, а производить съемку фототеодолитом, располо женным перед экскаватором, вообще невозможно из-за трудно сти закладки базиса и ввиду того, что фототеодолиты позволяют
фотографировать объекты, |
находящиеся от них на расстоя |
1 Работу выполнял инж. О. С. Мечиков. Руководил работой профессор |
|
Ф. Ф. Павлов. |
|
15: |
227 |
нии не ближе 20—25 м; расстояние же между экскаватором и вертикальным обнажением забоя значительно меньше.
Для съемки забоев следует применять спаренные фотока меры, т. е. две фотокамеры, смонтированные на одной металли ческой штанге на определенном расстоянии друг от друга. Спа ренные фотокамеры могут также использоваться для фотогра фирования поверхности развалов.
Снимки развалов, заложенные в стереокомпаратор, восста навливают стереомодель развала, на поверхности которого видны куски взорванной горной массы. Для измерения -этих
кусков используется перспективная сетка. Она изготовляется на
Рис. 103. Схема спаренной фотокамеры
диапозитивной пластинке и при работе накладывается на левый снимок стереопары. При стереоскопическом наблюдении стерео модели сетка совмещается с поверхностью развала.
При помощи сетки подсчитывается число кусков для различ ных фракций, видимых на поверхности развала. Подсчет выпол няется по горизонтальному протяжению куска.
В дальнейшем, по числу кусков для данной фракции пред ставляется возможность определить процентное содержание ее в теле развала. Измерив объем всего развала, можно подсчи
тать абсолютное количество данной фракции в развале. Для этого достаточно перемножить процентную долю фракции на
объем развала.
Для уточнения состава горной массы можно определить рас пределение фракций в вертикальных обнажениях экскаватор ных забоев.
Спаренные фотокамеры. Схема спаренной фотокамеры при
ведена на рис. 103. На концах металлической штанги укреплены
две фотокамеры 1, причем так, что оптические оси этих фото камер взаимно параллельны и перпендикулярны к штанге 2.
Штанга при работе устанавливается в специальной подставке 3, которая в свою очередь крепится к штативу. Штанга вместе с фотокамерами может вращаться вокруг вертикальной оси. Для ориентирования штанги относительно геодезической системы ко ординат штанга должна иметь ориентирующее устройство. Для этого целесообразно спаренную фотокамеру монтировать вместе
228