геодезия конспект лекций

Рисунок 1- Разбивка оси подходной штольни от пунктов

полигонометрии

I - II - ось подходной штольни

А, В, С, Д - пункты подходной полигонометрии β1,l1,β2,l2 -разбивочные элементы

Направление I - II - это, как правило, ось подходной полигонометрии, которое выносится от пунктов исходной полигонометрии ABCD по разбивочным элементам βi, Si.

Над точкой I устанавливают теодолит T1 наводят его на марку в точке II и строго в створе визирной линии по теодолиту подвешивают отвесы О1 и О2

.

В подземной выработке над точкой Ш1 устанавливают теодолит Т2 на специальных салазках, позволяющих его перемещения поперек створа отвесов. Теодолит перемещают до тех пор пока визирная ось не совпадет со створом отвесов O1O2. Фиксируют это положение в верхнем креплении штольни (точка МГ1). Переводят трубу через зенит и закрепляют точку МГ2

Таким образом αМг1-Мг2=α1-2. По расстояниям l1 и l2 определяют координаты отвесов на поверхности .Считая, что отвесы имеют такие координаты в шахте по расстояниям l3 и l4 вычисляют координаты точек МГ1 и

МГ2.

Рис. 2. Ориентирование подземной основы способом створа двух

отвесов Под действием собственных колебаний, колебаний точек подвеса,

движения воздуха в стволе и падающих капель эти отвесы немного колеблются даже если грузы помещают в сосуды с водой или маслом. Эти колебания у обоих отвесов имеют различные направления и амплитуды, в

результате чего совместить визирный луч теодолита точно со створом отвесов невозможно. Поэтому получить m0< 30² не удается .

Способ применяется на начальной стадии проходки, при удалении забоя от ствола на расстояние до 70 м. При большем удалении требуются более точные способы ориентирования .

3.9.1.3. Усовершенствованный способ створа двух отвесов

Для ослабления влияния ошибок, вызванных качанием отвесов, в

данном способе производят предварительное определение и фиксацию положения отвесов в их спокойном состоянии (Рис.1).

Рисунок 1-Вывод отвеса в спокойное состояние

Для этого сзади каждого отвеса на расстоянии от них в 1-2 см устанавливают горизонтальные рейки с прикрепленными шкалами.

В теодолит, устанавливаемый на расстоянии 5-10 м от ближайшего отвеса, наблюдают амплитуду качания каждого отвеса. Для этого берут по шкалам максимальный и минимальный отчеты 0min и 0max. Средний из них должен соответствовать положению отвеса в состоянии покоя. Его фиксируют специальными метками. При ориентировании теодолит в шахте устанавливают так, чтобы визирный луч совпадал со створом установленных меток.

3.9.1.4. Способ шкалового примыкания к отвесам

На поверхности около ствола закрепляют точки А и Б . Дирекционный

угол линии АБ определяют от стороны триангуляции или основной полигонометрии. В ствол опускают два отвеса О1 и О2 (рис.3).

Рисунок 3.

В точке А устанавливают теодолит. За отвесами на высоте теодолита в т. А укрепляют шкалы перпендикулярно линии АБ.

Наводят трубу на точку А и берут отчеты по шкалам 1 и 2 , соответствующие положению визирной оси - qАБ’ и qАБ”

Наводят визирную ось сначала на отвес О1 и берут отсчет по шкале 1 - q01 , а затем на отвес О2 и берут отсчет по шкале 2- q02.

Отклонения отвесов О1 и О2 относительно створа АБ вычисляют по формулам:

l1=(qАБ’-q01)*(1-D1/b) l2=(qАБ²-q01)*(1-D2/c)

где D1 и D2 - расстояния между плоскостью шкал и отвесами; в, с - расстояния от инструмента до отвесов О1 и О2.

б) Рисунок 3.

Прибор 1 (рис. 3, а) устанавливают на прочное перекрытие шахты 2 . В подземной выработке натягивают тонкую проволоку 3 между двумя точками полигонометрии. На этой проволоке укрепляют рейку или специальные шкалы 4 На шкалах нанесены штрихи (на одной одинарный, на второй двойной). Вращая трубу вокруг вертикальной оси добиваются совмещения штрихов шкал.

Таким образом ось коллиматора устанавливается II стороне АВ. Затем определяют дирекционный угол оси коллиматора РС. Для этого по оси коллиматора выставляют точку С и измеряют углы ϕ и ω (рис.3, б).

Величина средней квадратической ошибки передачи дирекционного угла +-(10 -12") при благоприятных условиях. Однако наличие в стволах

воздушных потоков и неоднородной плотности воздуха создает рефракционное влияние. Определенные трудности вызывает необходимость обеспечения видимости на рейку.

3.9.1.6. Способ поляризации светового потока

Способ поляризации светового потока требует специального оборудования с поляризаторами.

При распространении волн светового потока происходят колебания во всех направлениях. При помощи поляризаторов можно добиться того, что колебания световых волн будут происходить в одной плоскости, называемой плоскостью поляризации. Если взять 2 поляроида, поставить один за другим, установив взаимно перпендикулярно к их плоскости поляризации, то свет через них не пройдет. Если плоскости поляризации поляроидов совпадают, то световой поток через них проходит беспрепятственно.

На этом способе основано ориентирования способом поляризации светового потока.

1)В шахте устанавливают поляризатор, на котором отмечено направление плоскости поляризации световых волн.

2)Над стволом шахты устанавливают второй поляризатор - анализатор.

3)Вращая анализатор, добиваются минимума прохождения света через 2 поляризатора. Это происходит в том положении, когда направления распространения волн в поляризаторе и анализаторе взаимно перпендикулярны.

4)От геодезического обоснования на поверхности определяют

дирекционный угол установленного направления световых волн анализатора αа.

Тогда

αп=αа ± 90°

3.9.1.7.Автоколлимационный способ

Автоколлимационный способ имеет следующую геометрическую схему (рис.4).

Рисунок 4 На поверхности у ствола (т. А) устанавливают высокоточный теодолит

савтоколлимационным окуляром.

Вт. В устанавливают верхнее поворотное устройство ВПУ с плоским зеркалом, вращающимся вокруг горизонтальной оси.

Вт. С и Д устанавливают поворотное устройство СПУ и нижнее поворотное устройство НПУ. Основания ПУ имеют приспособление для плавного поворота зеркала по азимуту.

Если визирные лучи АВ, ВС, СД, ДА1 лежат в одной вертикальной плоскости, то отсчет по горизонтальному кругу теодолита ( в т. А) дает направление нормали к этой плоскости. Таким образом, дирекционный угол АТ с поверхности можно передать на сторону ДА1, расположенную в подземных выработках.

Для выполнения этого условия необходимо, чтобы плоскость зеркал ПУ были параллельны горизонтальным осям вращения, а оси вращения ПУ горизонтальны.

Теодолит и все зеркала должны быть установлены в одной вертикальной плоскости с точностью 10-20".

3.9.1.8. Гироскопическое ориентирование

Автоколлимационный способ самый прогрессивный способ ориентирования. Применяются приборы, называемые гиротеодолитами или гирокомпасами.

Преимущества способа:

1)позволяет определить дирекционный угол любой стороны подземной полигонометрии (все рассмотренные выше способы позволяют определить дирекционный угол приствольной стороны)

2)в процессе ориентирования не требуется остановки работы ствола и прекращения горнопроходческих или строительных работ

3)за счет ориентирования нескольких сторон подземной сети могут быть понижены требования к точности подземной полигонометрии.

Устройство и принцип работы гиротеодолита рассматривались в курсе АГИ. Мы рассмотрим только методические вопросы

Ориентирование стороны подземной полигонометрии гиротеодолитом включают:

1)определение поправки гиротеодолита на стороне с известным дирекционным углом

2)определение дирекционного угла стороны α(А-Б);

3)определение дирекционного угла обратного направления той же

стороны α(Б-А);

4)повторное определение поправки Определение постоянной поправки гиротеодолита производится на

стороне длиной не менее 100м. В каждом определении выполняют не менее двух пусков. Между пусками рекомендуется выключать гиромотор до полного охлаждения.

Постоянная поправка гиротеодолита вычисляется по формуле: Δ=αисх−αГи+γU−δU