17. Ориентирование подземных съёмок.

Ориентировать подземный горизонт горных выработок - значит, в принятой для съемки земной поверхности системе координат на каждом горизонте определить: а) координаты х и у исходного пункта; б) дирекционный угол исходного направления. Полученные в результате ориентирования эти данные исходны для создания плановой опорной и съемочной сетей на всех горизонтах. Без надлежащего решения этой ответственной маркшейдерской задачи невозможно правильное и безопасное ведение подземных горных работ. Из двух элементов, определяемых при ориентировании подземной съемки, более важным является дирекционный угол исходной стороны. Горизонтальные соединительные съемки должны выполняться с высокой точностью и с применением методики и организации работ, исключающих просчеты. Учитывая это обстоятельство, техническая инструкция по производству маркшейдерских работ требует, чтобы разность дирекционного угла исходной стороны опорной сети, вычисленная по двум независимым ориентировкам, не превышала ± 3 ' . Определение дирекционного угла исходной стороны подземной съемки осуществляется геометрическими или физическими способами. К последним относится магнитное и гироскопическое. Однако магнитное ориентирование в настоящее время утратило свое практическое значение из-зa присущих ему недостатков. В зависимости от способа вскрытия месторождения различают три основных случая ориентирования подземных горизонтов: 1) через штольню или наклонный ствол; 2) через один вертикальный ствол; 3) через два вертикальных ствола, соединенных подземными выработками.

При ориентировании подземных горизонтов исходными являются пункты опорной маркшейдерской сети на земной поверхности вблизи устья выработки, через которую должна производиться ориентировка.

Ориентирование подземной съемки через штольню или наклонный шахтный ствол

При вскрытии месторождения штольней или наклонным шахтным стволом ориентирование подземного горизонта сводится к простой привязке исходной стороны CD подземной опорной сети к стороне АВ опорной сети на земной поверхности путем проложения между ними полигонометрического хода. Для этого измеряют длины сторон, углы их наклона и по ним вычисляют горизонтальные проекции длин этих сторон. Кроме того, измеряют левые по ходу горизонтальные углы. Для контроля полигонометрический ход прокладывают в прямом и обратном направлениях.

Геометрическое ориентирование через один вертикальный ствол

При геометрическом ориентировании подземной съемки через один вертикальный ствол решаются две самостоятельные задачи.

1. Проектирование направления с поверхности земли на ориентируемый горизонт.

2. Примыкание к этому направлению на земной поверхности и на проектируемом горизонте.

Проектирование направления в основном осуществляется при помощи опущенных через шахтный ствол двух свободных отвесов, образующих вертикальную плоскость. При этом дирекционные углы направлений, соединяющие эти отвесы на поверхности и на ориентируемом горизонте, равны.

Сущность задачи примыкания состоит в следующем. На поверхности осуществляется геометрическая связь между ближайшими опорными пунктами и створом отвесов, в результате чего отвесам и их створу передаются координаты и дирекционный угол. Произведя аналогичную связь, на ориентируемом горизонте осуществляется передача известных координат отвесов и дирекционного угла их створа исходному пункту и направлению подземной маркшейдерской съемки.

Проектирование точек через шахтный ствол может быть осуществлено при помощи неподвижных или качающихся отвесов. Для этой цели используется стальная проволока высокого качества диаметром 0,5—1,5 мм. Лебедку с намотанной на ее барабан проволокой устанавливают на верхней площадке надшахтного здания. Проволока, сматываемая с барабана лебедки, перекидывается через блок и пропускается через V-образный вырез центрировочной пластинки, установленной на прочных «козлах» так, чтобы угол перегиба был небольшим. Далее, проволочный отвес с грузом 2—5 кг медленно опускается в ствол шахты. На ориентируемом горизонте на проволоке подвешивается рабочий груз 5, масса которого составляет около 60 % предела прочности проволоки. С целью быстрого прекращения колебаний отвеса груз 5 погружают в бак 6, заполненный вязкой жидкостью (например, отработанное трансформаторное масло). После этого проверяют отсутствие касания проволоки о стенки шахтного ствола (сверху опускают на проволоке «почту», т. е. небольшое легкое кольцо). При наличии двух отвесов этот контроль осуществляют сличением измеренных расстояний между ними на поверхности и ориентируемом горизонте. Разница между этими расстояниями не должна превышать 2 мм. Однако при большой глубине шахты и значительной скорости вентиляционной струи воздуха указанный выше способ не обеспечивает полного погашения колебаний отвесов. При линейной погрешности проектирования каждого из отвесов 3 мм и расстоянии между отвесами в стволе шахты 3 м погрешность проектирования направления составляет 3, 5', что больше допустимой погрешности ориентирования. Поэтому для уменьшения угловой погрешности проектирования расстояние между отвесами следует по возможности увеличить, а линейную погрешность проектирования точек довести до минимума.

Для достижения этого проектирования точек осуществляют качающимися отвесами с использованием проектировочной тарелочки, позволяющей определять среднее положение (положение покоя) качающегося отвеса. Основанием тарелочки служит кольцо с четырьмя гнездами для установки шкал. Зажимные винты служат для закрепления шкал, а закрепительные винты — для закрепления фиксатора. Фиксатор устанавливают на пластинку, вставляемую в тарелочку. В фиксаторе имеется щель 5, в которую вводится проволока отвеса и зажимается гайкой, навинчиваемой на головку фиксатора. Качание отвеса обычно наблюдают с помощью центрировочной тарелочки и двух теодолитов или одним теодолитом и тарелочкой с зеркалом. Порядок работ при проектировании качающимся отвесом следующий. На ориентируемом горизонте в стволе шахты устраивается деревянный полок с отверстиями под опущенными отвесами. Над этими отверстиями укрепляют основания тарелочек так, чтобы отвесы могли колебаться, не касаясь их стенок. Против шкал устанавливаются два теодолита, по которым берут 11—13 отсчетов по каждой шкале против крайних левых и правых положений отвесов. После этого проволоку вставляют в щель и фиксируют ее так, чтобы отсчеты против проволоки по шкалам были равны.