6 Теодолитная съемка в шахте (продолжение)

План:

4. Измерения длин рулетками

При прокладке теодолитно-полигонных ходов по горным выработкам длины сторон полигонов могут быть измерены:

- стальными рулетками типа РВ-20, РВ-30, РК-50, РГД, мерной прово­локой, длиномерами, а при съемочных работах - желобчатыми РЖ-2 или тесмяными рулетками;

- оптическими дальномерами, дальномерными насадками ДН-04, ДНР-06,ДН-10идр.;

- светодальномерами МСД-1 м, 2СМ - 2, ЕОК - 2000, ДКОО1 и др.

В практике наибольшее распространение получили рулетки на вилке, бобине и кобуре. У рулеток типа РГД в ручку вделан динамометр, позво­ляющий измерения вести с постоянной силой натяжения рулетки.

Полотно рулеток - сталь холодной прокатки. Градуировка полотна сделана по-разному: с разбивкой всей длины на миллиметры, сантиметры или первый дециметр разбит на миллиметры, а вся остальная часть - на сантиметры с оцифровкой целых метров и дециметров.

Объемная масса стали -  7,85-7,83г/см³, вес 1 nor. м рулетки в среднем равен q=0,03 кг/м, коэффициент линейного расширения стали =0,0115 на 1 пог. м., модуль Юнга Е= 2-10"....2,2-10" Па.

Общий вид рулеток с измерительными лентами из нержавеющей стали показан на рисунке 6.17.

Рисунок 6.17- Рулетки

а - РВ-30, б - РК-50

Рулетки требуют особого ухода, постоянной чистки и смазки сразу же по выходе из шахты, иначе они ржа­веют, быстро портятся и выходят из строя. Особые преимущества в этом отношении имеют рулетки, изготов­ленные из нержавеющей стали.

Каждая рулетка должна быть пе­ред употреблением прокомпарирована, т.е. произведено сравнение ее длины с эталоном. Компарирование производят на компараторах, которые могут быть стационарные, полевые или переносные.

На стационарном компараторе (рисунок 6.18), представляющем собою длин­ный деревянный брус, уложенный вдоль стены, с вделанными в него мед­ными пластинами с нанесенными делениями целых метров, можно нахо­дить поправки как на каждый метр, так и сразу на всю длину рулетки.

Рисунок 6.18- Стационарный компаратор

Полевые компараторы (рисунок 5.19) позволяют прокомпарировать сразу же всю ру­летку при установленном ее натяжении Р=10 кг, когда ру­летка располагается «на ве­су».

Рисунок 6.19- Полевой компаратор

В практике этот способ не получил распространения. Переносные компараторы изготовлены разных конст­рукций; занимают они мало места. На рисунке 6.20 приведен компаратор Ф.Ф. Павлова.

Рисунок 6.20- Компаратор Павлова Ф Ф.

Рулетка концами закреплена в зажиме, пропускается по ободам велосипедных колес (или блоков). Посередине между парами колес находится рабо­чий стол, на котором, передви­гая рулетку, определяют по контрольному метру поправки на каждый метр длины рулетки.

В практике наибольшее распространение получил метод компарирования каждого метра при помощи контрольного метра с постоянным натя­жении р= 10 кг.

Контрольный метр - это металлический брусок с вделанным в середи­не его термометром. На концах его расположены передвигающиеся лупы для взятия отсчетов. Первые и последние два сантиметра контрольного метра разбиты на деления по 0,2 мм. Фрагмент контрольного метра пока­зан на рисунке 6.21. Компарирование рулеток ведется в следующей последова­тельности.

Рисунок 6.21- Контрольный метр

На столе рядом с рулеткой укладывается контрольный метр (рисунок 6.22). Совмещают правый или левый край метрового штри­ха рулетки со 101-сантимет­ровым делением контрольного метра, по правому концу метра, соответствующему 1-му санти­метровому делению, определяют поправку. Если край штриха рулетки, по которому ведутся измерения, проектируется в пределах 1-го сантиметра контрольного метра, то по­правка имеет знак (+), если в пределах 2-го см - то знак (-). В данном примере поправка Д имеет знак (+).

Рисунок 6.22- Схема компарирования рулетки контрольным метром

Отсчеты делаются 2-3 раза при смещении контрольного метра с точно­стью 0,2 мм. Компарирование ведут в прямом и обратном направлениях, соответственно делая отсчеты по отношению правого или левого края штрихов, нанесенных на рулетке.

Общая длина прокомпарированной рулетки равна

где L - длина рулетки;

l₀ - уравнение контрольного метра;

n- количество укладываний контрольного метра;

- сумма средних значений поправок (отсчетов).

Пример 1 . Компарирование 10-метровой рулетки. Уравнение кон­трольного метра (берется из паспорта): l₀=1000,00 + 0,018(17-20) = 999,946 мм, t_изм = 17° Уравнение контрольного метра включает две по­правки: за эталон (в нашем случае она равна нулю, так как длина равна 1000,00 мм); за температуру контрольного метра 0,018(17°-20°) l₀ = 1000,0 + 0,018х(17-20) = 999,946 мм.

Поправка на 1 м длины рулетки за счет неточной длины самого кон­трольного метра равна = -0,054.

Результаты последующего эталонирования каждого метра рулетки за­писываются в формуляр.

Контроль правильности компарирования рулетки: f_x = = 1:15000

В данном примере относительная ошибка равна 1:14300, т.е. близка к допустимой.

Пример 2. Пользование таблицей компарирования рулетки в практике ведется по следующей методике. Измерена длина линии - L=63 м. Требу­ется найти поправку за компарирование на всю длину. Измерения произ­ведены 10-метровой рулеткой. Из таблицы находим. 6 х 1,61 + 0,238 = 9,898 мм 10 мм.

Методика измерения длин линий в шахте «на весу». В шахтных ус­ловиях маркшейдерские точки закрепляются, как правило, в кровле. С них опущены отвесы, поэтому линии можно измерить между нитями отвесов рулетками, лентами, проволокой «на весу». По почве выработки измерять длины не выгодно, т.к. после 1-2-х измерений рулетка будет запачкана и практически ею пользоваться уже очень затруднительно.

В том случае, когда длина линии более длины рулетки, выставляются промежуточные отвесы в плане и по высоте в створе двух основных (рисунок 6.23, а). Это можно сделать по визирному лучу зрительной трубы теодолита или «на глаз».

Рисунок 6.23- Измерение расстояний "на весу"

а - с выставленными промежуточными отвесами; б - с жесткими отвесами

Измерения ведутся интервалами ₁, ₂, ₃.

Под воздействием воздушного потока отвесы могут качаться, хотя ях и успокаивают перед измерением, поэтому отсчеты по обоим концам рулет­ки при прикладывании ее к нити отвесов делают по команде одновремен­но. Длину одной и той же линии измеряют 2-3 раза, допустимое расхож­дение между отдельными измерениями 5 мм. Из полученных результатов выводится средняя длина.

Длины измеряют в прямом и обратном ходе. В обратном ходе проме­жуточные отвесы 1 и 2 выставляются с целью контроля измерений в дру­гих местах.

Допустимые относительные погрешности при измерениях длин:

а) полигонометрия - 1:3000, полигонометрия повышенной точности (сбойки)-1:5000;

б) теодолитные ходы -1:1000;

в) угломерные ходы - 1:200.

При сильной воздушной струе в горных выработках вместо нитяных промежуточных отвесов используют жесткие отвесы (рисунок 5.23,6), пред­ставляющие собой острие выдвижных линеек 1, от телескопических рас­порных штанг 2.

Источники ошибок при измерении длин линий.

Измерение линий, углов и т.д. неизбежно сопряжено с погрешностями, которые могут быть случайными, систематическими или носить тот и дру­гой характер. Погрешности связаны с несовершенством мерных приборов, методики выполнения работ, условиями шахты и личными качествами наблюдателя.

Допустимые погрешности устраняют путем введения поправок в из­меренные результаты.

Линейная относительная невязка в замкнутых ходах не должна превы­шать 1 :3000 длины хода, а в разомкнутых полигонах - 1 :2000.

При прокладке съемочных сетей

При вычислении координат в длину теодолитных ходов вводят по­правки в том случае, если они в сумме превышают 1:5000 длины измерен­ной линии.

При вычислении значения координат можно округлять до сантиметров, дирекционных углов в теодолитных ходах - до 10" , а в угломерных - до минут.

Планы горных работ составляются в соответствии с ГОСТ 2.850-75-2,857-75. «Горная графическая документация», 1983г. и «Условными обо­значениями для горной графической документации», М.: Недра, 1981.

Измерение углов и длин линий при теодолитной съемке сопровождает­ся погрешностями: грубыми, систематическими и случайными. Грубые и систематические погрешности обнаруживаются при измерениях и исклю­чаются путем введения поправок. Влияние погрешностей случайного ха­рактера может быть уменьшено за счет использования соответствующих методов обработки результатов и способов измерений углов.

Погрешность измерения горизонтального угла

Общая погрешность измерения горизонтального угла ( ) зависит от погрешностей центрирования теодолита и сигналов ( ) , а также связа­на со способом измерения и ошибками взятия отсчетов по верньеру или шкале ( ) и визирования ( ) на отвесы (или сигналы). Она опреде­ляется по формуле

Рекомендуемая литература: [ 1-6 ]

Контрольные задания для СРС (4 часа ) [ 1-6]

1.Виды подземных полигонов и требования инструкции, предъявляемые к измерению углов и длин

2. Центрирование теодолита. Источники ошибок при измерении длин линий

Вопросы для контроля знаний:

1 Рекогносцировка. Закрепление пунктов. Установка теодолита

2 Типы и классификация теодолитов

3 Особенности горных теодолитов и требования, предъявляемые к ним, поверки теодолитов

4 Способы измерения горизонтальных углов

5 Типы мерных приборов, измерение, компарирование, погрешности измерения.

7 Маркшейдерские работы на промышленной площадке шахты

План:

1 Задачи геодезических работ на промышленных площадках шахт и карьеров

2 Основные элементы разбивки.

3 Перенесение в натуру осей.

4 Восстановление в натуре репера по заданной его отметке.

5 Разбивка центра и осей ствола шахты. Вертикальная планировка поверхностей промышленных площадок шахт и карьеров

6 Разбивка осей сооружений и подъездных путей