А и В - Северо-Кавказский горно

1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Кафедра Геодезии
МАРКШЕЙДЕРИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ
к выполнению практической работы № 4
« ОРИЕНТИРНО-СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ СЪЕМКА»
для студентов специальности «Горное дело»(130404.65)
Владикавказ 2014
2
УДК 622.1 (07)
ББК 33.12
Г 37
Составитель:
ст. преп. Герасименко С.И.
Рецензент:
д.т.н., проф. Келоев Т.А.
Методические указания и задания «Ориентирно-соединительная
съемка» предназначены для выполнения практической работы студентами
специальности «Горное дело» (130404.65)
Сдано в печать
Формат изд.
Объем
Заказ №
Тираж 50 экз.
Издательство «Терек». Подразделение оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ).
3
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Цель работы………………………………………………………..…..4
2. Задание №1 Ориентирование через один вертикальный ствол……4
3. Исходные данные………………………………..…………………….5
4. Приложение №1………………………………..……………………....8
5. Приложение№2………………………………..………………….…..10
6. Контрольные вопросы………………………..………………………11
7. Задание №2 Ориентирование через два вертикальных ствола …..11
8. Приложение №3……………………………………………………....13
9. Контрольные вопросы…………………………………………….….14
10. Литература ……………………………………………………………14
4
Практическая работа № 4
« ОРИЕНТИРНО-СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ СЪЕМКА»
Цель:
1. Научить студентов практическим навыкам в решении специальных
маркшейдерских задач;
2. Привить навыки камеральной обработки результатов полевых
измерений.
ВРЕМЯ: 4учебных часа.
ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:
Линейка, циркуль, транспортир, лист миллиметровой бумаги (формат
А-4)и микрокалькулятор.
ЗАДАНИЕ №1.
«Ориентирование через один вертикальный ствол шахты»
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
5
координат отвесов и дирекционного угла их створа исходному пункту и
направлению подземной маркшейдерской съемки.
Найти:
αС'Д' - дирекционный угол стороны С'Д'на ориентируемом горизонте
ХС', УС' – координаты точки С'
К защите представить:
1. На листе миллиметровой бумаги формата А-4 в масштабе 1:2000 схему
решения задачи приложение №2;
2. Пояснительную записку, в которой,в сжатой форме, излагается ход
выполнения задания и обоснование принятых решений.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.
В нашем примере используем следующие исходные данные:
1) координаты подходной точки С
2) дирекционный угол стороны ДС
3) горизонтальное проложение ДС
4) горизонтальные углы φ, γ, γ' и φ'
5) горизонтальный угол ДСА
6) измеренные расстояния d, a, в, с, с', в', d', a'
Студент получает номер варианта и выписывает исходные данные из
приложения № 1. Вычисления ведут в тетради (12л.)
Самостоятельная работа.
В приложение №2, представлена схема геометрического
ориентирования через один вертикальный шахтный ствол с примыканием к
отвесам,
наиболее
распространенным
способом
соединительных
треугольников.
6
В ствол шахты опускают два отвеса 1 и 2 и устанавливают их в
положение покоя. На поверхности и ориентируемом горизонте вблизи отвеса
выбирают точки С и С' так, чтобы углы γ, γ' не превышали 2—3°.
Треугольники CAB на поверхности и С'А'В' на ориентируемом
горизонте представляют собой соединительные треугольники с общей
стороной АВ (А'В') в плане.
Кроме того, на некотором расстоянии от С' закрепляют точку D'. На
поверхности с привязкой к пунктам опорной сети определяют координаты
точки D и дирекционный угол направления (DC).
На поверхности и на ориентируемом горизонте рулеткой тщательно
измеряют расстояния d, a, в, с, с', в', d', a' (не менее пяти раз) и берут средние
из них. Затем в точках С и С' теодолитом измеряют углы φ, φ', δ и δ' тремя
повторениями.
Контроль
над
правильностью
измерения
длин
сторон
соединительного треугольника осуществляется сличением расстояния между
отвесами с=АВ, полученного непосредственными измерениями
и
вычисленного по формуле
С= √а2 + в2 − 2авCosγ
С' = √а′2 + в′2 − 2а′в′Cosγ′
Расхождения между ними
наповерхности и ± 5 мм — в шахте.
не
должны
превышать
±
3
мм
Углы α, β, α' и β' вычисляют решением треугольников ABC и А'В'С',
пользуясь формулой синусов.
а
в
с
=
=
𝑆𝑖𝑛𝛼 𝑆𝑖𝑛𝛽 𝑆𝑖𝑛𝛾
Далее производят контроль вычислений, соблюдая условие:
α + β + γ = 180°
α' + β' + γ' = 180°
По известному значению (DC), а также измеренным и вычисленным
углам по направлению хода DCBCD', показанному на рис. 1 (Приложение 2)
стрелками, передают дирекционный угол исходному направлению (C'D')
ориентируемого горизонта по формуле
7
(C'D') = (DC) + φ + (β + β')+ φ' + 3×180°.
Координаты исходной точкиС' в данном случае вычисляют
по формулам:
хС' =xD+dСos(DC)+аСos(СВ)+а'Соs(ВС)
уС'=уD+dSin(DC)+aSin(СВ)+a'Sin(В'C')
Эти вычисления для контроля производят из других ходов. Для
общего контроля ориентировка должна быть произведена независимо
дважды.
Ход выполнения задания определяется приведенным порядком искомых
величин, основываясь на ранее полученных знаниях по дисциплине
«Геодезия», такие как нахождение величин, путем решения Прямой
геодезической задачи (ПГЗ) и Обратной геодезической задачи (ОГЗ),
горизонтальные проложения, а также определять направление какой-либо
линии, используя углы ориентирования линий (дирекционный угол, румбы)
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1) координаты подходной точки С(ХС УС)
2) дирекционный угол стороны α ДС
3) горизонтальные углы δ, δ', φ, φ', γ и γ'
4) измеренные расстояния d, a, в, с, d', a', в', с'
8
Приложение 1
ХС
УС
α ДС
dДС, м
φ
δ
φ'
δ'
1
420,54
386,412
123°13'17"
40.225
147°46'22"
147°53'19"
145°04'23"
145°39'50"
2
271,15
715,19
300°52'13"
37,818
170°45'45"
170°51'12"
168°32'48"
169°14'11"
3
115,23
785,21
56°17'22"
53,122
181°18'22"
182°19'34"
179°05'25"
179°51'02"
4
745,65
895,23
181°18'55"
78,365
112°32'41"
113°29'52"
110°19'44"
110°22'51"
5
896,25
268,15
93°42'13"
40,678
122°17'43"
123°03'21"
120°04'46"
120°54'16"
6
547,23
157,32
17°22'11"
45,236
135°35'13"
136°24'02"
133°22'16"
133°55'01"
7
524,36
248,65
200°22'45"
56,369
100°40'30"
102°11'00"
98°27'33"
98°39'14"
8
899,77
333,22
246°11'45"
83,325
165°53'24"
166°09'13"
163°40'27"
163°49'46"
9
105,98
444,32
56°45'32"
30,489
79°22'55"
79°58'22"
77°09'58"
77°18'16"
10
444,22
100,54
50°50'50"
41,965
160°55'58"
161°36'04"
158°43'01"
160°25'18"
11
555,33
111,11
39°58'41"
42,258
170°15'24"
170°34'01"
168°02'27"
169°50'48"
12
456,23
444,44
52°51'30"
74,365
100°32'06"
101°09'42"
98°19'09"
100°00'50"
13
258,25
231,23
83°32'36"
72,159
100°10'10"
100°45'43"
98°01'13"
98°24'45"
14
147,25
458,36
45°23'25"
30,453
123°13'17"
123°23'15"
121°00'20"
121°35'03"
15
999,78
888,52
40°36'40"
51,521
99°59'09"
101°08'20"
97°46'12"
97°46'37"
16
665,45
951,62
61°16'16"
61,237
129°29'29"
129°38'14"
127°16'32"
128°08'24"
17
112,37
723,54
39°49'59"
78,297
111°11'11"
111°12'48"
109°02'14"
109°57'10"
18
100,02
248,20
111°11'11"
100,326
147°32'53"
147°35'29"
145°19'56"
145°38'13"
19
444,88
261,11
122°12'12"
95,427
151°51'15"
151°55'32"
149°38'18"
149°57'38"
20
789,45
542,54
100°10'10"
66,123
152°25'52"
152°33'05"
150°12'55"
150°36'24"
21
456,12
999,77
135°35'13"
121,321
121°19'48"
121°27'53"
119°06'51"
120°54'44"
22
123,12
251,32
122°57'49"
75,861
142°21'42"
142°25'49"
140°08'45"
141°27'27"
23
654,32
458,97
133°33'32"
30,564
169°47'36"
169°52'04"
167°34'39"
167°53'21"
24
321,21
265,24
142°41'21"
42,432
159°35'58"
159°44'51"
157°23'01"
158°24'02"
25
987,65
222,33
157°50'37"
52,222
123°47'31"
123°51'42"
121°34'34"
121°49'49"
9
Продолжение приложения 1
γ
γ'
а, м
а', м
в, м
в', м
с, м
с', м
d', м
1
0°06'57"
0°35'27"
9,006
4,012
3,448
9,569
5,557
5,557
35,185
2
0°05'32"
0°41'23"
4,178
10,856
6,179
6,179
38,369
3
1°01'12"
0°45'37"
5.954
12.075
5,560
5,560
39,145
4
0°57'11"
0°03'07"
10,356 4,678
11,512
6.515
12,148 7.151
6.59
12.711
5,56
5,56
40,125
5
0°45'38"
0°49'30"
8,589
3.594
3.031
9.152
5,558
5,558
42,257
6
0°48'49"
1°32'45"
7,325
2.337
1.767
7.888
5,558
5,558
30,895
7
0°30'30"
1°11'41"
9,423
6,819
6,258
9.986
3,166
3,166
31,541
8
1°15'49"
0°09'19"
9,512
4.515
3.954
10.075
5,56
5,56
32,154
9
0°35'27"
0°08'18"
8,524
3.53
2.966
12.054
8,524
8,524
33,154
10
0°40'06"
1°42'17"
7,689
7,696
4.131
11.252
3,558
3,558
34,852
11
0°39'37"
1°48'21"
8,259
3.265
2.701
8.822
8,420
8,420
35,842
12
0°37'36"
1°41'41"
7,265
2.271
1.707
7.828
7,952
7,952
36,412
13
0°35'33"
0°23'32"
6,274
3.28
2.716
8.837
6,543
6,543
37,951
14
0°09'58"
0°34'43"
9,478
4.484
3.92
10.041
5,326
5,326
38,753
15
0°09'11"
0°57'58"
4,584
4.59
4.026
10.147
4,751
4,751
43,852
16
0°08'45"
0°51'52"
7,852
2.858
2.294
8.415
3,298
3,298
44,753
17
1°01'37"
0°54'56"
6,369
5.375
4.811
10.932
4,280
4,280
45,986
18
1°02'36"
0°18'17"
7,369
3.375
2.811
8.932
5,951
5,951
46,653
19
1°04'17"
0°19'20"
8,159
3.165
2.601
8.722
6,257
6,257
45,002
20
1°07'13"
0°23'29"
5,246
4.252
3.688
9.809
7,489
7,489
42,012
21
0°08'05"
1°47'53"
5,851
4.857
4.293
10.414
8,021
8,021
35,049
22
0°04'07"
1°18'42"
10,753
5.759
5.195
11.316
9,123
9,123
35,921
23
0°04'28"
0°18'42"
6.399
12.52
4,159
4,159
38,120
24
0°08'53"
1°01'01"
3.723
9.844
5,248
5,248
51,026
25
0°04'11"
0°15'15"
11,957 6.963
9,281
4.287
6,654
4.66
4.096
10.217
6,147
6,147
45,831
10
Приложение 2
Схема решения задачи №1
(примыкания к отвесам по способу соединительных треугольников)
11
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. В чем заключается работа маркшейдера на поверхности и
ориентируемом горизонте при проектирование направления с
поверхности земли на ориентируемый горизонт.
2. Формула для вычисления горизонтальных углов α, β, α'и β'.
3. Допустимая величина расхождения длин сторон соединительного
треугольника.
4. Формула для передачи дирекционного угла исходному направлению
(C'D') на ориентируемом горизонте.
5. Формула вычисления координат исходной точкиС'.
6. Сущность задачи примыкания состоит в следующем.
ЗАДАНИЕ №2
«Ориентирование через два вертикальных ствола шахты»
Данный вид горизонтальной соединительной съемки может быть
осуществлен, если вертикальные шахтные стволы на ориентируемом
горизонте соединены горной выработкой, как это показано на схеме №2.
В этом случае достаточно через вертикальные шахтные стволы произвести
проектирование по одной точке. Методика спуска отвесов и аппаратура,
используемая для геометрического проектирования точек А к В, такие же,
как и при проектировании через один вертикальный шахтный ствол. Однако
ввиду сравнительно большого расстояния между отвесами линейная
погрешность проектирования точек приводит к меньшей погрешности
проектирования направления.
Примыкание к отвесам А и В сводится к определению их координат в
системе х, у, принятой на поверхности. Для этого от опорного пункта С на
земной поверхности через пункты I,II, III и IV прокладывают
полигонометрические ходы и по данным измерений вычисляют координаты
ХА,УА, Хв, Ув отвесов А и В.
В шахте между отвесами А и В по соединяющим стволы выработкам
прокладывают подземный полигонометрический ход
А-1-2-3-4-5-6-7-В, по результатам которого вычисляют координаты его точек
в условной системе координат х' у'. За начало этой условной системы
координат принимают отвес А, а за направление оси х'- первую сторону А1
12
подземного полигонометрического хода. При этом ХА = УА= 0| а вычисленные
координаты отвеса В будут Хв и Ув
Дальнейшие
вычисления
производят
в
следующей
последовательности:
1) вычисляют дирекционный угол (АВ) створа отвесов А и В на поверхности
и расстояние L между ними по формулам:
Ув − Уа
tg(AB) =
Хв − Ха
L=
Ув−Уа
sin(АВ)
=
Хв−Ха
cos(АВ)
=
2) вычисляют дирекционный угол (АВ)' створа этих же отвесов и расстояние
между последними L' в условной системе координат х' у' по формулам:
У′в − У′а
У′в
tg(AB)′ =
=
Х′в − Х′а
Х′в
У′в−У′а
Х′в
L′ = sin(АВ)′ = cos(АВ)′=
3) вычисляют разность ∆L = L - L', которая не должна превышать
допустимого предела;
4) определяют дирекционный угол первой стороны А1 подземного
хода в системе координат, принятой на поверхности, по формуле
(А1) = (АВ) - (АВ)';
5) по исходным данным ХА, УА и (А1) вычисляют координаты
всех вершин подземного хода.
Контролем вычислений служит равенство координат отвеса B, вычисленных
на поверхности и в шахте. Расхождение между двумя значениями координат
отвеса В не должно превышать допустимого предела.
13
Приложение 3
Схема решения задания №2
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1.Условия применения данного вида горизонтальной соединительной съемки
2.Методика спуска отвесов и аппаратуры при проектировании.
3.В чем заключается примыкание к отвесам.
4.Для чего на земной поверхности и подземным выработкам соединяющие
стволы шахты прокладывают полигонометрические ходы.
5.Какой отвес принимают за начало условной системы.
6.Формула вычисления дирекционного угла (АВ)' створа этих же отвесов и
расстояние между последними L' в условной системе координат
7.Формула дирекционного угла первой стороны А1 подземного хода в
системе координат, принятой на поверхности.
14
ЛИТЕРАТУРА:
1. под ред. Попова В.Н., Букринского В.А. Геодезия и маркшейдерия:
учебник для вузов, Министерство образования и науки РФ. - М: Горная
книга: Издательство МГГУ, 2010. (10 шт., 528 Г 35)
2. под ред. Попова В.Н., Букринского В.А., Геодезия и маркшейдерия:
учебник для вузов, Министерство образования и науки РФ. - М: Горная
книга: Издательство МГГУ, 2004. (1 шт., 528 Г 35)
3. Борщ-Компониец В.И. Геодезия.Маркшейдерское дело, учебник для вузов М: Недра, 1989 г.
4. под ред. Ушакова И.Н., Маркшейдерское дело, учебник для вузов - М:
Недра, 1989 г.
5. Ларченко М.П., Тесты и задачи по инженерной геодезии, учебное пособие М: Издательство строительных вузов, 2011.
6. Синанян, Р. Р. Маркшейдерское дело. – М.: Недра, 1988.
7. Букринский, В. А. Основы геодезии и маркшейдерского дела / В. А.
Букринский, Г. В. Орлов, Е. М. Самошкин. – М. : Недра, 1988
8. Горная графическая документация. ГОСТ 2.850-75 – ГОСТ 2.857-75,
введен в действие Постановлениями Государственного комитета
стандартов Совета Министров СССР от 7 февраля 1975 г. № 354 и от
27 марта 1975 г. № 788 – М. : Изд-во стандартов, 1976
9. Охрана недр и геолого-маркшейдерский контроль. Инструкция по
производству маркшейдерских работ (РД 07-603-03) / Кол.авт. – М. :
ФГУП Государственное предприятие НТЦ по безопасности в
промышленности ГГТН России, 2004. – 120 с.