КП Расчет проектного полигона для проходки околоствольных выработок

Содержание
Введение ....................................................................................................................... 4
1 Маркшейдерские работы при строительстве шахт............................................... 5
1.1 Общие сведения..................................................................................................... 5
1.2 Маркшейдерские работы при проходке, креплении и армировании
стволов .......................................................................................................................... 5
1.3 Маркшейдерские работы при проведении околоствольных выработок ......... 7
1.4 Проектный полигон .............................................................................................. 9
1.4.1 Уравнивание полигонов .................................................................................. 10
1.4.2 Работа по проектному полигону..................................................................... 12
2 Расчет проектного полигона околоствольной выработки ................................. 14
2.1 Порядок расчета .................................................................................................. 14
2.2 Расчет сопряжения горных выработок ............................................................. 17
Заключение ................................................................................................................ 22
Список использованных источников ...................................................................... 23
Приложение
3
Введение
При строительстве зданий и сооружений шахтной поверхности,
проходке шахтных стволов и проведении капитальных горных выработок
большая нагрузка ложится на маркшейдеров, которые должны владеть не
только теоретическими знаниями, но и практическими навыками выполнения
геодезических и маркшейдерских работ.
В данном курсовом проекте производится расчет проектного полигона
околоствольной выработки. В ходе проектирования используются
теоретические знания и практические навыки, полученные по итогам
изучения специальных дисциплин и производственной практики.
Расчеты производились в программе Microsoft Office Excel,
графическая часть исполнена в программном продукте AutoCAD.
4
1 Маркшейдерские работы при строительстве шахт
1.1 Общие сведения
Строительство горного предприятия производится на основе
утвержденного комплексного проекта разработки месторождения полезного
ископаемого, являющимся основным документом для всех служб,
участвующих на всех этапах его реализации. Маркшейдерское обеспечение
строительства шахт является одной из наиболее ответственных работ
маркшейдерского дела. Основные задачи, решаемые в шахтном
строительстве, заключаются:
•
в проверке числовых значений элементов и графической части
проектных чертежей;
•
в перенесение геометрических элементов проекта в натуру;
•
в контроле за соблюдением установленного проектом
соотношения геометрических элементов зданий, сооружений и горных
выработок;
•
в наблюдении за осадками сооружений;
•
в съемке промплощадки, горных выработок и пополнение
чертежей горной графической документации;
•
в учете объемов горнопроходческих работ.
1.2 Маркшейдерские
армировании стволов
работы
при
проходке,
креплении
и
Армирование стволов шахт – это работы по установке в нем
расстрелов, проводников, спор лестничных отделений, трубопроводов.
Производится после полной проходки стволов по последовательной,
параллельной и совмещенной схемами, так и одновременно с проходкой
стволов.
Маркшейдерские работы при армировании ствола состоят:
1.
В обозначении в натуре мест установки расстрелов и навески
проводников.
2.
В контроле за правильностью их установки.
Сооружение вертикального ствола начинают с разметки положения
котлована под его устье. Для этого оси ствола выносят на обноску,
натягивают по осевым направлениям проволоки, относительно которых при
помощи отвесов производят центрирование и ориентирование рамышаблона.
После проходки устья ствола до заданной отметки, разделки вруба
первого опорного венца, производят укладку настила и сборку опалубки для
бетонирования устья ствола. Положение опалубки под опорный венец
проверяют в горизонтальной и вертикальной плоскостях замерами радиусов
5
от центрального отвеса до наружной поверхности опалубки и замерами
расстояний от рамы-шаблона до кружальных ребер.
Для проходки ствола на всю глубину, после сооружения временного
или постоянного подъемного комплекса, раму шаблон заменяют постоянной
проходческой рамой, которую устанавливают на крепь устья ствола.
Смещение проходческой рамы относительно проектного положения должно
быть не более ± 20 мм.
Контроль проходки и возведения крепи осуществляется от
проходческих отвесов или лучей лазерных указателей направления,
пропущенных через отверстия в проходческой раме. Расположение и
количество отвесов зависит от формы поперечного сечения ствола и
размещения проходческого оборудования.
При возведении тюбинговой крепи ствола особое внимание уделяется
монтажу первых колец. После сооружения устья ствола (форшахты)
приступают к сборке на горизонтальном деревянном настиле первого кольца.
Правильность укладки колец в плане проверяется относительно
центрального отвеса также путем радиальных промеров.
По мере углубления ствола положение осей и высотную отметку
переносят на металлические платины или скобы, закрепляемые на тюбингах
через 5-10 м.
При проходке стволов прямоугольного сечения с возведением
деревянной крепи в угловых частях ствола закрепляют четыре отвеса.
Расстояние от отвеса до венцов крепи не должно отличаться от проектного
более чем на 15 мм, а расстояние между углами венцов по диагонали - более
чем на 50 мм.
В процессе возведения крепи ствола маркшейдер периодически
определяет
фактическую
толщину
стенок
постоянной
крепи,
местоположение и размеры вывалов породы и величину забутовки.
Уменьшение толщины стенок крепи относительно проектного значения
допускается в пределах 30 мм.
Все результаты маркшейдерских измерений при сооружении ствола
заносятся в Журнал проходки ствола, в котором приводят основные
проектные размеры и фактические данные, полученные в результате
измерений в процессе его строительства.
После возведения постоянной крепи ствола выполняют его
профилирование, которое заключается в съемке положения стенок ствола на
различных высотах.
Измерения производят от отвесов через равные
интервалы, соответствующие шагу армировки или высоте опалубки.
По результатам измерений определяют величины отклонений
фактического положения стенок ствола относительно проектного и
составляют вертикальный профиль. Вертикальный масштаб построения
профиля стенок ствола принимают 1: 100 или 1: 200, а горизонтальный соответственно 1: 10 или 1: 20.
Оптимальное число армировочных отвесов определяют в зависимости
от технологической схемы армирования, расположения элементов армировки
6
и размещения оборудования в стволе. Взаимное расположение отвесов в
каждом конкретном случае выбирают с таким расчетом, чтобы можно было
обеспечить соответствующую точность всех элементов яруса армирования.
Отвесы располагают на одинаковых расстояниях (50-100 мм) от проектного
положения боковой грани расстрелов в местах, где они не будут затруднять
При выполнении армировочных работ должны быть соблюдены
следующие требования: отклонения расстояний между ярусами от проектных
не должны превышать ±10 мм при навеске проводников прямоугольного
профиля; ±15 мм - при навеске рельсовых проводников и ±50 мм - при
навеске деревянных проводников.
Расхождение расстояний от отвесов до соответствующих точек
расстрелов или проводников на рабочем горизонте и на контрольном ярусе
не должны отличаться более чем на 5 мм при металлической армировке и 10
мм - при деревянной. Отклонения проводников по ширине колеи не должны
превышать 5 мм для металлических и 10 мм для деревянных проводников.
Отклонение расстрелов от вертикальной плоскости на двух смежных ярусах
должны быть не более 5 мм для металлических проводников и 10 мм - для
деревянных.
Окончательный контроль правильности установки расстрелов
итпроводников производят профильной съемкой. Съемку производят путем
непосредственных измерений расстояний от отвесов или луча указателя
направления либо используют автоматизированные комплекты РК-1,
обеспечивающие непрерывность, высокую точность и значительно
повышающие производительность труда.
1.3 Маркшейдерские работы при проведении околоствольных
выработок
Для проведения околоствольных выработок маркшейдеру в начале
необходимо указать местоположение рассечки сопряжения ствола и
околоствольных выработок. Вынос в плане осей околоствольных выработок
осуществляется от главной оси ствола, положение которой фиксируется на
скобах, закрепленных в последнем ярусе или опорном венце.
Для определения высотного положения рассечки на эти же скобы или
дополнительно заложенный репер передается и высотная отметка.
Если при круглом сечении ствола проектное положение рассечки
околоствольных выработок совпадает с направлением главной оси ствола, то
для задания направления в плане достаточно опустить отвесы, закрепленные
на скобах в опорном венце. По створу отвесов на стенке ствола отмечают
вертикальную линию, являющуюся осью рассечки сопряжения.
Иногда проектом предусматривается перпендикулярное направление
околоствольной выработки относительно главной оси ствола. Тогда для
выноса оси рассечки сопряжения околоствольных выработок рассчитывают
величины a и b (см. рисунок 1.1), решая прямоугольные треугольники АОС и
ВОС. В случае равенства расстояний АО и ОВ от центра ствола до осевых
7
отвесов величины а и b должны быть равны.
Рисунок 1.1 – Задание направления рассечки в плане
Рисунок 1.2 – Задание направления рассечки в плане и по высоте
Для задания направления рассечке по высоте вычисляют и
откладывают превышения h 1 и h 2 (см. рисунок 1.2) между отметкой репера в
стволе и проектными отметками кровли и почвы выработки.
Используя створ отвесов осей ствола, в пройденной части сопряжения
закрепляют три отвеса для задания направления проходке околоствольных
выработок. Проведение выработок по направлению, заданному таким
образом, допускается на расcттояние до 20 м. Дальнейшие работы можно
производить только после точного перенесения и закрепления в
околоствольных выработках оси ствола (см. рисунок 1.3).
8
Рисунок 1.3 – Вынос оси ствола в околоствольных выработках
Для этого после закрепления постоянной крепью пройденной части
сопряжения в ней закладывают два постоянных маркшейдерских знака С и D
(С 1 и Д 1 ), координаты которых получают в результате ориентирносоединительных съемок.
Для контроля и общей увязки схемы выработок околоствольного двора
по материалам проекта составляют план выработок в масштабе 1:200 с
нанесением на него всех цифровых значений разбивочных элементов и
размеров сопряжений, прямолинейных и криволинейных участков.
1.4 Проектный полигон
Проектный полигон горизонта — это искусственное построение в виде
полигонометрического хода, углы и длины которого берут с проектных
чертежей.
Проектный полигон служит основой не только для составления
маркшейдерских рабочих планов, но и для точного переноса параметров
проекта в натуру.
Состав полигона. За вершины полигона принимают:
•
точки, лежащие на оси пути у начала и конца сопряжений и
закруглений; центры закруглений, клетей, разгрузочных ям;
•
характерные точки камер и сопряжений выработок.
Проектный полигон насыщают точками перегиба ходков, камер,
наклонных выработок, водосборников и т. д. На протяженных выработках по
чертежам комплексов выделяют точки измерения типа крепи и точки
стыковки различных поперечных сечений. Если главные выработки имеют
конвейерный транспорт, то точки проектного полигона располагают на оси
конвейеров.
Некоторую сложность представляет построение проектного полигона
на сопряжениях выработок. Здесь в полигон включают вспомогательные
точки, необходимые для перехода от оси пути к центру закругления. Все
9
размеры для проектного полигона обязаны быть на рабочих чертежах.
Подготовка исходных данных. Проектный полигон вычисляют для
работы в реальных условиях, а не только для проверки рабочих чертежей.
Поэтому пользоваться проектными координатами центров стволов в качестве
исходных недопустимо.
Исходными для проектного полигона служат фактические координаты
центров стволов и дирекционные углы осей стволов.
1.4.1 Уравнивание полигонов
Вычисления координат точек проектного полигона ведут в
специальном журнале в государственной системе координат. В графе
«Примечания и эскизы» подписывают точный адрес каждой вершины
полигона. Например, конец сопряжения № 40, начало закругления у
сопряжения № 40 и т. д.
Проходку выработок по проектному полигону ведут следующим
образом. Как только забой отойдет на 150—160 м, вслед за забоем
подтягивают
полигонометрию
повышенной
точности.
Пункты
полигонометрии закрепляют постоянными знаками. В прямой или обратный
ход включают одну-две точки теодолитного хода, с которых задавалось
направление (обычно ближние к забою).
Точность измерения углов и длин линий в полигонометрии определяют
заранее. Заданная точность зависит от предельной погрешности смыкания
встречных забоев в околоствольных выработках.
Уравнивание полигонов начинают с выработок рудничного двора.
Вычисляют вначале большой замкнутый полигон, включающий основные
выработки по периметру двора. Камеры с ходками в большой полигон не
включают.
Угловой невязки в полигоне быть не должно. Если же угловая невязка
обнаружена, то следует искать ошибку прежде всего в вычислениях, а уже
затем в проекте, в одном из центральных углов закруглений. Ошибку находят
довольно легко при сравнении дирекционных углов параллельных
выработок.
Линейную невязку, т. е. невязку, вычисленную по разнице координат,
распределяют в длины тех сторон, дирекционные углы которых совпадают с
дирекционным углом невязки. Чаще исправляют длину только одной
стороны. Такая невязка обусловлена одной незначительной ошибкой в
проекте. Если же дирекционный угол линейной невязки не совпадает ни с
одним дирекционным углом полигона, значит в проекте допущено несколько
ошибок. Будем называть такую линейную невязку сложной.
Сложную линейную невязку исключают двумя способами. Первый,
наиболее универсальный способ заключается в графическом определении
поправок в длины двух сторон полигона. На схеме в масштабе 1:1 (рисунок
1.4) из точек центра ствола, фактического Цф и вычисленного из полигона
Цп прочерчивают линии, дирекционные углы которых соответствуют
10
сторонам полигона. Стороны полученного треугольника и будут поправками
1, 2. Можно найти поправки и путем вычислений с точностью до
миллиметра. Но обычно невязки, не превышающие 20 мм, не распределяют.
Рисунок 1.4 – Графическое определение поправок в стороны проектного
полигона
Прямолинейные выработки, для которых определяют поправки,
должны образовывать угол, т. е. соединяться одним закруглением.
Изменение протяженности этих выработок не должно нарушать их
технологического назначения. В элементы сопряжений и закруглений
поправок не вводят.
Знаки поправок в длины сторон полигона могут быть различными. Их
определяют непосредственно на схеме в каждом конкретном случае.
При втором способе всю линейную невязку исключают из полигона
путем введения дополнительной стороны. Эту дополнительную сторону
размещают на закруглении: разрывают кривую на две, между которыми и
помещают прямую вставку. В практике второй способ применяют крайне
редко и только тогда, когда невозможно применить первый и когда величина
невязки и ее знак позволяют сделать вставку на закруглении.
После вычисления координат точек большого полигона приступают к
вычислению промежуточных полигонов рудничного двора. Они обычно
представляют собой перемычки между точками большого полигона.
Трудностей здесь, как правило, не возникает. Некоторую особенность имеет
определение поправок в длины сторон при исключении сложной линейной
невязки. Одну из двух поправок обязательно определяют для стороны
большого полигона. Поправка в сторону большого полигона изменяет
привязку сопряжения (узла). Так как любой промежуточный полигон имеет
две такие стороны (они являются исходными), выбирают ту, которая после
введения поправки не изменит технологического назначения выработки. В
противном случае применяют второй способ.
Только после исправления координат точек проектного полигона» т. е.
после того как полигон стал зависимым от опорной сети горизонта» его
можно считать готовым для практической работы.
Никаких схем с выпиской дирекционных углов и координат точек
полигона не делают. Следует соблюдать правило: не размножать документов
с координатами.
11
1.4.2 Работа по проектному полигону
Маркшейдерские измерения при сооружении околоствольных
выработок тесно увязаны с проектом. Поэтому при пользовании пунктами
планового и высотного обоснования всегда нужно знать положение забоя по
отношению к проектному полигону.
Величина погрешности диктуется в основном технологией
проходческих работ. В угольных шахтах выработки проходят в осадочных
породах, крепость которых колеблется от 4 до 7 по шкале Протодьяконова.
Породы разбиты тектоническими нарушениями с массой трещин и
плоскостей скольжения. Постоянная крепь выработок из монолитного бетона
и железобетона. Отставание постоянной крепи от забоя незначительное, а в
большинстве случаев при применении передвижной металлической опалубки
крепь возводят в грудь забоя. Поэтому у маркшейдера просто нет выбора при
оценке предельной погрешности смыкания встречных забоев. Погрешность
сбойки q не должна превышать ±50 мм.
Для выбора способа угловых и линейных измерений, гарантирующего
заданную точность, и оценки фактического положения пунктов планового
обоснования используют математический аппарат теории погрешностей.
Средняя квадратическая, вероятная, средняя арифметическая, предельная,
относительная — погрешности случайного характера. Следует всегда
помнить, что свойства их проявляются только при большом числе измерений
и могут вовсе не проявляться при малом числе измерений. Любой ряд
погрешностей измерения одной и той же величины имеет нижним пределом
нуль, а верхним число, отвечающее точности инструмента (без учета других факторов).
Значительное накопление погрешностей в углах происходит на точках,
с которых задается направление. Углы на этих точках почти всегда измеряют
с погрешностями, превышающими точность инструмента. Здесь огромное
влияние оказывает эксцентриситет теодолита и сигналов. Исследования
показали, что для углов, близких к 180°, среднюю погрешность угла,
зависящую от эксцентриситета теодолита и сигналов, можно определить из
выражения
(1.1)
где l — эксцентриситет теодолита и сигналов;
s — средняя длина стороны полигонометрического хода.
В забое, на коротких сторонах, эксцентриситет теодолита и сигналов
может быть более ± 3 мм. Происходит это потому, что измерения углов
делают в очень неблагоприятных условиях. На инструмент в забое
оказывают влияние: вибрация почвы от движущихся вагонеток, электровозов
и других механизмов, давление воздушной струи, деформация почвы под
ножками штатива и др. Все эти факторы увеличивают погрешности
измерений, если измерения растянуты во времени. Чем больше отрезки
времени между соседними измерениями, тем больше погрешности, тем
12
ближе они к предельным. В дополнение к указанным факторам начинают
действовать и другие: устойчивость соединений штатива, деформация
пружин в микрометренных винтах и ряд других. Оси инструмента не могут
долгое время сохранять неизменное положение в пространстве. Специалисту
маркшейдерского дела необходимо научиться быстро работать с теодолитом,
для того чтобы в измерения не попадали погрешности из-за искаженного
положения осей инструмента в пространстве.
Обычно направление отвесами переносят через каждые 30 м, при
отходе от них на 40 м. При такой длине сторон (30 м) средняя погрешность
измерения угла одним повторением теодолитом 30" точности близка к ±20" .
Ход, с точек которого задают направление, постепенно удаляется от пунктов
опорной сети. С учетом погрешностей теодолитного хода и двух забойных
точек, на 150 м от пункта опорной сети линейная погрешность по
критической оси может достигнуть ± 50 мм, а на 200 м ±64 мм.
13
2 Расчет проектного полигона околоствольной выработки
2.1 Порядок расчета
Исходные данные: ширина выработки ℓ=3,0 м; элементы закруглений
R 1 = 25 м, R 2 = 25 м, центральные углы поворота α 1 = 126° и α 2 = 36°; длины
прямолинейных участков приведены на схеме полигона (см. рисунок 2.1).
При составлении проекта полигона выполняют разбивку точек на
закруглениях, определяют углы и длины сторон. На прямолинейных участках
длины сторон принимают в соответствии с проектным чертежом. При расчете
полигона используют принятую на шахте систему координат или выбирают
условную.
Рисунок 2.1 – Проект полигона околоствольной выработки
1)
Определяем количество сторон (хорд) на закруглениях из
выражения:
,
(2.1)
sin
sin
α 1′
4
=
α′
4
=
1
2

R
1
3
= 0,17;
2 25,0
14
α 1′ = 40°;
sin
α 2′
4
=
1 3
= 0,17;
2 25
n′ =
n1′ =
α 0 126°
=
= 3,15;
α 1′ 40°
α 2′ = 40°;
а0
a′
n2′ =
α 0 36 о
=
= 0,9.
α 2′ 40°
(2.2)
Принимаем n 1 >n΄ 1 = 4; n΄ 2 >п' 2 = 1; тогда:
α1 =
α0
α0
n
,
(2.3)
126°
= 31°30′,
n
4
α
36°
α2 = 0 =
= 18°.
n
2
α1 =
=
2)
Вычисляем углы в точках, расположенных в начале и конце
кривой, а также внутри закруглений по формулам:
∑β
∑β
T
= 180°(n − 2);
T
= 180°(n + 2).
α
(2.4)
126°
= 164°15′,
2
2⋅4
126°
= 148°30′,
β 2 = β 3 = β 4 = β13 = β14 = β15 = 180° − α = 180° −
4
α
36°
β 6 = β 8 = β 9 = β11 = 180° − = 180° −
= 171°,
2
2⋅2
α
36°
β 7 = β10 = 180° − = 180° −
= 162°.
2
2
3) Длины сторон на закруглениях определяем по формуле:
β1 = β 5= β12 = β16 = 180° −
= 180° −
S = 2 R sin
α
2
(2.5)
S 1 = 2·25·0,27144 = 13,572 м;
S 2 = 2·25·0,15643 = 7,822 м.
4)
Координаты точек проектного полигона вычисляем в формуляре
вычисления координат в условной системе (см. таблица 2.1). Угловая невязка
ƒ β = 0; ∑ Δ у = 0; ∑Δ х = 0.
5)
Схема теодолитного хода приведена в приложении А.
15
Таблица 2.1 – Ведомость вычисления координат пунктов теодолитного хода
№
точки
Ц
1
2
Горизонтальные
углы
´
´´
°
180
164
148
0
Дирекционные
углы
´
´´
°
0
0
0
15
30
0
4
148
30
0
15
0
0
0
8
186
50
43
186
18
50
0
0
11
189
0
0
148
15
30
0,000
641,750
812,732
654,812
816,416
664,025
826,382
666,673
839,693
661,975
852,427
590,677
950,560
587,126
957,530
585,902
965,255
585,150
985,241
584,398
965,255
583,174
957,530
579,623
950,560
508,325
852,427
503,627
839,693
506,275
826,382
515,488
816,416
528,550
812,732
585,150
812,732
0,000
0,000
15
45
0
15,75
13,572
13,062
3,684
0,000
0,000
47
15
0
47,25
13,572
9,213
9,966
0,000
0,000
2,648
13,311
0,000
0,000
12,733
45
0
78,75
13,572
110
15
0
110,25
13,572
-4,698
0,000
0,000
126
0
0
126
121,3
-71,298
98,134
0,000
0,000
117
0
0
117
7,822
-3,551
6,969
0,000
0,000
-1,224
7,725
0,000
0,000
19,986
30
0
15
148
30
0
0
99
7,822
92
9
0
92,15
20
-0,752
0,000
0,000
267
50
0
267,85
20
-0,752
-19,986
0,000
0,000
261
0
0
7,822
-1,224
-7,725
0,000
0,000
-3,551
-6,969
0,000
0,000
-98,134
0
0
261
243
7,822
234
0
0
234
121,3
-71,298
0,000
0,000
249
45
0
249,75
13,572
-4,698
-12,733
0,000
0,000
281
15
0
281,25
13,572
2,648
-13,311
0,000
0,000
9,213
-9,966
0,000
0,000
13,572
13,062
-3,684
0,000
0,000
56,6
56,600
0,000
535,66
0,001
0,000
312
15
0
0
148
164
56,600
0
0
14
16
56,6
0
243
13
812,732
43
198
164
585,15
34
10
12
0,000
0
99
9
0,000
0
0
198
4
Y
0
7
10
X
0
78
189
dY
0
30
6
dX
0
148
164
Координаты
0
3
5
Приращения
D гор
45
0
312,75
344
15
0
344,25
360
0
0
360
13,572
0
Ц
2700
0
0
Периметр
16
2.2 Расчет сопряжения горных выработок
Таблица 2.2 - Исходные данные
№
вари x A
yA
xB
yB
хс
yC
xD
yD
HА
НC
R1 R2
анта
2
282,40 360,07 300,85 498,32 357,05 419,63 447,52 443,06 212,40 212,60 20,0 40,0
ℓ
3,0
Рисунок 2.2 – Расчетные элементы сопряжения горных выработок
Рассчитываем закругление R 2 :
1)
Вычисляем угол поворота β 2 :
β 2 = α CD − α BA + 360°
tgα CD =
y D − yC
443,06 − 419,63
=
= 0,25898;
447,52 − 357,05
x D − xC
(2.6)
α CD = 14°31'10,2′′.
y A − y B 360,07 − 498,32
=
= 7,49322; α BA = 262°23'54,9′′
282,40 − 300,85
x A − xB
β 2 = 14°31'10,2′′ – 262°23'54,9′′ + 360° = 112°7'15,3′′ .
2) Определяем центральный угол α 2 :
tgα BA =
α2
2
= 90° −
β2
2
;
α 2 = 180° − β 2 .
α 2 = 180° – 112°7'15,3′′ = 67°52'44,7 ′′ .
3) Вычисляем координаты точки (0) пересечения CD и A:
17
(2.7)
x0 =
x0 =
xС tgα CD − xB tgα BA + ( y B − yC )
.
tgα CD − tgα BA
(2.8)
357,05tg14°31'10,2′′ − 300,85tg 262°23'54,9′′ + (498,32 − 419,52)
=
tg14°31'10,2′′ − tg 262°23'54,9′′
= 287,961м
y 0 = y C + (x 0 - x C )tgα CD ,
(2.9)
y0 = 419, 63 + (287,691 – 357, 05) tg (14°31'10, 2")= 401,737 м.
Контроль:
y0 = yB + (x 0 –x B ) tgα BA ,
(2.10)
y0 = 498.32 + (287,691 – 300.85)* tg 262°23'54.9′′ = 401,737 м.
4)
Вычисляют тангенс (Т 2 ) кривой R 2 , то есть расстояние 0Н 2 и 0К 2 :
α
(2.11)
T2 = R 2 tg 2
2
𝑇𝑇2 = 40 ∙ 𝑡𝑡𝑡𝑡= 26,919 м.
Т 2 = 40 ⋅ tg
67°52'44,7' '
Т 2 = 0Н 2 = 0К 2 .
2
5) Определяем координаты начала (Н 2 ) и конца (К 2 ) кривой R 2 :
x H2 = x 0 +Т 2 cos α CD ; x K2 = x 0 +Т 2 cos α BA ;
y H2 = y 0 +Т 2 sin α CD ; yK2 = y 0 +Т 2 sin α BA .
(2.12)
x H2 = x 0 +Т2 cos α CD = 287,961 + 26,919*cos 14°31'10,2′′ = 314,020 м;
x K2 = x 0 +Т2 cos α BA = 287,961 + 26,919*cos 262°23'54,9′′ = 284,400 м;
yH2 = y 0 +Т 2 sin α CD = 401,737+ 26,919*sin 14°31'10,2′′ = 408,486 м;
yK2 = y 0 +Т 2 sin α BA = 401,737+ 26,919*sin 262°23'54,9′′ = 375,055 м.
6) Вычисляем расстояние CH 2 и К 2 А:
CH 2 =
y С − y Н 2 xС − x Н 2
;
=
sin α CD
sin α CD
К2 A =
y A − y K 2 x А − xК 2
.
=
sin α BA
sin α ВА
(2.13)
419,63 − 408,486 357,05 − 314,02
=
= 44,45 м.
sin 14°31'10,2′′
sin 14°31'10,2
360,07 − 375,055 282,40 − 284,40
=
К2 A=
= 15,12 м.
sin 262°23'54,9′′ sin 262°23'54,9′′′
7) Определяем число хорд на закруглении R 2 по формулам (2.1 – 2.3):
CH 2 =
sin
′
α 02
1 3
=
= 0,14;
4
2 40
′ = 31°.
α 02
α 02′
= 31° .
Определяют число сторон на закруглении:
α
67°52'44,7 ′′
= 2,2.
n 2′ = 2 =
′
α 02
31°
18
Если n' не целое число, округляют его значение в большую сторону до
целого.
n 2 <п' 2 = 3.
Окончательно:
α ′ 67°52'44,7′′
α 2′ = 2 =
= 22°37'34,9′′.
3
n2
8) вычисляем углы и длины сторон хорд на закруглении R 2 по формулам
(2.4 – 2.5):
67°52'44,7′′
β Н 2 = β К 2 = 180° −
= 168°41'12,6′′
2⋅3
67°52'44,7′′
β 01 = 180° −
= 157°22'25,1′′ .
3
S 2 = 2·40 · sin
22°37'34,9' '
= 15,694 м.
2
Закругление R 1 обрабатывается аналогично закруглению R 2 .
1) Вычисляем угол поворота β 1 (2.6):
498,32 − 360,07
tgα AB =
= 7,49322; α BA = 82°23'54,9′′.
300,85 − 282,40
β 1 = 82°23'54,9′′ – 14°31'10,2′′ = 67°52'44,7".
2) Определяем центральный угол α 1 (2.7):
α 1 = 180° – 67°52'44,7" = 112°07'15,3".
3) Вычисляем координаты точки (0) пересечения CD и AВ (2.8 – 2.10):
357,05tg14°31'10,2′′ − 300,85tg 82°23'54,9′′′ + (498,32 − 419,52)
= 287,961 м.
x0 =
tg14°31'10,2′′ − tg 82°23'54,9′′
y0 = 419, 63+ (287,691 – 357, 05) tg 14°31'10, 2" = 401,737 м.
Контроль:
y 0 = 498.32 + (287,691 – 300, 85) tg 82°23'54, 9" = 401,737 м.
4) Вычисляют тангенс (Т 1 ) кривой R 1 , то есть расстояние 0Н 1 и 0К 1 (2.11):
112°7'15,3′′
Т 1 = 20tg
= 29,719 м.
2
Т 1 = 0Н 1 = 0К 1 .
5) Определяем координаты начала (Н 1 ) и конца (К 1 ) кривой R 1 (2.12):
x H1 = x 0 +Т1 cos α CD = 287,961 + 29,719·cos 14°31'10,2′′ = 316,731 м;
x K1 = x 0 +Т1 cos α BA = 287,691 + 29,719·cos 82°23'54,9′′ = 291,892 м;
yH1 = y 0 +Т 1 sin α CD = 401,737+ 29,719·sin 14°31'10,2′′ = 409,188 м;
yK1 = y 0 +Т 1 sin α BA = 401,737+ 29,719·sin 82°23'54,9′′ = 431,195 м.
6) Вычисляем расстояние CH 1 и К 1 B (2.13):
CH1 = 419,63 − 409,188 = 357,05 − 316,731 = 41,650 м.
К1 B =
sin 14°31'10,2' '
cos14°31'10,2' '
498,320 − 431,195 300,850 − 291,892
=
sin 82°23'54,9' '
cos 82°23'54,9' '
19
= 67,720 м.
7) Определяем число хорд на закруглении R1 по формулам (2.1 – 2.3):
sin
′
α 01
α 01′
4
=
1 3
= 0,19;
2 20
′ = 44°.
α 01
= 44° .
Определяют число сторон на закруглении:
112°7'15,3′′
α
n1′ = 1 =
= 2,6
′
44°
α 01
Если п ' не целое число, округляют его значение в большую сторону до
целого: n 2 <п' 1 = 3.
Окончательно:
α ′ 112°7'15,3′′
= 37°22'25,1′′ .
α 1′ = 1 =
n1
3
8) Вычисляем углы и длины сторон хорд на закруглении R 1 по формулам
(2.4 – 2.5):
112°7'15,3′′
= 161°18'47,5′′;
2⋅3
112°7'15,3′′
= 180° −
= 142°37'34,9′′.
3
β Н 1 = β К 1 = 180° −
β 02
S 2 = 2 ·20 · sin
37°22'25,1′′
= 12,816 м.
2
Координаты пунктов сопряжения горных выработок вычисляем в
формуляре вычисления координат в условной системе (таблица 2.3).
Схема сопряжения выработок приведена в приложении А.
20
Таблица 2.3 – Ведомость вычисления координат пунктов сопряжения горных выработок
Номер
точки
Горизонтальные
углы
ми
град
сек
н
Дирекционные
углы
град
мин
Длины
сек
Dгор
Приращения
Координаты
dX
X
Y
447,52
443,06
357,05
419,63
314,020
408,486
299,894
401,648
289,487
389,901
284,399
375,054
282,399
360,069
287,960
401,737
300,849
498,319
291,892
431,195
294,356
418,618
303,948
410,119
316,730
409,188
357,05
419,63
447,52
443,06
dY
D
194
C
180
0
0
H2
168
41
12,6
194
205
1
2
K2
157
157
168
22
22
41
0
0
0
180
0
0
27
32,5
15,694
251
5
7,4
15,694
1
142
18
37
23
54,9
42,037
97,438
262
23
54,9
67,720
281
5
7,4
12,816
34,9
142
37
34,9
H1
161
18
47,5
355
14
0
54,9
15,118
47,5
2
180
54,9
0
318
C
23
23
82
161
15,694
228
82
K1
57,6
44,450
12,6
360
0
49
10,2
25,1
A
360
31
10,2
25,1
262
B
31
27
49
31
32,5
57,6
10,2
12,816
12,816
41,650
0,000
-43,030
0,000
-14,126
0,000
-10,408
0,000
-5,087
0,000
-2,000
0,000
5,561
0,000
12,889
0,000
-8,958
0,000
2,464
0,000
9,593
0,000
12,782
0,000
40,320
0,000
-11,144
0,000
-6,839
0,000
-11,747
0,000
-14,847
0,000
-14,985
0,000
41,667
0,000
96,582
0,000
-67,124
0,000
-12,577
0,000
-8,499
0,000
-0,931
0,000
10,442
0
14
31
10,2
D
сум(β)
2520
0
0
Периметр
393,94
21
0,000
-0,001
Заключение
В данном курсовом проекте были произведены расчеты проектного
полигона околоствольной выработки и сопряжения горных выработок, в
результате которых получены данные, которые можно использовать для
задания направления горным выработкам.
22
Список использованных источников
1. Инструкция по производству маркшейдерских работ. РД 07 – 603 – 03
(утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 6 июня 2003 г. N 73) Москва,
2003. 70 с.
2. Геодезия и маркшейдерия: Учебник для вузов / Под ред. В.Н. Попова,
В.А. Букринского. - 2 – е изд., стереотипное. М.: Горная книга, 2007. 453 с.
3. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов / Д. Н. Оглоблин, Г. И.
Герасимов, А. Х. Акимов и др. – 3 – е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1981. 704
с.
4. Маркшейдерские работы при строительстве и реконструкции шахт:
Учебное пособие для горных техникумов / Л.М. Асаченков. – М.: Недра, 1987.
199с.
23
24