Маркшейдерские опорные и съемочные сети.
Маркшейдерские опорные сети при открытых способах разработки состоят из пунктов государственной геодезической сети и геодезических сетей сгущения.
Организация работ при их выполнении рассматривается во многих изданиях по геодезии. Работы по развитию государственной геодезической сети 1, 2 и 3-го классов выполняют предприятия Главного управления геодезии и картографии (ГУГК). По согласованию с ГУГК работы по проложению государственных геодезических сетей 3-го класса могут выполнять ведомственные учреждения. Эти работы выполняются в соответствии с требованиями Инструкции о построении государственной геодезической сети СССР.
Работы по созданию государственных геодезических сетей 4-го класса и геодезических сетей сгущения выполняют главным образом специализированные организации, а также маркшейдерские отделы горных предприятий.
По мнению автора, эти работы рационально выполнять силами специализированных подразделений (бюро, лабораторий) при маркшейдерских отделах производственных объединений (комбинатов). Плотность пунктов опорной сети на карьере устанавливается из расчета обеспечения съемки земной поверхности, отвалов вскрышных пород и горных выработок карьера в принятых масштабах, но не мельче чем в масштабе 1:2000.
Пункты располагают по бортам карьеров и на устоявшихся местах отвалов. В горной местности используются вершины, окружающие карьер, которые видны с различных его точек. Пункты должны располагаться так, чтобы с рабочих горизонтов было видно, по крайней мере, три пункта.
На основе пунктов опорной сети маркшейдер карьера определяет пункты съемочного обоснования, с которых непосредственно выполняются съемки и другие работы.
Средняя погрешность планового положения пунктов съемочной сети относительно ближайших пунктов опорной сети не должна превышать 0,4 мм на плане в принятом масштабе съемки и 0,2 м по высоте.
Плотность пунктов съемочной сети карьера устанавливается в зависимости от способа и масштаба съемки горных выработок. Например, при съемке горных выработок тахеометрическим способом расстояние между пунктами не должно превышать 300-400 м. При стереофотограмметрических способах количество пунктов (базисных и опорных точек) устанавливается техническим проектом на съемку.
Плановое положение пунктов съемочной сети определяется следующим способами: геодезических засечек, теодолитных ходов, полярным, створных линий, триангуляционных сетей, прямоугольной сетки и аналитической фототриангуляции.
В практике работы горных предприятий при тахеометрической съемке наибольшее распространение получили первый и второй способы.
По данным, собранным автором, на карьерах на 80% применяется способ геодезических засечек. Вызвано это следующими обстоятельствами. Точки съемочной сети буровзрывных скважин, поэтому их приходится располагать на действующих площадках. На последних удается сохранять съемочные точки в течение двух месяцев. В связи с этим нецелесообразно одновременно развивать большую сеть съемочных точек, так как основную часть из них не удается использовать. Кроме того, ввиду значительных трудностей измерения расстояния обычными методами стремятся выбрать такой способ развития съемочного обоснования на карьерах и разрезах, в котором бы отсутствовали эти операции.
Остановимся несколько подробнее на способе геодезических засечек как основном способе создания съемочного обоснования на карьерах. Проведенный автором сравнительный анализ трудовых затрат для этого способа показал, что последнее при способе обратной засечки в 2 раза меньше, чем при прямой засечке. В первом случае сокращаются расходы времени на переходы и установку инструмента. Кроме того, если на точки опорной сети установить постоянные вехи-сигналы, то наблюдения можно осуществлять бригадой из двух человек, в то время как при втором способе ввиду необходимости установки инструмента на каждой опорной точке приходится использовать пять человек (наблюдатель, помощник наблюдателя, трое рабочих). Повысить производительность труда при способе обратной засечки можно применением более точных инструментов. Инструкция по производству маркшейдерских работ требует, чтобы углы при способе засечек измерялись со средней квадратической погрешностью не более 15”.
Для обеспечения указанной точности при применении 30-секундных теодолитов углы следует измерять не менее чем двумя повторениями, в то время как применение теодолитов Т5 или Т10 позволяет свести измерение углов к одному приему. При способе прямой засечки, наряду с применением более точных инструментов, повысить производительность труда можно за счет снижения затрат времени на установку инструмента и переходы, а также за счет сокращения состава бригады исполнителей.
Сокращение затрат времени на установку инструмента и переходы можно достигнуть путем использования минимального количества опорных точек и определения с каждой опорной точки не одной, а нескольких точек левых работ следует тщательно продумать схему засечек.
Сокращения состава бригады исполнителей можно достигнуть благодаря применению специальных конструкций сигналов на опорных точках, которые можно было бы легко устанавливать и убирать при установке инструмента. В качестве такого сигнала могут быть использованы обычные вехи с различной
раскраской, устанавливаемые в рабочее положение с помощью специальных оттяжек. При установке инструмента одна из оттяжек освобождается и веха укладывается на землю, а после наблюдения устанавливается в первоначальное положение наблюдателем с помощником. В этом случае уже достаточно иметь одного рабочего для установки сигнала только на съемочной точке, и состав бригады может быть сокращен до трех человек (наблюдатель, помощник наблюдателя и одни рабочий).
При наличии на карьерах светодальномеров заслуживает большого внимания полярный способ, при котором трудовые затраты на один пункт соизмеримы с затратами при способе обратной засечки. Полярный способ имеет и другие преимущества. При наличии хорошего обзора на карьере съемочное обоснование можно создавать с одного-двух пунктов опорной сети, т. е. можно значительно уменьшить густоту пунктов опорной сети.
Внедрение ЭВМ в управление горными работами привело к возможности построения съемочного обоснования при аэрофотосъемке карьера методом аналитической пространственной фототриангуляции. Этот высокопроизводительный и точный метод не требует густой опорной сети, не зависит от видимости между пунктами, допускает любую плотность вставляемых точек.
Схема построения сети следующая. Точки съемочного обоснования закрепляются на местности и маркируются, чтобы их можно было опознать на снимке. Аэрофотосъемочные маршруты проектируют с таким расчетом, чтобы определяемые точки располагались, по возможности, в зоне межмаршрутного перекрытия. С помощью высокоточного стереокомпаратора измеряются координаты Х, Y изображение опорных и вставляемых пунктов на снимках в системе координат фотокамеры. Для каждого изображения составляются два уравнения. Решая с помощью ЭВМ эти уравнения совместно для всех точек, вычисляют координаты точек местности. Более подробно организация этих работ рассматривается в курсе «Фотограмметрия».
Высоты пунктов съемочного обоснования определяют техническим или тригонометрическим нивелированием, а также методам пространственной аналитической фототриангуляции.
В последнем случае отметки точек определяют совместно с плановыми координатами. Во всех случаях, когда по условиям измерений эффективно применять геометрическое нивелирование, следует избегать метода тригонометрического нивелирования, как менее точного и более трудоемкого, а использовать техническое нивелирование. Организация работ в том и другом случае рассматривается во всех курсах по геодезии.
СЪЕМОЧНЫЕ РАБОТЫ.
Съемку карьеров выполняют следующими способами: тахеометрическим, стереофотограмметрическим, мензульным, перпендикуляров, а также их комбинацией. Тахеометрическая съемка до сих пор является наиболее распространенным способом, отличающимся гибкостью и универсальностью. Недостатком ее является большая доля полевых работ, разрыв во времени и пространстве между съемкой и составление плана, низкая производительность. Тахеометрический способ применяется для съемки малых по производительности карьеров, «мертвых» пространств при применении наземной стереофотограмметрической съемке и для контрольной съемки горных выработок при выборочной проверки их положения на планах.
Стереофотограмметрический метод съемки наиболее прогрессивный и производительный. Применяют наземную и воздушную стереофотограмметрическую съемку. Наземную съемку отличает простота организации работ при высокой производительности труда, которая при оптимальных условиях в 2 - 4 раза превышает соответствующий показатель при тахеометрической съемке. При этом почти полностью исключаются полевые работы и обеспечивается их полная безопасность. Однако область применения этого метода ограничено: наибольший эффект наземная стереограмметрическая съемка дает на карьерах с транспортной системой разработки, когда не рабочий борт располагается выше или на одном уровне с рабочим бортом. Таких условий, особенно на угольных разрезах, не много. Поэтому наибольшее распространение наземная стереофотограмметрическая съемка получила в горнорудной промышленности (министерствах цветной и черной металлургии).
Широкое применение находит воздушная стереофотограмметрическая съемка, которая может использоваться для решения комплекса производительных задач (сгущения съемочного обоснования; составления планов карьера, отвалов и складов, фотопланов и фотосхем). Комплексное использование материалов стереофотограмметрической съемки поднимает маркшейдерское обслуживание открытых горных работ на новую ступень и тем самым способствует совершенствованию горного производства. В настоящее время она успешно применяется в Кривбассе, объединении «Огнеупорнеруд», бассейне КМА, производственных объединениях «Экибастузуголь» и «Александрияуголь», карьерах производственных объединений «Кемеровоуголь» и «Красноярскуголь» и др.
Чтобы высокая производительность аэрофотосъемки использовалась в полной мере, рационально специализированным маркшейдерском бюро при объединении организовать сектор, который бы по определенному графику выполнял аэрофотосъемку отдельных карьеров и других объектов. По данным С. Г. Магильного, один стереометрограф позволяет обеспечить позволяет обеспечить съемку в масштабах 1:1000, 1:2000 на площади до 150км квадратных в год.
Мензульную съемку применяют, как правило, для разовой съемки небольших карьеров, когда необходимо получить сводный план горных выработок, составленный непосредственно в поле. Способ перпендикуляров применяется при наличии вблизи снимаемого контура страны съемочного обоснования, которая строится ввиду теодолитных ходов или прямоугольной сетки. Подробно организация всех этих работ рассматривается в курсах геодезии и фотограметрии.
