Задачи маркшейдера при отработке очистных камер

Рудные месторождения в большинстве случаев отличаются сложностью условий залегания, различием физико-механических свойств руд и вмещающих пород, что обусловило многообразие применяемых систем разработки. При подготовке и отработке месторождения разделяют на камеры (блоки), имеющие размеры по высоте 60 м (расстояние между двумя откаточными горизонтами), по простиранию 60 м, вкрест простирания от 10 до 20 м (в зависимости от мощности рудной залежи).

По совокупности проводимых горных работ очистной камера представляет собой значительный по размерам и слож­ный объект, требующий постоянного маркшейдерского обслужи­вания.

В период подготовки камеры основными задачами маркшейдера являются следующие:

1 Вынос в натуру, задание направлений и контроль за про­ведением камерных подготовительных и нарезных выработок, пре­дусмотренных проектом.

2 Ориентирование всех подэтажных выработок и передача координаты Z на них.

3 Построение съемочных сетей, съемка подготовительных и нарезных выработок камеры, нивелирование подэтажных выра­боток.

При проведении очистных работ в блоке маркшейдер выпол­няет следующие задачи:

1 Обслуживание буровзрывных работ, обеспечивающее вы­нос в натуру и контроль за проведением запроектированных выработок, предназначенных для отбойки массива руды.

2 Контроль за соблюдением размеров отдельных элементов камеры и полнотой выемки полезного ископаемого. Особое внимание уделяется на соответствие проектному положению отрезных выработок.

С начала подготовки и до окончания очистных работ в блоке маркшейдер должен вести записи, на основании съемок своевременно пополнять следующие графические материалы: подэтажные планы, разрезы вкрест простирания, проекции блока на вертикальную плоскость. На основании указанной документации и дополнительных измерений горных выработок определяют количество добытого полезного ископаемого, расположение подземных пустот.

Выбор методики проведения съемки подготовительных и нарезных выработок очистной камеры ее точность обусловлены допустимыми отклонениями проводимых выработок от их проектного положения.

Для исключения возможных ошибок в проектных чертежах проектируемые горные выработки переносят на маркшейдерские планы, разрезы и проекции горных работ и сопоставляют проект­ные данные с фактическим положением существующих горных выработок. Особенно обращают внимание на соответствие запро­ектированных выработок фактическому контуру залежи и воз­можности размещения всех элементов блока в натуре по указан­ным в проекте размерам. При этом все ранее пройденные выра­ботки и контур рудного тела, подсеченный этими выработками, наносят на чертежи по данным маркшейдерской съемки и вычер­чивают тушью. Проектное положение выработок и нанесенный по данным проекта контур залежи изображают карандашом.

В случае несоответствия фактическим данным в проект вносят необходимые исправления.

8.2 Маркшейдерские работы при задании направления проходки встречными забоями

Сущность задачи. Основные типы сбоек. При строительстве шахт, реконструкции и эксплуатации широко применяется проведение горных выработок встречными забоями, чем значительно сокращается срок ввода их в действие. Учитывая особую ответственность маркшейдерских работ при проведении выработки, несколькими забоями, при определении их схемы и методики необходимо исходить из следующих поло­жений: а) общая схема работ, способы ее осуществления и ме­тоды измерения отдельных элементов должны обеспечить необхо­димую точность при встрече забоев выработки; б) выполняемые маркшейдерские измерения и вычисления должны сопровож­дайся объективным контролем, полностью исключающим возмож­ность появления грубых погрешностей. При проведении выработки одновременно несколькими забоями в зависимости от условий могут быть следующие случаи:

1) выработку проводят двумя забоями навстречу друг другу;

2) забои одной и той же выработки догоняют друг друга;

3) выработку проводят одним забоем навстречу другому, в котором горные работы не производятся.

Все эти случаи проведения горных выработок называют сбойками и разделяют их на три основных типа:

4) сбойки, проводимые в пределах одной и той же шахты, т. е. сбойки выработок, сообщающихся между собой под землей;

5) сбойки, проводимые между разными шахтами, т. е. сбойки выработок, не сообщающихся между собой под землей;

6) сбойки вертикальных выработок.

Успешное проведение выработок встречными забоями всецело зависит от правильного решения всего комплекса маркшейдер­ских работ. К числу основных задач, которые приходится решать маркшейдеру при проведении выработок встречными забоями, относятся:

1. Изучение технологического назначения горной выработки и ее проектных данных (сечения, угла наклона, транспортного оборудования, вида крепи, способа проходки и др.), определение места (точки) встречи забоев горной выработки.

2. Установление величины допустимого предельного расхожде­ния забоев выработки в месте сбойки.

3. Составление схемы горных выработок, связывающих встреч­ные забои.

4. Составление проекта маркшейдерских работ и выбор ме­тодики их производства.

5. Предвычисление предельной погрешности смыкания встреч­ных забоев исходя из принятой методики выполнения маркшей­дерских работ.

6. Сопоставление ожидаемой предельной погрешности, полу­ченной в результате предрасчета, с установленной величиной до­пустимого предельного расхождения забоев, а в случае необ­ходимости уточнение принятой методики маркшейдерских работ.

7. Производство съемок и вычислений, необходимых для опре­деления параметров сбойки. Все виды съемок при этом осуществ­ляются в строгом соответствии с принятой в предрасчете методи­кой измерений.

8. Вычисление всех необходимых параметров сбойки (углов направлений оси сбойки, ее длины, отметок, уклонов, углов на­клона).

9. Задание и закрепление в натуре оси выработки.

10. Систематический инструментальный контроль правиль­ности проведения выработки по заданным направлениям.

11. Определение фактической погрешности смыкания встреч­ных забоев путем замыкания съемок в горизонтальной и верти­кальной плоскостях и сравнение полученных невязок с допусти­мыми и предрасчетными.

Производя предрасчет, учитывают три направления: первое направление по оси сбойки y', второе направление, перпендику­лярное к оси сбойки x', и третье - в вертикальной плоскости z.В зависимости от наличия проводника (пласта, жилы или кон­такта пород) различаются ответственные и неответственные (сво­бодные) направления. Ответственными направлениями считают­ся те, погрешности по которым могут повлиять на технологичес­кое назначение выработки.

Производственные допуски расхождения осей встречных забоев.

Выбор методики выполнения маркшейдерских работ и регламентация норм точности при создании планового и высотного обоснования для проведения горных выработок встречными за­боями зависит от производственных допусков расхождения осей встречных забоев. В настоящее время нет единых рекомендаций по определению допусков в расхождении встречных забоев для различных горных выработок. Считается, что производственные допуски должны быть определены в каждом конкретном случае исходя из типа сбиваемой выработки и технологии ее эксплуата­ции. Основным фактором, определяющим необходимую точность сбоек горных выработок, является вид подземного транспорта, причем наиболее жесткие требования предъявляет конвейерный транспорт.

Количественное значение допустимой предельной погреш­ности сбойки должно быть задано маркшейдеру техническим руко­водством шахты и оформлено до начала работ соответствующим техническим заданием. В случае, если предвычисленная предельная погрешность смы­кания забоев при выбранной методике маркшейдерских работ ока­жется больше допустимой, маркшейдер должен изменить приня­тую методику с таким расчетом, чтобы вновь предвычисленная предельная погрешность не превышала допустимой. Предельное значение определяемой погрешности будет равно утроенной средней. Проведение выработок встречными забоями называется сбойкой.

Рисунок 8.1 - Проведение квершлага встречными забоями

Маркшейдерские работы для задания направления квершлага в горизонтальной плоскости можно разделить на три этапа, выполняемые в следующей последовательности:

1) Подготовительные работы: От точки А до точки В прокладывают теодолитный ход (рисунок 8.1). Этот ход должен быть наименьшей протяжённости и по возможности вытянутым в направлении А-В.

Желательно чтобы ход был замкнутым или пройден дважды. По результатам измерений углов и длин сторон хода определяют дирекционные углы α _(A-1) и α _{(B - n)}, а так же координаты Х_A,Y_A, X_B,Y_B.

2)Вычисления: по координатам точек А и В вычисляют дирекционный угол оси квершлага:

- находят разбивочные углы β₁ и β₂ при точках A и В:

;

;

3) Задание направления квершлага: в точках А и В последовательно устанавливают теодолит и от сторон A-1, B-n откладывают вычисленные разбивочные углы β₁ и β₂. По визирной оси трубы теодолита вешают в створе три отвеса, обозначающих в натуре ось квершлага (рисунок 8.1).

Для определения направления квершлага в вертикальной плоскости, т.е. уклона между Л и В прокладывают нивелирный ход, в результате чего определяют: ZA и ZB — отметку пунктов А, В и ZA' и ZB' - отметку почвы в точках А и В. Уклон вычисляют по формулам:

;

;

Точность сбойки в основном зависит от точности измерения углов и длин сторон теодолитного хода.

8.3 Особенности задания направления для проходки горных выработок

Горные выработки как при подземных, так и открытых разработках проходят в определенном направлении и под заданным уклоном, обеспе­чивающим работу транспорта, сток воды к водосборникам для последую­щей ее откачки. Направление проходки определяется проектом.

Выработки могут проходиться в горизонтальной, наклонной и верти­кальной плоскостях.

Направление для проходки горизонтальных выработок задают отвеса­ми, светоуказателем и лазерным указателем направления. Заданию на­правления предшествуют расчеты. Основой для выполнения работы слу­жат пункты и стороны полигонно-теодолитных ходов по горным выработ­кам.

Схема к заданию направления проходки выработки отвесами показана на рисунке 8.2 (11-12 - сторона теодолитного хода, дирекционный угол ее известен).

Рисунок 8.2 - Задание направления отвесами

Дирекционный угол направления проходки выработки может быть оп­ределен по плану .горных работ, если выработка не связана со сбойкой. Если выработки идут навстречу друг другу, то требуется решение обрат­ной геодезической задачи.

По разности дирекционных углов вычисляют горизон­тальный угол . Установив теодолит в точке 12 и отложив угол , вывешивают по на­правлению визирного луча зрительной трубы вблизи забоя три отвеса а, Ь, с, располагая их один от другого на 1,5-2,0 м. Эти отвесы образуют створ, которого придерживаются при проходке.

Правильность проходки контролируется «скобками» от створа: (L -влево, S - вправо. После задания направления указанные величины сооб­щаются горному надзору. Через 50-60 м ухода забоя выработки проходче­ские отвесы переносят. Этот способ имеет повсеместное распространение на горных предприятиях.

Схема к заданию направления проходки выработки светоуказателем и лазерным указателем - ЛУН-7 показана на рисунке 8.3.

Рисунок 8.3 - Задание направления

a - светоуказателем; б - лазерным указателем

Светоуказатель представляет собой трубу, в передней части которой находится линза, а с другой стороны - электролампа, перегороженная диафрагмой с крестообразным вырезом. Светоуказатель крепят к стенкам или кровле выработки кронштейнами. При включенном светоуказателе в забое виден светящийся крест, от центра которого можно замерить «скобки» влево и вправо, а также вверх и вниз. При работе в забое рабо­чие видят этот световой знак и сами могут следить за правильностью про­ходки выработки как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях. С увеличением расстояния забоя от светоуказателя ширина световых полос увеличивается, изображение их становится расплывчатым. Через 100-200 м Светоуказатель переносят, задавая новое направление.

ЛУН-7 - это квантовый генератор, его световой сигнал - ярко малино­вая точка - хорошо виден в забое при больших отстояниях прибора. По заданному направлению прямолинейную выработку можно проходить на 500 и более метров. Квантовый генератор используют и для автоматиче­ского вождения проходческих комбайнов.