Маркшейдерская документация и чертежи

Каждое горное предприятие должно иметь комплект документации, содержащей первичную, вычислительную и горную графическую доку­ментацию вполне определенного состава, масштабов и содержания, обу­словленными специальными постановлениями и инструкциями.

Перечень и содержание чертежей по отдельным отраслям горного дела зависит от назначения производства горных работ, особенностей залега­ния полезных ископаемых в недрах, способов вскрытия и систем их раз­работки.

Под маркшейдерскими чертежами понимают чертежи, составленные по результатам топографических и маркшейдерских съемок, замеров и зарисовок с использованием геологических и геолого-разведочных дан­ных. Маркшейдерскую графическую документацию составляют и вычер­чивают в соответствии с действующими ГОСТами: 2.853-75, 2.854-75, 2.855-75, 2.857-75.

14.2 Общие требования к чертежам

К маркшейдерским чертежам, несмотря на некоторые специфические различия в графической документации, зависящие от способа разработки полезных ископаемых, предъявляются общие требования.

Все чертежи составляют в единой системе координат, иначе будет не­возможно ими пользоваться при решении различных инженерно-технических задач, связанных с геологической разведкой, строительством и разработкой месторождения.

Составленные чертежи должны соответствовать графической точно­сти согласно принятому масштабу. Графической точностью плана данно­го масштаба называется горизонтальное расстояние на местности, соот­ветствующее 0,2 мм на плане. Например, для планов горных работ мас­штаба 1:2000 графическая точность равна 0,4 м, для масштаба 1:5000 - 1,0 м. Графическая точность обуславливает выбор необходимого масштаба плана для отражения на нем объектов с заданными наименьшими разме­рами или заданной точностью.

На маркшейдерских чертежах, особенно планах горных работ, должно быть полное изображениевсех данных на момент съемки. Не заснятые или заснятые, но не нанесенные на план горных работ выработки, как по­казывает практика, могут привести к неожиданным сбойкам, а это иногда ведет к авариям, затоплению выработок и несчастным случаям.

Чертежи должны быть наглядными - это облегчает их чтение и прак­тическое пользование ими. Для наглядности выработки закрашивают разным цветом, например, бледно-коричневым цветом - породные выработ­ки; геологические нарушения изображают красными пунктирными ли­ниями; оставляемые предохранительные целики под сооружения и при­родные объекты оконтуривают линиями красного цвета; кирпичные и ка­менные сооружения на земной поверхности закрашивают розовым цве­том; реки, озера и другие водоемы закрашивают голубым цветом и т.д.

На планах горных работ и других маркшейдерских чертежах должны быть единые обозначения и единые условные знакисогласно ГОСТу.

Маркшейдерские чертежи, особенно основные, должны быть выполне­ны на качественной бумаге. Этими чертежами пользуются не только в период геолого-разведочных работ, строительства промышленных объек­тов и разработки месторождений полезных ископаемых, но они нужны и тогда, когда уже закончены все работы по выемке данной конкретной за­лежи, а разработка месторождения в целом продолжается.

Классификация условных знаков для маркшейдерских чертежей анало­гична топографическим планам на поверхности. Все условные обозначе­ния делят на четыре группы.

Контурныеили масштабные знаки. К ним относят все, что позволяет определить площадь (например, площадь выемки залежи за отчетный пе­риод, площадь построенных на земной поверхности зданий и сооружений, площадь шахтного поля, оставленных предохранительных целиков под сооружения и т.д.).

Внемасштабныезнаки используют для обозначения объектов, разме­рами менее графической точности, например, геологоразведочных сква­жин, опорных маркшейдерско-геодезических пунктов, точек теодолитных ходов и т.д.

Комбинированныеусловные знаки применяют для изображения про­тяженных объектов, когда длина объекта может быть изображена на плане в масштабе, а ширину этого объекта в масштабе изобразить невозможно (например, железные дороги и горные выработки на планах мелкого мас­штаба. Их длину можно определить по плану, а ширину - нельзя, по­скольку она нанесена на план не в масштабе).

Пояснительныеусловные знаки - например, углы падения пластов, структурные колонки вынимаемого пласта, пояснительные надписи у гео­лого-разведочных скважин, направление кливажа пород и полезного ис­копаемого, вид откатки, используемого в лавах горно-транспортного обо­рудования и т.д.

В зависимости от вида изображаемых объектов на маркшейдерских чертежах условные знаки делятся на пять групп:

- опорные пункты геодезических и маркшейдерских сетей;

- элементы ситуации и рельефа земной поверхности;

- горные и геолого-разведочные выработки;

- горные породы и элементы их залегания;

-специальные обозначения, связанные с геометризацией месторожде­ний и разработкой полезных ископаемых.

Отдельными отраслевыми министерствами, например, угольной про­мышленностью, выпущены «Единые условные знаки для маркшейдерских планов и геолого-разведочных разрезов», которые обязательны для всех предприятий угольной промышленности; изданы единые условные знаки для изображения планов поверхности в разных масштабах и т.д.

По характеру построения и назначению все чертежи маркшейдерской документации подразделяются на исходные и производные.

Исходные чертежиявляются базой для составления всех других чер­тежей. Их выполняют непосредственно по результатам съемки на чертеж­ной бумаге высшего качества, наклеенной на стандартные планшеты, имеющие жесткую основу (листы дюралюминия, фанеры, пластика), а также на недеформирующихся прозрачных синтетических материалах -полимерных пленках толщиной 100-130 мкм, имеющих одностороннюю чертежную поверхность, матированную механическим способом. К ис­ходным чертежам относят планы земной поверхности, планы горных ра­бот, планы промплощадок шахт, погоризонтные планы горных работ и т.д.

Производные чертежи - это чертежи для текущей работы. Они обычно являются копией и репродукцией с исходных чертежей, допол­ненные при необходимости специальным содержанием, и предназначен­ные для решения текущих задач предприятия. Перечень производных чер­тежей и требования к их изготовлению устанавливают отраслевые инст­рукции. Размеры этих чертежей не ограничены. Их изготавливают на лис­тах чертежной бумаги, на прозрачных синтетических материалах, бумаж­ной кальке, светочувствительной бумаге и бумажной светочувствительной диазотипной кальке.

Все чертежи по их назначению разделяют на пять комплектов:

- чертежи земной поверхности;

- чертежи горных выработок;

- горно-геологические и горно-геометрические чертежи;

- производственно-технические чертежи;

-чертежи, связанные с планированием развития горных работ и руко­водством горными работами.

К числу обязательных для маркшейдерской службы относятся первые три комплекта, чертежи четвертого и пятого комплектов являются произ­водными от них. Чертежи земной поверхности. В этот комплект входят чертежи, отображающие рельеф и ситуацию земной поверхности. Их изготовляют в масштабе 1:500-1:25000. Планы крупных масштабов используют для ре­шения отдельных вопросов, встречающихся в практике горного дела. Мелкомасштабные планы дают представление о расположении группы горных предприятий и позволяют решать общие задачи, связанные с ос­воением горно-промышленного района. На чертежи этой группы кроме элементов, изображаемых на обычных топографических планах, наносят объекты, характерные для горных пред­приятий: провалы, воронки, отвалы пород, выходы полезного ископаемого (например, угольных пластов) под наносы, границы земельных и горных отводов, геолого-разведочные скважины, подземные коммуникации и со­оружения при них, пункты опорных и съемочных геодезических и марк­шейдерских сетей, устья горных выработок и т.п. Чертежи горных выработок. В этот комплект входит группа черте­жей горных выработок, отражающих вскрытие, подготовку и разработку месторождения; группа чертежей капитальных горных выработок и транспортных путей; группа чертежей по расчету предохранительных це­ликов и опасных зон при разработке месторождения. Чертежи составляют в зависимости от размеров залежей и от их назначения в масштабах 1:500-1:5000.

Основной группой чертежей являются планы горных работ, составляе­мые в масштабе 1:1000-1:2000.

При подземной разработке месторождений планы горных работ со­ставляют по пластам (жилам) в проекции на горизонтальную или верти­кальную плоскости в зависимости от угла их падения. Такие планы явля­ются основным документом. План горных выработок на подземных работах представляет собой ди­намический чертеж, пополняемый периодически в процессе ведения гор­ных работ, дающий полное представление во времени и пространстве о разработке данной залежи. Здесь разрезы и профили по горным выработ­кам являются детализирующими вспомогательными чертежами.

На открытых разработках наибольшую информацию о месторождении и условиях его разработки дают вертикальные разрезы (профили), а не планы, составляемые обычно по уступам. Сводный план по карьеру пред­ставляет собою статический чертеж с малым сроком службы.

Горно-геологические и горно-геометрические чертежи. Состав и со­держание чертежей этого комплекта определяется инструкциями по шахт­ной и рудничной геологии соответствующей отрасли горного дела. Сюда входят геологические карты и разрезы по месторождению, чертежи, характеризующие форму и структуру залежей (гипсометрические планы поверхности почвы и кровли залежи, изомощностей, изоглубин залега­ния), пространственное размещение различных качественных показателей, физико-механических свойств полезного ископаемого и вмещающих по­род, тектоника месторождения, планы и разрезы подсчета запасов и др.

Производственно-технические чертежи. В эту группу входят чер­тежи, характеризующие и детализирующие вскрытие месторождение, по­рядок отработки запасов, шахтные стволы и околоствольные выработки, подъем и транспорт, системы разработки, механизацию, объемы горных выработок, паспорта крепления горных выработок и буровзрывных работ, отвальное и закладочное хозяйство, вентиляцию, технику безопасности, промсанитарию и охрану труда, планы предупреждения и ликвидации аварий, водоотлив, энергосбережение, технологический комплекс на по­верхности и пр.

Для специальных планов и разрезов применяют более крупные мас­штабы 1:200, 1:100, 1:50, 1:20, а также и более мелкие- 1:10000, 1:25000.

Чертежи для планирования и руководства горными работамивключают комплект графического материала по планированию развития горных работ на предстоящий период (месяц, квартал, год, пятилетку), схемы управления производством, связь, сигнализацию и пр.

15 Горная графическая документация. Подведение итогов по пройденному курсу (продолжение)

План:

3. Номенклатура и формат планшетов

4. Составление планов горных выработок в проекции на вертикальную плоскость и наглядных маркшейдерских чертежей

15.3 Номенклатура и формат планшетов

Составление и пополнение планов горных работ

Основные маркшейдерские чертежи составляют в общегосударствен­ной прямоугольной системе координат 1942 года и Балтийской системе высот. Для использования таких планов необходимо знать номенклатуру планшетов.

Номенклатура позволяет решить два вопроса:

- определить местоположение данного планшета на земном шаре;

- быстро совмещать на стыках планшеты друг с другом, получая еди­ный план в пределах всей разрабатываемой залежи полезного ископаемо­го.

Номенклатура каждого планшета определяется координатами левого нижнего угла координатной сетки на планшете. Эти координаты записаны в левом нижнем углу планшета. Номенклатура планшета может быть так­же записана в зависимости от масштаба арабскими цифрами или в сочета­нии арабских цифр с русскими буквами и римскими цифрами.

В основу номенклатуры планшетов по горным работам принят мас­штаб 1:5000. Общая схема разграфки планшетов для разных масштабов показана на рисунке 15.1.

Рисунок 15.1 - Номенклатура планшетов

а - общегосударственная прямоугольная система координат

и расположение планшета на земном шаре;

б - номенклатура планшета масштаба 1:5000;

в - разграфка планшета на более крупные масштабы: 1:2000; 1:1000 и 1:500

Планшет масштаба 1:5000 имеет размеры 2000x2000 м. Его номенкла­тура (рисунок 15.1,6): или 45° + 3454 + 52 , где - долгота осе­вого меридиана зоны. Знаки координат X, Y определяются в зависимости от того, в какой четверти расположен планшет на земном шаре. Этот же планшет может обозначаться порядковым номером листа на схеме покры­тия топографическими съемками поверхности данного месторождения, например 1:5000-18.

Номенклатура планшетов крупных масштабов определяется путем де­ления планшета 1:5000.

В планшете 1:5000 располагаются 4 планшета масштаба 1:2000; разде­лив этот планшет, в свою очередь, на 4 части, получаем планшеты мас­штаба 1:1000, деля этот планшет на 4 части, будем иметь планшеты мас­штаба 1:500. Номенклатура планшетов более крупных масштабов, соглас­но рисунок 11, запишется:

Масштаб планшета 1:2000 - его номенклатура 45+3455+52(18-А);

Масштаб планшета 1:1000 - его номенклатура 45+3455,5+53(18-В-1);

Масштаб планшета 1:500 - 45+3454,25+53,75(18-142).

Номенклатура, принятая для планшетов горных работ, связана с но­менклатурой планшетов на поверхности. При сопоставлении может быть сделан взаимный переход.

Формат планшетов принят для масштаба 1:5000 -4x4 дцм, а для масштабов 1:2000, 1:1000, 1:500 -5x5 дцм. Общий размер планшета для масштабов 1:500 - 1:2000 - 56 х 54 см.

В нижней части планшета под координатной сеткой приводят название предприятия, плана горных работ, пласта, фамилию исполнителя и попол­нившего план, а в нижнем левом углу указывают номенклатуру планшета.

Составление и пополнение планов горных работведут в следующей последовательности.

Наклейка чертежной бумаги на планшет. После его просушки проводят рамки планшета и делают зарамочное оформление. Разграфку координат­ной сетки производят линейкой Дробышева. Правильность нанесенных дециметровых делений проверяют измерителем по диагоналям.

Оцифровку координатной сетки делают кратной выбранному мас­штабу. Например, для масштаба 1:5000 кратной 500 м, для масштабов 1:2000-200 м, 1:1000-100м, 1:500-50 м.

Геометрическую основу результатов съемки (маркшейдерские точки) наносят на план по координатам. Правильность наноски проверяют по дирекционным углам линий, горизонтальным углам или длинам. Линии визирования показывают пунктиром.

Контуры горных выработок показывают на основании съемочных ра­бот и эскизных и цифровых пометок в полевых журналах. Выставляют внемасштабные и пояснительные условные знаки и делают на плане тре­буемые надписи. Раскраску плана делают там, где разрешается по услов­ным обозначениям.

После раскраски приступают к работе тушью. В первую очередь ту­шью делают надписи, выписывают цифры, пояснительные условные зна­ки, а затем в туши показывают контуры горных выработок, делают штри­ховку, закрепляется в туши зарамочное оформление планшета и др.

Для оформления графической документации надписями и внемасштабными условными обозначениями целесобразно использовать деколи. Деколи с краской пригодны для применения в течение года, без краски - 5 лет.

Пополнение планов по результатам последующих съемок также дела­ют вначале в карандаше, а затем все закрепляют тушью.

Исходные чертежи подземных горных выработок (планшеты) попол­няют не реже одного раза в месяц, а рабочие - подекадно. Пополнение разрешается вести в карандаше; закрепление изображения объектов ту­шью выполняют по мере проложения подземных полигонометрических ходов. Изображения подземных горных выработок, проводимых вблизи и в пределах границ опасных зон у затопленных и загазованных вырабо­ток, барьерных и предохранительных целиков, на рабочих планах, закреп­ляют тушью в течении суток по завершению съемки.

15.4 Составление планов горных выработок в проекции на вертикальную плоскость и наглядных маркшейдерских чертежей

Планы горных выработок в проекции на вертикальную плоскость со­ставляют отдельно по каждому крутопадающему пласту, жиле или рудно­му телу. Горизонтальный и вертикальный масштабы принимают одинако­выми с масштабом погоризонтного плана. Вертикальную плоскость выби­рают параллельно среднему простиранию залежи.

Ее положение в пространстве определяется координатами одной из то­чек теодолитного хода и азимутом (дирекционным углом) простирания этой плоскости а.

Построение плана на вертикальную плоскость может быть сделано по перевычисленным точкам теодолитного хода на принятое направление, используя результаты съемки подробностей.

На практике построение таких планов в большинстве случаев ведут графически, используя погоризонтные планы с числовыми высотными отметками и характерные точки горных выработок. Пример построения такого плана показан на рисунок 15.2.

а - план; б - проекция

Рисунок 15.2 - Графическое построение проекции горных выработок

на вертикальную плоскость

Первоначально сопоставляют погоризонтные планы друг с другом, со­вмещая их по координатной сетке, и выбирают плоскость проекции. В нашем примере она располагается под углом (X = 28 30' к истинной сис­теме координат и направлению АВ (рисунок 15.2,а).

Параметры выбранного условного направления оси X' определяются начальной точкой А с ее координатами Х_А, Y_A и средним углом прости­рания залежи а.

На прямую АВ (след вертикальной плоскости) проектируются пункты маркшейдерской съемки 1, 2, 3.........., контуры выработок и другие харак­терные точки.

На листе бумаги строят по направлению АВ вертикальный разрез. Первоначально проводят координатную сетку по глубине с интервалом 10-20 м или равной высоте горизонта. На рисунке 15.2,6 линии горизонта про­ведены через 25м.

Зная высотные отметки выработок на погоризонтных планах, наносят их на вертикальный разрез, обозначают съемочную сеть, показывают вос­стающие выработки и выемочные блоки. По мере отработки блоков и вскрытия новых горизонтов план горных работ на вертикальную плос­кость пополняют.

Для единого зрительного представления о пространственном располо­жении горных выработок по шахте, руднику или карьеру в целом состав­ляют специальные наглядные чертежи. Их используют для решения во­просов проветривания горных выработок, для составления планов преду­преждения и ликвидации аварий и т.д.

Наглядные чертежи составляют в аксонометрической, афинной или векторной проекциях. Пример построения плана в аксонометрической проекции показан на рисунок 15.3.

Рисунок 15.3 - Методика к построению плана в аксонометрической проекции:

а - оси координат; б - план первого горизонта; в - план в аксонометрической

Задавшись направлением осей координат и показателями искажения по ним (рисунок 15.3,а) на прозрачной основе строят координатную сетку. Сторо­ны сетки параллельны направлению аксонометрических осей, а размеры уменьшены пропорционально масштабу искажений. Используя сетку как координатные оси, переносят на план горные выработки по каждому гори­зонту (рисунок 15.3,6).

Принимая ось Z неискаженной и задавшись масштабом по высоте, по­казывают на плане расположение горизонтов шахты со всеми выработка­ми. Соединив горные выработки горизонтов друг с другом, получают на бумаге объемную модель, дающую представление о пройденных горных выработках (рисунок 15.3,в). Такую объемную модель можно построить для изображения и самого рудного тела.

Используя вышеприведенную методику графического построения, можно составить наглядный маркшейдерский план в целом по руднику, (рисунок 15.4).

Рисунок 15.4 - План горных выработок части рудника в

аксонометрической проекции с нанесенной схемой вентиляции

Рекомендуемая литература: [1-6]

Контрольные задания для СРС [1-6]

1. Маркшейдерская документация шахты и рудника

2. Учет и хранение маркшейдерских документов на горных предприятиях

Вопросы для контроля знаний:

1 Маркшейдерская документация и чертежи.

2 Общие требования к чертежам

3 Номенклатура и формат планшетов

4.Составление планов горных выработок в проекции на вертикальную плоскость и наглядных маркшейдерских чертежей

Рекомендуемая литература

1. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов/ Д.Н. Оглоблин, Г.И. Те-расименко, А.Г. Акимов и др -3-е изд., перераб. и доп.— М.:Недра, 1981—704с.

2. Борщ-Компониец В.И. Геодезия и маркшейдерское дело.— М.:Недра, 1989.

3.Борщ-Компониец В.И. Геодезия, основы аэрофотосъемки и маркшейдерского дела. - М.:Недра, 1989.

4. Борщ-Компониец В.И., Навитний А.М., Кныш Г.М. Маркшейдерское дело. - М.:Недра, 1992.–447с.

5. Синанян Р.Р. Маркшейдерское дело. - М.:Недра, 1982.– 303с.

6. Методическая разработка. (по выполнению лабораторных занятий по курсу «Маркшейдерское дело». Окатов Р.П., Ермекова Г.А., Старостина О.В. – Караганда, 2001.–26с.