Создание маркшейдерско-геодезических сетей методом полигонометрии
Полигонометрия применяется для сгущения пунктов плановых сетей в тех случаях, когда и организационно и по технико- экономическим показателям она выгоднее построения триангуля ции 4 класса,1 и2 разрядов. Возможность применения современных средств измерения длин и хорошая приспособляемость «Условиям местности делают полигонометрию весьма гибким методом построения маркшейдерско-геодезических сетей. Действующими инструкциямик полигонометрии 4 класса, 1 и 2 разрядов предъявляются требования, приведен ные в табл. 7. Полигонометрические работы имеют следующие стадии: 1) составление проекта; 2) рекогносцировка трассы и пунктов поворота полигонометрического хода; 3) расстановка и закладка центров; 4) исследование инструментов, угловые и линейные измерения; привязка; 5) привязка; 6) обработка результатов полевых измерений и оценка их точности; 7)предварительные вычисления; 8) уравнивание; 9) вычисление окончательных значений длин линий, дирекционных углов и координат; 10) оценка точности полученных результатов; 11) составление отчета. 11) составление отчета. Полигонометрия строится в виде отдельных ходов или систем, опирающихся на исходные пункты. Отдельные ходы могут быть замкнутыми или разомкнутыми. Замкнутый ход или полигон опирается на один исходный пункт с известными координатами и примыкает к исходным направлениям. Разомкнутый ход опирается концами на исходные пункты и примыкает к исходным направлениям. Для контроля и большей жесткости рекомендуется на каждом исходном пункте примыкать ходом к двум исходным направлениям. Различают ломаные и вытянутые разомкнутые ходы. Ломаные ходы по сравнению с вытянутыми имеют большую протяженность и большее число углов поворота, что приводит к увеличению объема полевых работ и к менее точному определению координат пунктов полигонометрии. Поэтому во всех случаях, когда это возможно, следует прокладывать вытянутые полигонометрические ходы с примерно равными сторонами.
Таблица 7
Ход можно считать вытянутым, если направления его сторон отклоняются от направления замыкающей в пределах 24°, а вершины хода отклоняются в обе стороны от линии, проведенной через центр тяжести параллельно замыкающей хода, не более чем на 1,/8 длины замыкающей [92]. В случае если два одиночных хода с допустимыми длинами сторон окажутся проложенными близко один к другому, то их следует связать, проложив ход между их средними точками, так как именно середина хода нуждается в укреплении. Для ослабления влияния погрешностей угловых измерений в полигонометрических ходах большой протяженности и с большим числом углов поворота следует предусматривать определение для одной из линий, расположенной примерно в середине хода (рис. 10), дирекционного угла путем передачи с пунктов триангуляции или определять его астрономическим путем. При составлении проекта полигонометрической сети необходимо учитывать особенности производства разбивочных работ
при обустройстве месторождений, а также допустимые длины теодолитных ходов, прокладываемых между пунктами полигонометрии в качестве обоснования для съемок различного масштаба. Для ходов с большим числом сторон и значительно отличающихся от вытянутых необходимо производить предвычисление ожидаемой точности. Топогеодезический раздел. Одной из основных задач маркшейдерской службы на открытых горных разработках является создание геометрической основы съемочных работ в виде маркшейдерской опорной сети. Организация на территории своей производственно-хозяйственной деятельности в дополнение к геодезической сети создает маркшейдерскую опорную сеть. Маркшейдерские опорные сети могут создаваться с использованием спутниковой аппаратуры. Виды создания опорных геодезических сетей. Маркшейдерские опориые сети на земной поверхности создаются методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии 4 классов, 1 и 2 разрядов, нивелированием III и IV классов в соответствии с установленными требованиями. Метод триангуляции. Триангуляция (от лат. triangulum - треугольник), один из методов создания сети опорных геодезических пунктов и сама сеть, созданная этим методом; состоит в построении рядов или сетей примыкающих друг к другу треугольников и в определении положения их вершин в избранной системе координат. В каждом треугольнике измеряют все три угла, а одну из его сторон определяют из вычислений путём последовательного решения предыдущих треугольников, начиная от того из них, в котором одна из его сторон получена из измерений. Если сторона треугольника получена из непосредственных измерений, то она называется базисной стороной триангуляции. В прошлом вместо базисной стороны непосредственно измеряли короткую линию, называемую базисом, и от неё путём тригонометрических вычислений через особую сеть треугольников переходили к стороне треугольника триангуляции. Эту сторону триангуляции обычно называют выходной стороной, а сеть треугольников, через которые она вычислена,- базисной сетью. В рядах или сетях триангуляции для контроля и повышения их точности измеряют большее число базисов или базисных сторон, чем это минимально необходимо.Триангуляция служит для:определения фигуры и размеров Земли методом градусных измерений;изучения горизонтальных движений земной коры;обоснования топографических съёмок в различных масштабах и целях;обоснования различных геодезических работ при изыскании, проектировании и строительстве крупных инженерных сооружений, при планировке и строительстве городов и т.д.
При построении триангуляции исходят из принципа перехода от общего к частному, от крупных треугольников к более мелким. В связи с этим триангуляция подразделяется на классы, отличающиеся точностью измерений и последовательностью их построения. В малых по территории странах триангуляция высшего класса строят в виде сплошных сетей треугольников. В государствах с большой территорией (Россия, Канада, КНР, США и др.) триангуляцию строят по некоторой схеме и программе. Наиболее стройная схема и программа построения триангуляции применяется в России. Государственная триангуляция делится на 4 класса. 1-го класса строится в виде рядов треугольников со сторонами 20-25 км, расположенных примерно вдоль меридианов и параллелей и образующих полигоны с периметром 800-1000 км. Углы треугольников в этих рядах измеряют высокоточными теодолитами. В местах пересечения рядов триангуляции 1-го класса измеряют базисы при помощи мерных проволок (см. Базисный прибор), причём погрешность измерения базиса не превышает 1; 1000000 доли его длины, а выходные стороны базисных сетей определяются с погрешностью около 1: 300 000. После изобретения высокоточных электрооптических дальномеров стали измерять непосредственно базисные стороны с погрешностью не более 1: 400 000. Пространства внутри полигонов триангуляции 1-го класса покрывают сплошными сетями треугольников 2-го класса со сторонами около 10-20 км, причём углы в них
измеряют с той же точностью, как и в триангуляции 1 -го класса. В сплошной сети триангуляции 2-го класса внутри полигона 1 -го класса измеряется также базисная сторона с указанной выше точностью. На концах каждой базисной стороны в триангуляции 1-го и 2-го классов выполняют астрономические определения широты и долготы, а также азимута. Кроме того, астрономические определения широты и долготы выполняют и на промежуточных пунктах рядов триангуляции 1-го класса через каждые примерно 100 км, а по некоторым особо выделенным рядам и значительно чаще. На основе рядов и сетей триангуляции 1-го и 2-го классов определяют пункты триангуляции 3-го и 4-го классов, причём их густота зависит от масштаба топографической съёмки. Например, при масштабе съёмки 1: 5000 один пункт триангуляции должен приходиться на каждые 20-30 км2. Пункты триангуляции в целях долговременной их сохранности на местности закрепляются закладкой в грунт особых устройств в виде металлических труб или бетонных монолитов с вделанными в них металлическими марками, фиксирующими положение точек, для которых даются координаты в соответствующих каталогах. Координаты пунктов триангуляции определяют из математической обработки рядов или сетей триангуляции. При этом реальную Землю заменяют некоторым референц- эллипсоидом, на поверхность которого приводят результаты измерения углов и базисных сторон триангуляции. В России принят референц-эллипсоид Красовского. Построение триангуляции и её математическая обработка приводят к созданию на всей территории страны единой системы координат, позволяющей ставить топографо-геодезические работы в разных частях страны одновременно и независимо друг от друга. При этом обеспечивается соединение этих работ в одно целое и создание единой общегосударственной топографической карты страны в установленном масштабе. Метод трилатерации. Трилатерация (от лат. trilaterus - трёхсторонний, от tri-, в сложных словах - три и latus, родительный падеж lateris - сторона), метод определения опорных геодезических пунктов, заключающийся в построении на местности цепи или сети последовательно связанных между собой треугольников и измерении в каждом из них всех трёх сторон. Углы этих треугольников и координаты их вершин определяют из тригонометрических вычислений. Стороны треугольников измеряют радиодальномерами или электрооптическими дальномерами. Трилатерация имеет то же назначение, что и триангуляция. Метод полигонометрии. Полигонометрия (от греч. polygonos - многоугольный и...метрия) - один из методов определения взаимного положения точек земной поверхности для построения опорной геодезической сети, служащей основой топографических съёмок, планировки и строительства городов, перенесения проектов инженерных сооружений в натуру и т.п. Положения пунктов в принятой системе координат определяют методом полигонометрии путём измерения на местности длин линий, последовательно соединяющих эти пункты и образующих полигонометрический ход, и горизонтальных углов между ними. Так, выбрав на местности точки 1, 2, 3, -, n, n + 1 измеряют длины si, s2,..., sn, линий между ними и углы b2, bЗ,..., bn между этими линиями. Как правило, начальную точку 1 полигонометрического хода совмещают с опорным пунктом Рн, который уже имеет известные координаты хн, ун и в котором известен также исходный дирекционный угол ан направления на какую-нибудь смежную точку Р'н. В начальной точке полигонометрического хода, т. е. в пункте Рн, измеряют также примычный угол
b1 между первой стороной хода и исходным направлением РнР-н. Для контроля и оценки точности измерений в полигонометрическом ходе его конечную точку n + 1 совмещают с опорным же пунктом Рк, координаты Хк, Ук которого известны и в котором известен также дирекционный угол ак направления на смежную точку Р'к. Это даёт возможность вычислить угловую и координатные невязки в полигонометрическом ходе, зависящие от погрешностей измерения длин линий и углов и выражающиеся формулами: fa = an+1 - ak, fx = xn+1 - хк, fy = уп+1 - ук. = Эти невязки устраняют путём исправления измеренных углов и длин сторон поправками, которые определяют из уравнительных вычислений по способу наименьших квадратов. При значительных размерах территории, на которой должна быть создана опорная геодезическая сеть, прокладываются взаимно пересекающиеся полигонометрические ходы, образующие полигонометрическую сеть. Пункты полигонометрии закрепляются на местности закладкой подземных бетонных монолитов или металлических труб с якорями и установкой наземных знаков в виде деревянных или металлических пирамид. Углы в полигонометрии измеряют теодолитами, причём объектами визирования, как правило, служат специальные марки, устанавливаемые на наблюдаемых пунктах. Длины сторон полигонометрических ходов и сетей измеряют стальными или инварными мерными лентами или проволоками. Результаты измерений длин и углов в полигонометрии путём введения в них соответствующих поправок приводят в ту систему координат, в которой должны быть определены положения полигонометрических пунктов. В тех случаях, когда условия местности неблагоприятны для непосредственного измерения линий, длины сторон полигонометрических ходов и сетей определяют косвенно параллактическим методом. В зависимости от условий местности применяют и другие схемы косвенного измерения сторон полигонометрических ходов. В зависимости от точности и очерёдности построения ходы и сети полигонометрии делятся на классы, которые должны соответствовать классам триангуляции. Различные классы государственные полигонометрические сети характеризуются следующими показателями точности: Классы Ошибка угла Ошибка стороны (1: 0,4 + 1: 300 ООО), (2: 1,0:1: 250 000), (3: 1,5 + 1: 200 000), (4: 2,0: 1: 150 000). Полигонометрические сети, создаваемые для инженерных и других целей, особенно для городских съёмок, могут иметь несколько иные показатели точности. Основные данные, характеризующие плановые геодезические сети сгущения приведены в таблице 5.1. Таблица 5.1.
Примечания. 1. В отдельных случаях при привязке ходов полигонометрии к пунктам государственной геодезической сети с использованием светодальномеров длины примычных сторон хода могут быть увеличены^а 30 %. 2. В порядке исключения в ходах полигонометрии 1 разряда длиной до 1 км и в ходах полигонометрии 2 разряда длиной до 0.5 км допускается абсолютная линейная невязка 10 см. 3. Число угловых и линейных невязок, близких к предельным допускается не более 10 %. 4. Допускается увеличение длин ходов полигонометрии 1 и 2 разряда на 30 % при условии определения дирекционных углов сторон хода с точностью 5-7" не реже чем через 15 сторон и не реже чем через 3 км. Расстояние между пунктами параллельных полигонометрических ходов 1 разряда, по длине близких к предельным, не должно быть менее 1.5 км. При меньших расстояниях ближайшие пункты связываются ходом того же разряда. Если пункты хода полигонометрии 1 разряда отстоят меньше чем на 1.5 км от пунктов параллельного хода полигонометрии 4 класса, то между этими ходами осуществляется связка проложением хода 1 разряда. Характеристика сетей полигонометрии 4 класса, 1 и 2 разрядов, прокладываемых с использованием электронных тахеометров и светодалыюмеров приведена в таблице 3.
* Предельная длина ходов: между исходным и узловым пунктами - 2/3 длины отдельного хода, определенного в зависимости от числа сторон "п"; между узловыми пунктами -1/2 длины отдельного хода, определенного в зависимости от числа сторон "п" (при уменьшении числа сторон "п" хода соответственно на 2/3 и1/2). ** При измерении линий свето дальномерами и электронными тахеометрами предельная длина сторон не устанавливается, однако следует избегать перехода от наименьших сторон хода к максимально возможным. Нивелирные сети. Нивелирные сети III и IV классов прокладываются внутри полигонов высшего класса отдельными линиями или в виде систем линий с узловыми пунктами. Допустимые периметры полигонов нивелирования III класса составляют 150 км. Нивелирование III класса выполняется в прямом и обратном направлениях; невязки в полигонах и по линиям допускаются не более l√L, мм - где L длина хода в км. Нивелирование IV класса выполняется в одном направлении; невязки в полигонах и по линиям допускаются не более 20√L, мм - где L длина хода в км. Длина линий нивелирования IV класса допускается не более 50 км. В качестве исходных пунктов для построения маркшейдерской опорной сети служат пункты государственной геодезической сети и геодезических сетей сгущения. Плотность плановой маркшейдерской опорной сети всех классов и разрядов для топографической съемки текущих изменений на «городских (поселковых) территориях и территории производственно-хозяйственной деятельности организации, в том числе промышленных площадок в застроенной части принимается не менее четырех пунктов на 1 км2 в незастроенной части - не менее одного пункта на 1 км2. Плотность высотной маркшейдерской опорной сети принимается: при съемке в масштабе 1:5000 - не менее одного репера на 10-15 км2, при съемке в масштабе 1:2000 и крупнее незастроенных территорий - не менее одного репера на 5-7 км". Необходимое количество пунктов маркшейдерской опорной сети на карьерах определяется с учетом перспективы развития горных работ, размеров, глубины карьера, разреза и возможности использования пунктов для развития съемочной сети. Для ориентирования и центрирования подземных маркшейдерских опорных сетей в качестве исходных пунктов используются пункты триангуляции (полигонометрии) 1 разряда или сетей более высокого класса точности. Пункты маркшейдерской опорной сети на поверхности располагаются не далее 300 м от устьев шахтных стволов. Подходной пункт и не менее двух смежных с ним пунктов маркшейдерской опорной сети на поверхности закрепляются постоянными реперами (центрами). Центр представляет собой, как правило, забетонированный металлический штырь диаметром 25-30 мм и длиной от 200 до 700 мм, зазубренный или загнутый в нижней части в виде крючка. Длина штыря выбирается в зависимости от устойчивости пород, глубины промерзания. В головке штыря высверливается отверстие, наносится керн или крестообразная насечка, фиксирующие центр пункта. Допускается керн зачеканивать медной проволокой. На промышленной площадке шахты закладывается не менее трех реперов; кроме того, в надшахтном здании, в непосредственной близости от устья ствола, закладывается два стенных репера. Высоты реперов определяются нивелированием с точностью не ниже IV класса. Пункты маркшейдерской опорной сети, используемые в качестве исходных для определения опорных реперов профильных линий наблюдательных станций при наблюдениях за деформацией земной поверхности, за устойчивостью бортов карьеров, отвалов вскрышных пород, дамб обвалования, а также гидроотвалов, шламо- и хвостохранилищ (далее накопители жидких промышленных отходов), располагаются в местах, обеспечивающих их устойчивость на период проведения наблюдений. Пункты маркшейдерской опорной сети закрепляются специальными реперами (центрами). При построении (реконструкции) маркшейдерской опорной сети сторонними организациями места закладки реперов (центров) согласовываются с главным маркшейдером организации-заказчика. Пункты опорной сети, расположенные на территории производственно- хозяйственной деятельности организации, сдаются для наблюдения за сохранностью этой организации в установленном порядке. При выполнении съемки и обновлении планов земной поверхности на территории производственно-хозяйственной деятельности организации маркшейдерские службы руководствуются установленными требованиями по съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1: 1000 и 1: 500. Для проектирования горных производств устанавливаются следующие масштабы съемки земной поверхности: 1:5000 с сечением рельефа через 1,0 или 2,0 м для составления проектов горных и перерабатывающих производств; 1:2000 с сечением рельефа через 0,5 или 1,0 м (при горном и предгорном рельефе - через 2,0 м) для составления проектов детальной планировки и застройки территории производственно-хозяйственной деятельности организаций; для составления проектов линейных сооружений; 1:1000 с сечением рельефа через 0,5 или 1,0 м для составления рабочих чертежей объектов строительства и вертикальной планировки территории горных и перерабатывающих производств. Исполнительные съемки по окончании строительства (реконструкции) горных производств и съемки для обеспечения разработки месторождений полезных ископаемых выполняются в масштабах: 1:5000 с сечением рельефа через 1,0 или 2,0 м для организаций, имеющих шахтное (карьерное) поле размером по простиранию более 2 км и расположенных на незастроенных территориях с равнинным или всхолмленным рельефом местности, при отсутствии объектов, подлежащих охране от вредного влияния горных разработок; 1:2000 с сечением рельефа через 0,5 или 1,0 м (при горном и предгорном рельефе - через 2,0 м) - для горных производств с размером шахтного (карьерного) поля по простиранию до 2 км; для застроенной части территории производственно-хозяйственной деятельности или незастроенной территории, насыщенной контурами; при наличии объектов, подлежащих охране от вредного влияния горных разработок; 1:1 ООО с сечением рельефа через 0,5 м (при горном и предгорном рельефе через 1,0 м) для горных производств по разработке месторождений сложного геологического строения, с невыдержанными элементами залегания и неравномерным распределением содержания полезных ископаемых; для промышленных площадок и железнодорожных станций горных предприятий. При густой сети подземных коммуникаций съемка промышленных площадок выполняется в масштабе 1:500. На топографических планах в масштабах 1: 5000 - 1: 500 подлежат отображению условными знаками все предметы местности, ситуация, рельеф и объекты, связанные с горными разработками: провалы, воронки, отвалы пород, устья горных выработок, в т.ч. устья геологоразведочных скважин, крупные тектонические нарушения, выход горных пород и тел полезных ископаемых на земную поверхность. На топографические планы наносятся границы горных и земельных отводов. Топографические планы масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 создаются в результате топографических съемок или составляются (кроме масштаба 1:500) по материалам топографических съемок более крупного масштаба. Основными методами съемки являются аэрофототопографические: стереотопографический и комбинированный; в гористой (преимущественно открытой) местности применяются наземная фототопографическая съемка. Для получения планов небольших участков применяется мензульная, тахеометрическая или теодолитная съемки. Полевые оригиналы планов (электронные копии) создаются в соответствии с применением установленных условных знаков для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500. Устья горных выработок на топографических планах наносятся условными обозначениями для горной графической документации. Обновление планов выполняется в целях приведения их содержания в соответствие с современным состоянием ситуации и рельефа местности не реже одного раза в 5 лет. Обновление планов осуществляется по материалам съемок текущих изменений, исполнительных съемок, по материалам полевого обследования, материалам аэрофотосъемки, а также исправлением в поле приемами наземных методов топографической съемки. На участках, где в результате хозяйственной деятельности рельеф и ситуация земной поверхности значительно изменены и обновление оригинала плана по техническим причинам невозможно или экономически нецелесообразно, съемку земной поверхности выполняют заново. Съемка текущих изменений на земной поверхности выполняется по мере необходимости с отражением изменившейся ситуации и рельефа на топографических планах. До начала складирования на открытых складах выполняется планировку площадки и ее топографическую съемку в масштабе не мельче 1:1000 с сечением рельефа через 0,25-0,5 м. При съемке площадки съемочные точки закрепляются с учетом их долговременной сохранности. В закрытых складах оборудуются места, с которых удобно и безопасно выполнять измерения. На стенах и других конструктивных элементах склада наносятся деления для определения объема полезного ископаемого. В зависимости от сложности формы отвалов полезного ископаемого на складах их объем определяется по результатам рулеточного замера или инструментальной съемки. Рулеточным замером определяются объемы отвалов сравнительно правильной геометрической формы, например, конусообразные, пирамидальные, призматические с треугольным или трапециевидным сечением. Абрисы отвалов с указанием высоты, длины, ширины и других размеров заносятся в журнал замеров. Объемы отвалов подсчитываются по формулам объемов геометрически правильных тел. Для определения объемов отвалов со сложными поверхностями выполняется съемка тахеометрическим, мензульным, фотограмметрическим способами или способом параллельных профильных линий. При съемке поверхности отвалов тахеометрическим или мензульным способами съемочную сеть допускается сгущать определением отдельных точек полярным способом. Расстояние от инструмента до точек сгущения принимается не свыше 100 м. Горизонтальные углы измеряются одним приемом с замыканием горизонта. При съемке отвалов пикеты выбираются на характерных точках рельефа. Расстояния до пикетов и между ними, как правило, не превышают соответственно 60 м и 10 м на отвалах объемом до 100 тыс. м 3, 100 и 15 м- при больших объемах отвалов. Указанные ограничения на расстояния до точек сгущения и пикетов не распространяются на съемку, выполняемую электронно-оптическими тахеометрами. Планы отвалов составляются в масштабе 1:1000 или 1:500. Поверхность отвала изображается цифровыми отметками или горизонталями с сечением рельефа через 0,5 м. Способ параллельных профильных линий применяется для съемки отвалов вытянутой формы. Съемка каждого профиля выполняется, как правило, тахеометрическим способом. Объемы отвалов по данным съемки подсчитываются способами вертикальных или горизонтальных сечений или другими способами, обеспечивающими необходимую точность результата.В случае выполнения контрольной съемки отвала допустимая разность основного и контрольного определения объема составляет: Маркшейдерские работы при рекультивации земель, нарушенных горными разработками, включают: - подготовку графической документации, необходимой для проектирования горнотехнического этапа рекультивации; - маркшейдерское обеспечение горнотехнических работ по рекультивации; - исполнительную съемку рекультивированных территорий. Для проектирования горнотехнических работ по рекультивации служат копии топографических планов земной поверхности, планов горных выработок и отвалов вскрышных пород в масштабах, установленных настоящей Инструкцией. Содержание этих планов приводится в соответствие с состоянием^ местности, горных выработок и отвалов на начало горнотехнического этапа рекультивации. Способы съемки и подсчета объемов перемещенных горных пород и почвы устанавливаются в зависимости от формы техногенного рельефа и технологии горных работ. Исполнительная съемка рекультивированных участков выполняется в масштабах: - 1:1000 или 1:2000 с высотой сечения рельефа горизонталями через 0,5 или 1,0 м - при сельскохозяйственном, рекреационном и строительном назначениях рекультивации и 1:5000 с высотой сечения рельефа горизонталями через 1,0 или 2,0 м - при других назначениях рекультивации.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|