Маркшейдерские работы на карьерах

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ НА КАРЬЕРАХ
Под открытыми горными работами понимают разработку месторождений полезных ископаемых непосредственно с дневной поверхности при естественных внешних условиях. К ним принято относить наземно-карьерные разработки (с применением экскаваторов, бульдозеров, гидромониторов) и подводные разработки дна различных водоемов, морей и океанов (с применением драг, земснарядов, грейферов). Открытые горные работы получили весьма широкое применение при добыче основных видов полезных ископаемых (железные руды, уголь, россыпные, золото, платина, алмазы, строительные материалы и др.) и составляют значительную долю всего объема добычи. Основное преимущество открытых работ перед подземными — неограниченные возможности механизации трудоемких работ с использованием мощного оборудования, высокая производительность и безопасность труда, низкая себестоимость руды.
Маркшейдерские работы на открытых разработках имеют ряд особенностей, обусловленных специфическими условиями их производства: большая площадь распространения горных работ, быстрое продвижение уступов и значительная глубина карьеров (до 600 м), а также многочисленные и многообразные специальные работы, связанные со взрывными работами, с трассировкой транспортных путей, с устройством гидротехнических сооружений, с устойчивостью бортов и др.
Возможность выполнения работ на поверхности, т. е при естественном освещении, с одной стороны, облегчает полевые маркшейдерские работы, с другой, ставит их в зависимость от внешних условий. Кроме того, на многих карьерах применяется комбинированная отработка месторождения, имеются подземные выработки (дренажные и другого назначения), поэтому в обязанности маркшейдера входит выполнение всего комплекса подземных съемок.
Все это свидетельствует о многообразии видов маркшейдерских работ на карьерах, большом объеме и протяженности маркшейдерских съемок, сложности и разнообразии горнотехнических задач, в решении которых участвует маркшейдер. Это требует от маркшейдера знаний технологии открытых горных работ, применяемых машин и механизмов, а также всех видов маркшейдерских работ, выполняемых на этих предприятиях.
Основными видами маркшейдерских работ на карьерах являются: создание опорной сети в районе горных работ; создание сети съемочного обоснования; съемка подробностей; производство специальных маркшейдерских съемок и работ; составление комплекта маркшейдерских чертежей; учет движения запасов, добычи и потерь полезных ископаемых.
1. 1. СОЗДАНИЕ ОПОРНОЙ СЕТИ НА КАРЬЕРАХ
Плановая и высотная геодезическая основа на открытых разработках создается методами триангуляции или полигонометрии и нивелированием, а также с применением спутниковых навигационных систем. По точности она должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к опорным маркшейдерским сетям на земной поверхности угольных шахт [1].
Как правило, опорная сеть на территории деятельности предприятия представляет собой сеть сгущения, созданную на основе государственной геодезической сети. Конструкция опорных сетей в зависимости от формы залежей, рельефа местности, характера горных работ может быть в виде цепи треугольников, центральной системы, четырехугольников, вставок в угол и т. д.
Территория деятельности каждого отдельно расположенного горного предприятия независимо от размеров и глубины разработок должна быть обеспечена не менее чем двумя пунктами опорной сети, а на крупных карьерах — тремя пунктами.
При построении опорных сетей должны соблюдаться следующие условия:
· равномерное размещение пунктов на отвалах и бортах карьеров;
· обеспечение видимости каждого пункта на обширной территории горных работ;
· обеспечение возможно более длительного срока сохранности пунктов;
· наиболее близкое расположение пунктов от неподвижных бортов;
· учет перспектив развития горных работ и рекультивации земель.
Для обеспечения необходимой точности маркшейдерских работ средние квадратические погрешности определения положения пунктов плановой опорной сети относительно исходных не должны превышать 0,1 м, а взаимное положение пунктов плановой опорной сети должно быть определено с СКО не более 0,03 м.
При отсутствии в районе карьера пунктов государственной геодезической основы сеть опорных пунктов строят в виде самостоятельных триангуляционных сетей 1 и 2 разрядов. При этом в сети треугольников измеряют не менее двух базисных сторон, удаленных друг от друга не более чем на десять треугольников.
Триангуляционные опорные сети могут быть заменены полигонометрическими. Полигонометрический способ создания опорной сети пунктов применяют в том случае, если территория, прилегающая к карьеру, застроена, залесена и имеет спокойный рельеф.
Для обеспечения необходимой точности полигонометрические ходы должны опираться на пункты триангуляции государственной геодезической сети, иметь по возможности вытянутую форму, особенно в средней части, с углами не менее 135^о и удовлетворять требованиям, приведенным в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Требования к полигонометрическим ходам при построении опорной сети карьера.

Класс точности хода	Средняя длина сторон, км	Максимальная угловая невязка в замкнутом ходе, секунды, n – число измеренных углов	Допустимая относительная линейная невязка хода
4 класс 1 разряд 2 разряд	0,5 0,3 0,2		1:25 000 1: 10 000 1: 5000

Пункты высотной опорной сети определяются нивелированием III и IV классов. На территории деятельности каждого отдельно расположенного предприятия должно быть заложено не менее двух реперов; взаимное положение пунктов по высоте должно быть определено с ошибкой не более 1 см независимо от класса нивелирования, к которому они относятся.

При совместном уравнивании сетей опорных пунктов необходимо применять ЭВМ.
1.2. СОЗДАНИЕ СЪЕМОЧНОГО ОБОСНОВАНИЯ КАРЬЕРА
Рабочим (съемочным) обоснованием на карьерах называют сеть пунктов и точек, равномерно расположенных на территории карьера, используемых для съемки подробностей и решения различных горнотехнических задач. Съемочные сети состоят из основных пунктов и определяемых дополнительно к ним съемочных точек.
Плановое съемочное обоснование развивается на основе опорной сети в единой системе координат. Средняя квадратическая погрешность положения точек съемочного обоснования относительно пунктов опорной сети не должна быть более 0,4 мм на плане в принятом масштабе съемки и не более 0,2 м по высоте. Точки съемочного обоснования закрепляются постоянными или временными центрами.
Постоянными центрами закрепляются съемочные точки, расположенные на площадках нерабочих уступов, за контурами промышленных запасов, на старых устоявшихся внутренних и внешних отвалах — в местах, обеспечивающих длительную их сохранность.
Временными центрами съемочные точки закрепляются в пределах рабочей части карьера, на рабочих уступах, на внутренних и внешних отвалах и т. д.
Постоянные знаки представляют собой железные трубки, рудничные рельсы или металлические стержни, забетонированные в скважину или котлован. Глубина скважины (котлована) должна быть на 0,5 м больше глубины промерзания, но не менее 1 м. Временными знаками могут быть железные трубки, стержни, рудничные рельсы или деревянные колья длиной от 0,2 до 0,5 м (в зависимости от крепости пород), забиваемые вровень с поверхностью земли. Центр металлического знака отмечается крестом или керном, а деревянного — гвоздем.
Плотность пунктов сетей рабочего обоснования карьера, включая пункты опорной сети, может быть различной. Исходя из опыта топографической съемки, она должна составлять: не менее 10 пунктов на 1 км² съемки масштаба 1:2000 и 16 пунктов при съемке в масштабе 1:1000. При съемке застроенных территорий число основных пунктов съемочной сети определяется в процессе рекогносцировки. Число съемочных точек определяется в процессе съемки в зависимости от способа и масштаба съемки, от сложности контуров и глубины карьера, но так, чтобы было обеспечено соблюдение оптимальных расстояний от прибора до реечных точек.
Пункты планового съемочного обоснования определяются на основе аналитических сетей, геодезическими засечками; полярным способом; теодолитными ходами; разбивкой прямоугольной сетки и профильных линий; аналитической пространственной фототриангуляцией. Выбор способа создания съемочного обоснования зависит от рельефа местности, размеров, конфигурации и глубины карьера, системы разработки. В ряде случаев применяют комбинацию из перечисленных способов.