Гироскопическое ориентирование

Гироскопическое ориентирование производится с помощью специального прибора – гирокомпаса, который позволяет определить направление географического меридиана в точке установки.

Гирокомпас МВТ2 (рис. 10. 12) состоит из гироблока 8, измерительного блока — угломерной части 1 и трегера 3, соединенных поворотным корпусом 2, устанавливаемых для работы на штативе, а также автономного блока питания 6. В качестве угломерной части используется теодолит типа Т5.

Рисунок 10.12 – Гирокомпас МВТ2

Этапы гироскопического ориентирования.

1. Рекогносцировка – выбор исходной и ориентируемых сторон.

В качестве исходной используется сторона триангуляции на поверхности либо специально закрепленная сторона длиной не менее 250 м. длина ориентируемых сторон должна быть не менее 30-50 м.

2. Пуск на поверхности на стороне с известным дирекционным углом для определения поправки гирокомпаса. Пуском называется комплекс измерений, позволяющих определить гироскопический азимут стороны.

Поправка гирокомпаса определяется по формуле (см. рис. 10.13):

d= α_АВ – Г_АВ + γ_А . Г_АВ = (N – N_o) + e,

где – N – отсчет по лимбу гирокомпаса, соответствующий направлению на смежный пункт стороны;

N_о – отсчет по лимбу гирокомпаса, соответствующий положению равновесия чувствительного элемента (ЧЭ);

e - поправка за закручивание подвеса ЧЭ;

γ_А – сближение меридианов в точке установки гирокомпаса.

Рисунок 10.13 - Схема определения дирекционного угла гироскопическим способом: а – наблюдения на поверхности; б – наблюдения в шахте.

3. Пуск в шахте для определения искомого дирекционного угла ориентируемой стороны.

α_ЕD = Г_ED + δ – γ_E = α_AB + (Г_ED – Г_AB)+(γ_A–γ_E)

4. Обработка.

Преимущества способа: 1) высокая точность m_α ≤30”; 2) оперативность; 3) возможность определения дирекционного угла для любой стороны в шахте, независимо от ее удаления от вскрывающих выработок. Это дает возможность значительно повысить точность маткшейдерских плановых сетей.

10.6. Вертикальная соединительная съемка[1: §64; 3: §13]

Осуществляется для увязки подземных и поверхностных съемок по высоте. Это необходимо для выполнения следующих задач:

- решение вопросов вскрытия, подготовки и разработки ПИ;

- задание направлений в вертикальной плоскости, составление профилей транспортных путей;

- выполнение мероприятий по технике безопасности при увязке по высоте соседних шахт или горизонтов, при подходе к опасным зонам (затопленные, загазированные выработки).

Исходными для передачи высотной отметки в шахту являются реперы на земной поверхности, расположенные вблизи вскрывающей выработки. определяемыми являются отметки реперов, заложенных в горных выработках.

Передача высотной отметки с поверхности в шахту может быть осуществлена:

1. Через наклонный ствол – тригонометрическим нивелированием. Разность высот между прямым и обратным нивелированием не должна превышать мм, где L – длина хода в км.

2. Через вертикальный ствол. Разность двух независимых передач отметки через вертикальный ствол не должна превышать величины мм, где Н – глубина ствола в метрах.

Передача отметки через вертикальный ствол при помощи длинной ленты.

Используемые для передачи высотной отметки специальные стальные ленты имеют длину до 1000 м.

Порядок работ при передаче высотной отметки с поверхности в шахту длинной лентой следующий (см. рис. 10.14). Лента 7 с помощью лебедки 4 опускается в шахту и на ее нижнем конце подвешивается груз 2 массой, равной силе натяжения, при которой компарировалась данная лента.

На поверхности и в шахте устанавливаются нивелиры 6. По команде одновременно берут отсчеты N_П и N_Ш по ленте 5, а затем отсчеты а_П и а_Ш по нивелирным рейкам 1, установленным соответственно на реперах R_П и R_Ш. Кроме того, измеряют среднюю температуру t_ср воздуха в шахте.

Высотная отметка шахтного репера определяется по формуле

,

где Z_П – отметка репера на поверхности;

– сумма поправок за компарирование длинной ленты, за разность температур воздуха при компарировании и при измерениях и за растяжение ленты от собственной массы.

Рисунок 10.14 - Схема передачи отметки в шахту длинной лентой.

Передача высотной отметки через вертикальный ствол длиномером ДА-2

Длиномер ДА-2 (рис. 10.15) состоит из мерного диска 2 и барабана 1 (с намотанной на нем проволокой), смонтированных на общей горизонтальной оси, установленной в станине ручной лебедки 3. Барабан лебедки жестко соединен с горизонтальной осью прибора и вращается рукояткой 5. Мерный диск вращается на той же горизонтальной оси. Проволока системой роликов 4 направляется с барабана на мерный диск, огибая его на 270°. При разматывании проволоки с барабана она вращает мерный диск. Мерный диск соединен со счетчиком оборотов 6, по которому отсчитывают целое количество оборотов диска. Длина окружности диска равна 1 м.

Для определения долей окружности диска он разделен на 100 делений. Точность отсчитывания 1 мм.

На нижний конец проволоки подвешивается рейка—груз цилиндрической формы с оцифрованными сантиметровыми делениями. В комплекте прибора имеется также контрольная рейка—груз, надеваемая на проволоку на 1—2 м выше основной рейки—груза.

Рисунок. 10.15 - длиномер ДА-2.

На рисунке 10.16 показана схема передачи высотной отметки от репера R_П на поверхности шахты на репер R_Ш, заложенный в подземной выработке, при помощи длиномера ДА-2.

Рисунок 10.16 - Схема передачи высоты длиномером ДА-2.

Длиномер устанавливают на приемной площадке; нивелиры — на поверхности и околоствольном дворе; проволоку с грузом, перекинутую через блок (или непосредственно с прибора), опускают вниз (рис. 10.16). Когда груз—рейка Г достигает горизонта нивелира на поверхности, спуск прекращают, и берут отсчеты: N_П — по счетчику; n_П — по грузу-рейке и а_П — по рейке, установленной на репере R_П. Когда контрольная рейка K займет положение груза-рейки — отсчеты K_П, k_П и а_П. Далее продолжают спуск проволоки и, когда груз-рейка и контрольная рейка последовательно достигнут горизонта нивелира в шахте, берут соответственно отсчеты: N_Ш, n_Ш, а_Ш и K_Ш, k_Ш , а_Ш.

Для контроля производят второй цикл измерений, при котором меняют горизонты нивелиров и производят аналогичные наблюдения при подъеме рейки-груза.

Превышение в каждом цикле измерений определяют из выражений

При допустимом расхождении значений превышений в дух циклах за окончательное значение берут среднее из результатов двух циклов измерений.

Отметка репера в шахте: ,

где - сумма поправок за диаметр проволоки, за тепловое расширение проволоки, за тепловое расширение мерного диска, за компарирование диска.

11. Задание направления горным выработкам [1: §69, 70; 3: §15.7]

Маркшейдерские работы при проведении горных выработок включают:

1) указание места заложения (рассечки) выработки;

2) задание направления при проведении выработки;

3) закрепление и перенос направлений;

4) контроль за соблюдением проектного направления.