Задание направления прямолинейной выработке

Для проведения прямолинейной подземной горной выработки прежде всего необходимо указать в шахте место ее начала и направление.

Исходные данные для решения этой задачи предварительно определяют графическим способом по проектным чертежам.

Пусть от точки А существующей горной выработки (рис. 11.1) требуется провести новую горную выработку по проектному направлению АВ в горизонтальной плоскости. Для графического определения исходных данных на плане транспортиром измеряют горизонтальные углы β₁и β₂, и расстояние d от ближайшей маркшейдерской точки 18 до начальной точки А на оси проводимой выработки.

Рисунок 11.1 – Задание направления горной выработке в горизонтальной плоскости

Рисунок 11.2 – Лазерный указатель направления ЛУН-7: 1 – проектор; 2 – трегер в кожухе; 3 – блок питания

В точке 18 устанавливают теодолит и от направления на точку 17 откладывают угол β₁. По полученному направлению рулеткой откладывают горизонтальное расстояние d и в кровле выработки временным маркшейдерским знаком отмечают исходную осевую точку А проводимой горной выработки. Затем в точке А центрируют теодолит, при помощи которого откладывают угол β₂. При этом возможно, что расстояние от точки А до стенки горной выработки окажется меньше ближнего предела визирования в зрительную трубу. В этом случае вместо угла β₂ откладывают угол β₂+180° и закрепляют в кровле выработки точку К. При этом линия, проходящая через отвесы, опущенные с точек К и А,обозначит временное направление оси проводимой горной выработки в горизонтальной плоскости. Этим направлением пользуются для проведения только начальной части выработки (не более чем на 8—10 м), после чего необходимо задать выработке более точное направление.

С этой целью, используя координаты точки А, полученые из теодолитной съемки, и проектное направление выработки, вычисляют угол поворота β₂.

Затем под точкой А вновь устанавливают теодолит, откладывают от направления А—18 угол β₂ и по направлению визирной линии теодолита в кровле пройденной начальной части выработки отмечают осевую точку с₁. Затем в створе отвесов А и с₁ в кровле выработки через 2— 3 м закрепляют еще две точки а₁ и b₁.

Фиксированное направление проводимой горной выработки располагают по ее оси на одинаковом расстоянии ℓ от стенок или параллельно оси выработки на расстояниях ℓ₁ и ℓ₂ от стенок. Указанные расстояния заданного направления от стенок выработки называются «скобами».

По мере подвигания забоя горной выработки с закрепленных точек a₁, b₁ и с₁ опускают отвесы, становятся за отвесом а₁ и на продолжении створа отвесов на кровле около забоя мелом отмечают точку и от нее, откладывая заданные «скобы», проверяют правильность проведения выработки в горизонтальной плоскости. Указанная проверка осуществляется при разметке положения шпуров, проверке площади сечения выработки вчерне и установке крепи.

Закрепленное таким образом направление используется до тех пор, пока забой выработки не отдалится от направленческих точек на 50 метров. После этого осуществляется перенос отвесов ближе к забою. Для этого устанавливают теодолит в точке с₁, визируют на точку А, откладывают угол 180° и по направлению визирной линии закрепляют вторую группу осевых точек с₂, b₂ и а₂ в порядке, изложенном выше.

Задание направления проводимой прямолинейной горной выработке может быть осуществлено также и световым или лазерным указателем направления. Наиболее современным является лазерный указатель направления ЛУН-7 (рис. 11.2), который используется также при настилке откаточных путей, монтаже конвейеров, контроле за креплением выработок и т. п.

ЛУН-7 питается от сети напряжением 127 В. Он представляет собой светопроекционный указатель направления с лазерным источником света, создающий узконаправленный световой пучок красного цвета, отчетливо видимый на расстоянии до 500 м.

Лазерный (или световой) указатель направлений монтируется на кронштейне, закрепленном под маркшейдерской точкой, используемой для задания направления. Световой пучок совмещают с отвесом, подвешенным вдоль заданного направления в горизонтальной плоскости.

Для задания направления по высоте на шкале, связанной с оптическими клиньями прибора, устанавливают величину проектного уклона.

Для задания горной выработке направления в вертикальной плоскости, а также при настилке путей с заданным уклоном i или углом наклона δ используют разного рода шаблоны, боковые или осевые репера.

Наибольшее распространение получил ватерпас с отвесом (рис. 11.3, а), представляющий собой брус длиной ℓ около 2 м, на котором перпендикулярно к нему укреплена стойка с отвесом. По концам бруса снизу прикрепляют «подушки». При заданном в проекте значении уклона i проводимой выработки высоты h₁ и h₂ на концах бруса выбирают таким образом, чтобы было соблюдено условие

Рисунок 11.3 -Шаблоны для задания направления горной выработке в вертикальной плоскости

Ватерпас ставят на головку рельса или на доску, уложенную на очищенную почву меньшей «подушкой» в сторону подъема выработки. Если выработка имеет заданный уклон i, то отвес ватерпаса будет стоять на отметке 0 бруса.

При больших углах наклона выработки для этой цели пользуются шаблоном в виде прямоугольного треугольника (рис. 11.3, б) с острым углом δ, равным заданному проектом углу наклона выработки.

Если пузырек накладного уровня находится на середине, то угол наклона головки рельса или почвы выработки равен заданному углу δ.

Контроль правильности проведения выработки или укладки рельсовых путей в вертикальной плоскости на участке 1—2 может быть осуществлен при помощи боковых реперов, закладываемых на стенках выработки так, чтобы соединяющая их линия имела заданный для этой выработки проектный уклон i (рис. 11.4).

Рисунок 11.4 -Задание и контроль за уклоном выработки боковыми реперами

Пусть точка 1 имеет проектную отметку z₁ и требуется между точками 1 и 2 на расстоянии ℓ задать выработке направление в вертикальной плоскости с проектным уклоном i. Для этого на высоте h от точки 1 закрепляют репер R₁. Между точками 1 и 2 устанавливают нивелир и по рейке, расположенной над репером R₁, берут отсчет а. Над точкой 2 отмечают горизонт инструмента в точке А и от нее, отложив вниз отрезок (а + i*ℓ), определяют место закладки репера R₂.

Проектное положение почвы выработки или головки рельса на участке между реперами R₁ и R₂ определяется расстоянием h, отложенным вниз от линии R₁ - R₂

При углах наклона выработок свыше 6° задание направления в вертикальной плоскости осуществляют осевыми реперами, устанавливаемыми с помощью теодолита.

Рисунок 11.5 - Схема задания направления осевыми реперами.

Задание направления выработке осевыми реперами производят следующим образом. Теодолит центрируют под точкой осевого репера I и устанавливают на вертикальном круге отсчет, равный заданному углу наклона выработки δ (рис. 11.5). На ближайшей к забою точке 1 вешают отвес и, визируя в трубу, перемещают отвес до совмещения верха головки отвеса со средней горизонтальной нитью сетки. Закрепив в этом положении отвес, измеряют вертикальное расстояние h₁^lот точки 1 до верха головки отвеса. Затем переводят трубу через зенит, устанавливают на вертикальном круге отсчет 360°-δ, визируют на отвес и, совместив верх головки отвеса со средней нитью сетки, измеряют расстояние h₁^llот точки до верха головки отвеса.

Переместив отвес по вертикали с таким расчетом, чтобы расстояние от точки до верха головки отвеса было , производят контрольное измерение угла наклона. При правильной установке верха головки отвеса на точке 1 контрольное значение угла наклона должно быть в пределах точности измерений совпадать с заданным углом δ. Закрепив трубу теодолита, окончательно устанавливают осевой репер на точке 1 и по направлению визирного луча I—1 устанавливают головки отвесов на точках 2 и 3. Закрепленные таким образом отвесы в точках 1, 2 и 3 обозначают проектное направление выработки в вертикальной плоскости.

Сопряжение откаточных выработок производится по кривой определенного радиуса. Элементы закруглений, т. е. начало и конец кривой и величина радиуса, заранее устанавливаются проектом. Задача маркшейдера в данном случае состоит в том, чтобы, руководствуясь проектом, произвести разбивку кривой в натуре, т. е. указать направление для проведения выработки на закруглении.

Наиболее распространенными для задания направления криволинейным участкам выработок являются способы перпендикуляров и радиусов.

Способ перпендикуляров. На эскизе указываются длины перпендикуляров от хорды до стенок выработки, которые определяются графически (рис. 11.6).

Рисунок 11.6 -Схема задания направления способом перпендикуляров.

Способ радиусов. Расстояния от хорды до стенок указываются по направлению радиусов закругления. Кроме того, указываются расстояния между осями стоек крепи по внутренней и наружной сторонам.

- расстояние между осями рам на прямолинейном участке (по паспорту);

s – ширина выработки по паспорту;

R – радиус закругления.

Рисунок 11.7 -Схема задания направлений способом радиусов (а) и расстояния между стойками (б).

Контроль за соблюдением проектного направления, профиля и сечения проводимых выработок осуществляется путем периодического их осмотра, замеров, горизонтальных и вертикальных съемок. Если при маркшейдерском контроле обнаружено, что выработка проводится не по проекту, то маркшейдер должен остановить работы для исправления допущенных отклонений от проектного задания.

12. Маркшейдерские работы при проведении выработок
встречными забоями [1: §71; 3: §15.8]

При строительстве шахт, реконструкции и эксплуатации широко применяется проведение горных выработок встречными забоями, что значительно сокращает срок их ввода в эксплуатацию.

Главной задачей маркшейдерской службы при проведении выработок встречными забоями является обеспечение требуемой точности смыкания осей сбиваемых выработок. В свою очередь требуемая точность смыкания устанавливается в зависимости от назначения выработки и технологии ее проведения. Для конвейерных выработок допустимая величина несмыкания забоев в плане обычно принимается 0,37 м, для откаточных – 0,5-0,6 м в плане и 0,3 м по высоте.

Различают три основных вида сбоек:

1) сбойки, проводимые в пределах одной шахты (между выработками, сообщающимися между собой под землей);

2) сбойки между разными шахтами;

3) сбойки вертикальных выработок.

Маркшейдерские работы при проведении выработок встречными забоями состоят из следующих этапов:

1) составление проекта маркшейдерских работ и выбор методики их производства, необходимых приборов;

2) расчет ожидаемой ошибки смыкания осей сбиваемых выработок;

3) полученную из расчета ожидаемую ошибку смыкания сравнивают с допустимой и в зависимости от результата сравнения намеченную методику либо принимают, либо пересматривают; в последнем случае расчет ожидаемой ошибки смыкания повторяют с новыми параметрами точности;

4) вынос в натуру точек поворота А и В (см. рис. 12.1);

5) определение координат точек А, В (Х , Y,Z) с необходимой точностью; при необходимости выполняется гироскопическое ориентирование сторон (2-А), (1-В).