МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ НА КАРЬЕРАХ

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине «маркшейдерское дело»
для студентов специальности «МД»
(4 курс, 8 семестр)

Список ссылок.

1. Маркшейдерські роботи на вугільних шахтах та розpiзax: Інструкція/Редкоміс.: M.Є.Капланець (голова) та iн. - Вид. офіц. - Донецьк: ТОВ «АЛАН», 2001. - 264 с. - (на рос. та укр. мовах).

2. Маркшейдерское дело: Учеб. для вузов.-— В двух частях/Под ред. И. Н. Ушакова.— 3-е изд., перераб. и доп.— М.: Недра, 1989.— Часть 1/И.Н. Ушаков, Д.А. Казаковский, Г.А. Кротов и др. – 311 с.

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПИ

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.

 

Аналитические сети на карьерах часто строят в виде центральных систем и цепочек треугольников (так называемые микротриангуляционные цепочки), а также прямых и обратных засечек, опирающихся на стороны триангуляции или полигонометрии маркшейдерской основы (см. рис. 1 и 2).

Микротриангуляционная цепочка представляет собой цепь треугольников со сторонами не менее 200 м и не более 1000 м, проложенную между двумя сторонами или пунктами триангуляции (полигонометрии). Микротриангуляцию рекомендуется применять на карьерах вытянутой и сложной формы, с внутренними отвалами или неотработанными участками, затрудняющими применение других способов.

а б

Рисунок 1. Схемы аналитических сетей: а – микритриангуляционная цепочка между двумя опорными пунктами; б – центральная система

Треугольники, образующие аналитические сети, должны приближаться к равносторонним. Углы при определяемых точках должны быть не менее 30° и не более 150°. Измерению подлежат все углы в треугольниках теодолитом с точностью не ниже 30", невязка углов в треугольниках не должна превышать 1’. Относительная погрешность наиболее удаленной стороны не должна быть более 1/2000. Предельная длина цепочки треугольников между исходными пунктами не должна превышать 1,5, 3,0 и 6,0 км при съемке в масштабах соответственно 1:1000, 1:2000, 1:5000. В рядах или системах треугольников разрешается определять не более семи пунктов.

 

Рисунок 2. Схема прямой и обратной засечек

 

Прямые, боковые и обратные засечки применяют в тех случаях, когда пункты съемочной сети значительно удалены от пунктов опорной сети (не более 1500 м при съемке в масштабе 1:1000; 2000 м при съемке в масштабе 1:2000 и 3000 м при масштабе 1:5000), при сложной конфигурации и большой глубине разработки, а также при малой площади уступов. При прямой засечке пункт P₁ вставляется в опорную сеть с трех известных пунктов А, Б и В (третий для контроля) измерением углов ₁, ₂, ₃ (рис. 2). При обратной засечке измеряют углы ₁, ₂, ₃ на вставляемом пункте Р₂ между направлениями на три известных пункта А, Б и В. Для контроля рекомендуется измерить угол ₄, на четвертый пункт Г. Требования к виду треугольников и точности измерения углов такие же, что и в предыдущем способе. Камеральная обработка результатов измерений осуществляется с применением ЭВМ. Расхождение в координатах, определенных в результате решения двух треугольников при прямой засечке и двух вариантов засечек при обратной засечке не должно превышать при съемке масштаба 1:1000 — 0,6 м, при съемке масштаба 1:2000 — 0,8 м и съемке масштаба 1:5000 — 2 м.

Наиболее рациональные варианты обратной засечки определяют предварительным расчетом квадратической погрешности положения определяемого пункта m_p2 по формуле:

(4)

где m — средняя квадратическая погрешность измерения ₁ и ₂, (обычно принимают m = 15"); — длина соответствующих сторон, км. Углы и измеряют на плане с округлением до 1°. В результате предрасчета выбирают такие варианты, в которых погрешность m_p2 минимальна.

Полярный способ применяется на крупных карьерах, где участки горных работ значительно удалены от пунктов геодезической основы (до 3 км). Для измерения расстояний ₁, ₂, ..., ₅ (рис. 3) (до вставляемых пунктов 1, 2, ..., 5) съемочного обоснования рекомендуется использовать светодальномеры или тахеометры, обеспечивающие СКП измерения длин не более 0,1 м. При измерении длин на пункте геодезической основы А устанавливается дальномер, а на определяемых точках отражатели.

Полярные углы _i для каждой точки должны измеряться независимо дважды (от двух исходных направлений или от одного направления с измерением левого и правого углов). Расхождение между значениями определяемых дирекционных углов должно быть не более 45". Одновременно измеряют вертикальные углы для приведения измеренных расстояний к горизонту и определения высот. В измеренные линии также должны быть введены поправки за приведение к поверхности референц-эллипсоида и за редуцирование на плоскость проекции Гаусса.

Рисунок 3. Схема полярного способа

Теодолитные ходы прокладывают в виде разомкнутых или замкнутых полигонов на карьерах с вытянутым фронтом работ и широкими рабочими площадками уступов (рис. 4). Они должны удовлетворять условиям, приведенным в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Требования к теодолитным ходам при построении съемочной сети карьера.

Масштаб съемки	Максималь-ная длина хода	Длины сторон	Относительная погрешность измерения длин сторон	Допустимая угловая невязка в теодолитных ходах	Допустимая относительная линейная невязка хода
1:1000	2 км	100 - 300 м	1:1000	f = 30" , где n — число углов	1:3000
1:2000	2,5 км	100 - 400 м
1:5000	6 км

 

Измерение длин сторон производят в прямом и обратном направлениях компарированной лентой или рулеткой, дальномерными приборами и насадками, а также определяют косвенно или аналитически.

Измерения углов выполняют двумя полными повторениями или приемами теодолитами с точностью не ниже 30".

При обработке линейных измерений в измеренные длины вводятся необходимые поправки.

а

б

Рисунок 4 – Построение съемочной сети на карьере прокладкой теодолитных ходов: а – разомкнутые полигоны; б – замкнутый полигон.

 

Эксплуатационные сетки применяют для съемки верхних уступов при спокойном рельефе поверхности района работ. Эксплуатационная сетка представляет собой систему пунктов, закрепленных в вершинах квадратов или прямоугольников. Стороны сетки располагают по координатным осям плана либо параллельно (перпендикулярно) направлению подвигания фронта горных работ карьеров (рис. 5). Длины сторон отдельных квадратов или прямоугольников принимают от 50 до 200 м в зависимости от масштаба съемки и скорости подвигания уступов. Для съемки подробностей основные квадраты разбиваются на меньшие со сторонами, равными 5—40 м.

Плановое положение угловых точек главной (внешней) фигуры сетки на местности определяют по данным проекта от пунктов маркшейдерской опорной сети засечками, полярным способом или теодолитными ходами.

Вершины прямоугольников на сторонах главной фигуры находят по проектным длинам сторон прямоугольников. Второстепенные (заполняющие) пункты сетки, находящиеся на линиях, параллельных основным направлениям, определяют с помощью двух теодолитов способом пересекающихся лучей (перпендикулярной засечкой). Длины визирного луча при определении вершин сетки основных и заполняющих не должны быть более 800 м.

Правильность разбивки сетки проверяется контрольным провешиванием сторон или диагоналей сетки с помощью теодолита. Заполняющая сеть пунктов разбивается на участках ближайшей разработки; вершины прямоугольной сетки (основные пункты) закрепляются в натуре постоянными знаками, а заполняющие — временными. Линии прямоугольной сетки, перпендикулярные направлению фронта работ, могут быть использованы также для подсчета объемов выработанного пространства и решения других задач.

Рисунок 5. Эксплуатационная сетка

Способ профильных (створных) линий применяют при развитии горных работ в одном направлении с неподвижным положением одного из бортов карьера и небольшой глубине разработки. Он состоит в том, что на неподвижном борту карьера разбивают параллельные профильные линии, которые закрепляют минимум двумя постоянными створными пунктами (1—1', 2—2', 3—3', 4—4') (рис. 6). Координаты этих пунктов получают привязкой к пунктам опорной сети. Передние створные точки 1, 2, 3, 4 должны быть расположены на одной базисной прямой, перпендикулярной направлению профильных линий, и примерно параллельно простиранию бортов уступов карьера.

На створных точках устанавливают высокие вехи. При определении контуров снимаемых объектов на уступах в створе профильной линии (например, 2—2') на глаз или с помощью прибора вставляют точки съемочного обоснования В, А и т. д. Для получения координат вставляемых точек на них измеряют углы ₁, ₂, в прямоугольных треугольниках В32 и А32 вычисляют расстояния d_B, d_A. По расстояниям d_B, d_A и дирекционному углу профильной линии вычисляют приращения координат точек В и А. Расстояние от передних створных точек профиля до вставляемых точек на уступах должно быть не больше десятикратного расстояния между створными точками 2—2', 3—3' и т. д.

Рисунок 6. Схема способа профильных (створных) линий

Способ аналитической пространственной фототриангуляции наиболее эффективен на крупных карьерах, где широко используется аэрофотосъемка. В этом случае заранее производится маркировка (белыми геометрическими фигурами) точек съемочного обоснования, так чтобы их легко можно было опознать при камеральной обработке фотопленки. Фотоснимки, на которых отображены пункты опорной сети и определяемые точки (маркированные) съемочного обоснования, измеряют на стереокомпараторе, определяя их координаты в системе координат снимка. Затем (обычно на ЭВМ) вычислят их истинные координаты X, Y, Z.

Высотное съемочное обоснование создают путем определения высот всех точек планового съемочного обоснования. При необходимости закладывают постоянными знаками дополнительные реперы, располагая их в местах, обеспечивающих длительную сохранность (выездные траншеи, породные отвалы и т. п.).

Высоты съемочных точек определяют геометрическим нивелированием технической точности или тригонометрическим нивелированием, а также методом пространственной аналитической фототриангуляции.

Нивелирные ходы прокладывают между пунктами опорной высотной сети; при этом длина хода не должна быть более 4 км, разрешаются висячие ходы, проложенные в прямом и обратном направлениях. Техническое нивелирование производят при двух горизонтах прибора или с двухсторонней рейкой при одном горизонте, расстояние между рейкой и нивелиром допускается не более 150 м.

Невязка в нивелирных ходах (в мм) не должна превышать величины 50 (L — длина хода в одном направлении, км). Если на 1 км хода имеется более 15 штативов, то невязка (в мм) не должна превышать 12 (n — число штативов в ходе).

При тригонометрическом нивелировании превышения определяют дважды: в прямом и обратном направлениях или с двух различных пунктов с допустимым расхождением не более 0,04 см, где - длина стороны в метрах. Невязка f_h в тригонометрическом ходе должна быть не более величины, определяемой по формуле

, где L — длина хода, м; n — число линий хода. (1)

При расстояниях от исходного пункта до определяемых тригонометрическим нивелированием более 700 м в превышения вводят поправки (со знаком « + ») за кривизну земли и рефракцию по формуле

f=0,42 d²/R, (2)

где d — горизонтальное проложение до определяемого пункта, м; R — радиус Земли, равный 6,37*10⁶ м.

1.3. СЪЕМКА ПОДРОБНОСТЕЙ КАРЬЕРА

Под съемкой подробностей понимают совокупность полевых измерений и их обработки, в результате которых определяется плановое и высотное положение характерных точек контуров и рельефа местности относительно ближайших пунктов съемочной сети. Целью этих работ является изображение снимаемых объектов на графических документах, а также учет всех видов работ на карьере: горных, геологоразведочных, строительных и т. д.

Основными объектами съемок являются:

· элементы горных выработок (бровки, разведочные и буровые выработки);

· транспортные пути, эстакады, промышленные сооружения;

· отвалы вскрышных пород и склады добытого полезного ископаемого;

· опасные зоны;

· элементы геологического строения месторождения.

Периодичность съемок зависит от условий и потребностей производства. Обычно съемка уступов карьера выполняется ежемесячно, остальные объекты снимаются по мере появления изменений.

Исходя из условий разработок (глубина, размеры, форма карьера) и обеспечения необходимой точности при съемке подробностей, применяют тахеометрическую, ординатную и стереофотограмметрическую (наземную и воздушную) съемки.

Тахеометрическая съемка является наиболее распространенным способом съемки подробностей на карьере. Она применяется как при разовой, так и при пополнительной съемке всех видов открытых горных работ, особенно на крупных карьерах с большой глубиной разработки, с уступами сложной конфигурации и внутренними отвалами, в случае недоступных расстояний для непосредственного измерения длин. Тахеометрическая съемка выполняется с помощью электронных тахеометров, повторительных теодолитов-тахеометров с точностью отсчета по вертикальному кругу не ниже 1' или тахеометром-автоматом, а также авторедукционными тахеометрами типа Дальта 020 с вертикальной рейкой. Для съемки недоступных точек следует применять тахеометры с внутрибазисным дальномером BRT-006 или Д-1М.

Пикеты при съемке следует набирать на всех характерных точках контуров и поверхностей. Расстояния между пикетами на бровках уступов должно быть не более:

- 30 м, если бровки уступов сложные;

- 40 м, если бровки вытянутые, близкие к прямолинейным;

- 50 м, если бровки прямолинейны на большом протяжении.

При съемке отвалов вскрышных пород расстояния между пикетами не должны превышать 200 м.

Расхождения контуров на границах участков съемки с разных пунктов съемочного обоснования должно быть не более 1 мм на плане для четких контуров и не белее 1,5 мм – для нечетких контуров.

Точность определения высот пикетов при наземных способах съемки должна быть не более 0,4 м.

Ординатую съемку подробностей (способ перпендикуляров) применяют при наличии съемочного обоснования в виде теодолитных ходов, прямоугольной сетки или профильных линий.

Плановое положение снимаемой точки определяется длиной перпендикуляра (ординаты), опущенного из данной точки на ближайшую сторону сетки или теодолитного хода, и расстояния от основания этого перпендикуляра до ближайшей вершины сети. Ординаты измеряют во всех характерных точках контура. Перпендикуляры длиной до 15 м восставляют на глаз, а при длине 15 - 35 м - эккером. Измерения длин при ординатной съемке производят с точностью до 0,1 м.

Высотные отметки снимаемых точек получают в результате геометрического нивелирования технической точности, проводимого параллельно с линейными измерениями.

Результаты замеров записывают в полевой журнал и на абрисе (рис. 7). Камеральная обработка ординатной съемки состоит в графическом отображении на плане снятых контуров по ординатам.

Рисунок 7 – Абрис при съемке уступов: а – тахеометрическим способом; б – способом перпендикуляров

Стереофотограмметрическая съемка. В настоящее время все большее распространение получают наземная стереофотограмметрическая и аэрофототопографическая съемки.

Аэрофототопографическая съемка наиболее эффективна в случае крупных карьеров, со сложной конфигурацией уступов и с внутренними и внешними отвалами. Она позволяет уменьшить объем полевых работ, обеспечивает высокую точность, производительность работ и полную объективность результатов съемки, дает возможность снимать недоступные для непосредственных измерений участки местности.

 

1.4. ЗАДАЧИ МАРКШЕЙДЕРСКОЙ СЛУЖбЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ КАРЬЕРА И ПРОВЕДЕНИИ СПЕЦИАЛЬНЫХ РАБОТ

Строительство карьера осуществляют в соответствии с проектом, составленным специальными проектными организациями. Проект включает пояснительную записку и комплект чертежей, которые содержат все необходимые данные для проведения маркшейдерских работ. К проекту прилагается геологический отчет с подсчетом запасов полезного ископаемого и отчет о топографо-геодезических работах, выполненных на участке строительства (крупномасштабные топографические планы; схемы триангуляции и полигонометрии, каталог координат, оценка точности проведенных работ и др.).

При строительстве карьера маркшейдер подробно изучает проект строительства, особенно его графическую часть; топографо-геодезические материалы; расположение пунктов и реперов геодезической основы на местности; устанавливает в натуре границы горного отвода и рудничного поля; разбивает геометрические элементы промышленных зданий и сооружений на поверхности и в карьере; производит трассировку транспортных путей и обслуживает буровзрывные работы; выполняет весь комплекс маркшейдерских работ при проведении подземных дренажных выработок; задает направления траншеям; устанавливает расположение вскрышных и эксплуатационных уступов; руководит построением целиков под сооружениями, расположенными вблизи бортов; ведет систематический контроль оперативного учета вынутой пустой породы и полезного ископаемого; составляет и систематически пополняет на основе маркшейдерских съемок комплект планов и графиков, необходимых в процессе строительства горного предприятия и при сдаче его в эксплуатацию.

 

1.5 МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТРАНШЕЙ

Несмотря на различие способов и условий проведения траншей, маркшейдерские работы во всех случаях сводятся к перенесению с проекта в натуру оси и верхних бровок траншеи, а также осуществлению контроля за соблюдением проектных уклонов подошвы и размеров поперечных сечений траншей.

Для выполнения указанных работ маркшейдер пользуется следующими проектными материалами:

1) планом траншеи, по которому устанавливаются координаты точек примыкания, дирекционные углы примычных направлений, пикетажные значения вершин поворотов, углы поворотов и радиусы их закруглений;

2) продольным разрезом по траншее, на котором должны быть показаны профиль земной поверхности и проектный профиль подошвы траншеи с указанием черных и красных (проектных) отметок точек, а также проектные уклоны;

3) поперечными разрезами траншеи в характерных местах;

4) планами расположения взрывных выработок.

При проведении траншеи на местности с небольшим поперечным уклоном сначала задают направление оси траншеи на поверхности, закрепив ее на прямолинейных участках точками через каждые 20—50 м, а на участках кривой точками через 10 м. Затем по мере проведения траншеи переносят ее ось на подошву, проверяют уклоны и отмечают точки нижних и верхних бровок откосов.

Задание направления траншеи, проводимой по крутому склону, производят следующим образом (рис. 7). Сначала по заданным в проекте или определяемым графически координатам x₁, y₁выносят в натуру начальную точку 1 оси траншеи. Затем по известным примычным углам ₁ и ₂ закрепляют предварительное направление оси траншеи точками 2, 3, 4, ... и по проектным отметкам отмечают нулевые точки 1₀, 2₀, 3₀, ... на линии пересечения ее подошвы со склоном местности. По проектным расстояниям от оси отмечают точки 1", 2", 3", 4", ... верхней бровки откоса траншеи. На участках поворотов по оси отмечают начало, середину и конец кривой.

Рucунок 7. Задание направления траншеи, проводимой по крутому склону

 

По мере проведения траншеи геометрическим нивелированием проверяют уклон подошвы, на нее переносят ось траншеи и фиксируют точки 2', 3', ... нижней бровки откоса.

Объем работ при проведении траншеи определяют методом вертикальных параллельных сечений.

1.6. разбивка ТРАНСПОРТНЫХ ПУТЕЙ

При строительстве и эксплуатации карьеров необходима разбивка различных видов транспортных путей: железнодорожных, автомобильных, воздушно-канатных, конвейерных и т. п. Исходными проектными материалами, на основе которых производится разбивка транспортных путей, являются:

· план трассы с координатами характерных точек ее оси, дирекционный угол начального направления, углы поворотов, расстояния между вершинами углов поворота и радиусы сопрягающих кривых;

· продольный и поперечный профили трассы с указанием фактических и проектных отметок, а также проектных уклонов;

· для железнодорожной трассы план расположения переводных стрелок с координатами центров переводов;

· для транспортных подъемников координаты начальной и конечной точек подъемника и предельный угол подъема;

· для воздушно-канатного транспорта координаты центров опор, их высота, предельный угол наклона канатов и данные для сооружений автоматической погрузки и разгрузки емкостей.

Маркшейдер выполняет при этом следующие работы:

· перенесение в натуру оси трассы транспортных линий;

· разбивку закруглений, отводов, стрелочных переводов и углов наклона транспортных линий;

· определение местоположения опор воздушно-канатной линии и контроль их проектной высоты при установке;

· разбивку сооружений автоматической погрузки и разгрузки вагонеток;

· горизонтальную и вертикальную съемку и документацию рельсовых путей, автодорог, транспортных линий и др.;

· наблюдения за передвижными транспортными линиями, с отображением каждого их нового положения на плане;

· для выявления возможных смещений транспортных линий в горизонтальной и вертикальной плоскостях из-за деформации уступов или всего борта производитя периодический контроль за их состоянием.

 

1.7. МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Буровзрывные работы на открытых горных разработках выполняются отдельными скважинами, группами скважин (блоками) или массовыми взрывами. Наиболее распространенным способом в настоящее время является взрывание блоками панелей длиной более 100 м и в поперечнике равными ширине уступа (заходки).

Маркшейдерские работы при этом включают:

· подготовку графических и аналитических материалов для составления проекта взрыва;

· перенос проектного положения скважин на уступы;

· съемку устьев скважин, пробуренных в пределах блока, и контрольный замер глубины скважин;

· съемку бортов, откосов, уступов, зданий и сооружений, находящихся в непосредственной близости от границ опасной зоны;

· съемку блоков после взрыва и определение объема взорванной горной массы.

Подготовка геометрической основы для составления проекта каждого массового взрыва заключается в составлении копии плана участка взрыва в масштабах 1:500 или 1:1000. На этот план геолог наносит контакты полезного ископаемого с вмещающими породами, крупные трещины и тектонические нарушения, оценивает категорию подлежащих взрывной отбойке горных пород по взрываемости. На основе этих данных руководитель взрывных работ отмечает на плане места расположения взрывных скважин и их глубины. Оформленный документ называется «заданием к взрыву».

Вынос проекта в натуру осуществляется полярным или способом перпендикуляров. Углы откладываются с ошибкой не более 5'; расстояния менее 50 м измеряются дальномером; перпендикуляры измеряют с погрешностью до 1 дм. Положение устьев взрывных скважин закрепляют колышками, на которых отмечают их номера и проектные глубины.

После обуривания взрываемого блока маркшейдер производит исполнительную съемку верхней и нижней бровок участка уступа, устьев пробуренных скважин с определением их отметок и фактической глубины.

После взрыва скважин выполняют съемку взорванной горной массы, по результатам которой определяют границы развала (развал раздробленной взрывом породы рассматривается в виде разноразмерной смеси кусков горной породы) и линию откола в массиве. Кроме того, определяется степень дробления пород, которую оценивают в основном по содержанию выхода негабаритных кусков породы в процентах от общего объема взорванной горной массы.

Окончательно количество взорванной горной массы определяют после уборки взорванной породы, съемки и нанесения на план и вертикальные разрезы нового положения верхней и нижней площадок, бровок и откоса уступа. При этом выполняется съемка способом ординат или тахеометрическая.

При сложной конфигурации высоких малодоступных откосов выполняют их профильную съемку. В случае отсутствия приборов с внутрибазисными дальномерами (BRT-006, Д-1М) используется эклиметр (угломер) на подставке и рулетка или телескопическая штанга.

При использовании эклиметра маркшейдер с верхней (нижней) бровки уступа визирует на характерные точки откоса уступа и измеряет вертикальные углы и (рис. 8, а). В этом случае для определения расстояния S_i к рулетке (шнуру) 1 привязывается шарообразный груз 2, который в процессе спуска совмещают с точками визирования. При сложной конфигурации уступа к грузу привязывают шнур, и рабочий, стоящий у нижней бровки уступа, натягивая шнур, укладывает груз на точки визирования, а маркшейдер по рулетке отсчитывает расстояния. Иногда удобней угломер устанавливать у нижней бровки.

При профильной съемке откоса телескопической штангой с рулеткой на верхней площадке уступа по нормали к ее бровке располагают штангу 3 (рейку) (рис. 8, б). С конца штанги через ролик опускают рулетку 1 с грузом 2 на откос уступа. По штанге берут отсчет, соответствующий горизонтальному проложению, а по рулетке определяют расстояние h_i от штанги до снимаемой на откосе точки.

 

а

Рисунок 8. Схема съемки эклиметром (а) и рейкой с рулеткой (б)

 

По плану и разрезу определяют основные показатели взрыва: производительность скважин, удельный расход взрывчатых веществ, полноту отрыва пород или полезного ископаемого по подошве блока, степень дробления, объем горной массы и полезного ископаемого, выданных из блока.

В конце каждого месяца маркшейдер производит учет остатков невзорванных скважин и неубранной горной массы, на основе которого с учетом утвержденного плана осуществляется планирование буровзрывных работ на следующий месяц.

 

1. 8. МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ НА КАРЬЕРАХ ТРАНСПОРТНО-ОТВАЛЬНЫХ МОСТОВ С РОТОРНЫМИ И МНОГОКОВШОВЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ

Транспортно-отвальный мост представляет собой агрегат, который объединяет в один непрерывный производственный процесс экскавацию, транспортировку и размещение породы в отвале. Он устанавливается в карьере поперек фронта горных работ и соединяет вскрышные забои с отвалами. При работе транспортно-отвальный мост сочленяется с роторными или многоковшовыми экскаваторами.

Основными частями транспортно-отвального моста (рис. 9, 10) являются: 1 и 2 — соответственно отвальная и забойная опоры; 3 и 4 — отвальная (разгрузочная) и забойная фермы (консоли); 5 — ферма пролетного строения; 6 — главный конвейер.

Рисунок 9. Транспортно-отвальный мост

 

Рисунок 10. Общая схема транспортно-отвального моста

 

Маркшейдерские работы при эксплуатации транспортно-отвального моста включают съемку уступов, контроль за горизонтальной, вертикальной и угловой подвижностью моста, а также контроль за деформациями его металлоконструкций. Прежде всего необходимо осуществлять контроль за плановым положением и уклоном рельсовых путей под опорами и их соответствием паспортным данным моста.

Съемка уступов. При работе на карьерах транспортно-отвальных мостов в комплексе с многоковшовым или роторным экскаваторами маркшейдерская съемка уступов является важной для определения объемов горных работ. Съемка выполняется одним из рассмотренных выше способов. Кроме известных способов съемки откосов можно применить и косвенный — по параметрам роторного колеса.

Горизонтальной подвижностью моста называется возможность изменения горизонтального расстояния между осями его опор. При движении моста вдоль забоя расстояние между опорами может меняться в определенных пределах его телескопичности, указанных в паспорте агрегата. Величина горизонтальной подвижности при движении моста зависит от расстояния между осями путей отвальной и забойной опор.

Для контроля горизонтальной подвижности вдоль рельсовых путей или непосредственно по ним прокладываются теодолитные ходы, которые должны опираться на точки плановой основы. Перпендикулярно к фронту работ разбиваются профильные линии. По каждому профилю от сторон теодолитного хода способом ординат измеряют расстояния до ближнего рельса и пересчитывают расстояния до оси пути. Створы сторон теодолитного хода выносят с помощью теодолита и отмечают шнуром или рулеткой. Положение профильных линий, по которым производятся домеры, отмечают на рельсах мелом или краской. Результаты полевых работ обрабатываются и наносятся на план масштаба 1:500—1:1000. В этом случае искомые расстояния между осями путей определяются графически. Расстояния между осями путей опор могут определяться также дальномером, засечками и другими способами с ошибкой не более 0,3 м. Если обнаружится, что эти расстояния близки к установленным для данного агрегата предельным значениям, то должна быть немедленно сделана перестилка путей опоры моста.

Вертикальной подвижностью моста называется возможность изменения превышения между его опорами, которое зависит от отметок рельсов под ними. Изменение этого превышения не должно быть больше допустимых пределов, указанных в паспорте агрегата.

Контроль за вертикальной подвижностью выполняется геометрическим нивелированием технической точности путей опор. Рейка при нивелировании устанавливается на головки рельсов против меток на профилях, нанесенных при определении горизонтальных расстояний между опорами. Нивелирные ходы при этом должны опираться на реперы высотной основы карьера. По результатам нивелирования составляют совмещенный продольный профиль путей опор, по которому определяют превышения между ними. Полученные превышения, а также вычисленные продольные и поперечные уклоны путей и сравниваются с проектными.

В случае превышения допустимой вертикальной подвижности опор моста даются рекомендации по ее устранению. Для исправления профиля рельсового пути маркшейдер в необходимых местах устанавливает сторожки с указанием на них рабочих отметок.

Угловой подвижностью моста называется возможность отклонения продольной оси моста от нормального положения к фронту работ при отработке тупиковых и криволинейных участков карьера. Допустимые значения углового отклонения указаны в паспорте агрегата.

Контроль за угловой подвижностью моста проводится с целью определения величины допустимого опережения забойной опоры относительно отвальной и необходимого соотношения скоростей передвижения мостовых опор.

Фактическое значение углового отклонения моста и опережения Q забойной опоры определяется графически по плану расположения моста (рис 11).

Предельное опережение забойной опоры может быть определено по формуле:

, ()

где а — величина пролета моста при его нормальном положении относительно фронта работ;

а₁ — величина пролета по косому направлению;

– допустимое значение углового отклонения моста.

Разность между а₁ и а характеризует величину изменения пролета, которая не должна превышать установленную для данной конструкции моста.

 

Рисунок 11. Схема отработки тупика транспортно-отвальным мостом

 

Соотношение скоростей V₁ и V₂ передвижения опор на криволинейном участке устанавливают по среднему радиусу кривизны R и длине пролетной части моста (расстоянию между его опорами) П по формуле

. ()

Маркшейдер в процессе работы моста при отработке тупика должен систематически выполнять съемку, контролируя соблюдение установленных параметров.

Контроль за деформациями металлоконструкций транспортно-отвальных мостов. С целью предупреждения опасного нарастания деформаций несущих и опорных металлоконструкций производят их съемку в вертикальной и горизонтальной плоскостях для определения упругих деформаций в конструкциях при максимальной их динамической нагрузке во время работы, а также остаточных деформаций в нерабочем состоянии моста.

Для определения величины деформации ферм перед съемкой в масштабе 1:100 составляют план и вертикальные проекции верхнего и нижнего поясов по проектным размерам элементов фермы и сопоставляют их с фактическим положением ферм (поясов), полученным в результате контрольной съемки.

Вертикальную съемку выполняют периодически, в установленные предприятием сроки. Горизонтальную же съемку выполняют в особых случаях и при остановке работ на зимний период. Порядок производства контрольной съемки и ее точность, а также и другие способы определения деформаций конструкций моста регламентируются специальными инструкциями.

При горизонтальной съемке на верхнем и нижнем поясах моста в каждом узле металлической конструкции отмечают точку в местах пересечения осей балок. Крайние точки, расположенные над опорами моста, будут фиксировать осевую линию. Для создания визирного направления вдоль осевой линии используется оптическая труба теодолита с большим увеличением или лазерный визир.

Для определения поперечных деформаций фермы моста измеряют расстояния от узловых точек до осевой линии способом ординат. Измерения выполняют с помощью линейки или ординатометра, устанавливаемого перпендикулярно к визирной оси теодолита в местах измерения ординат.

Измеряются также расстояния последовательно между всеми узловыми точками 1—19 ₁, ₂, .... ₁₉ вдоль оси с помощью стальной компарированной рулетки с миллиметровыми делениями при постоянном натяжении. Графическое совмещение полученных результатов измерений с проектными данными позволяет определить величину деформации.

Рисунок 12. Схема контроля за деформацией металлоконструкций

Определение деформаций ферм моста в вертикальной плоскости производится, как правило, геометрическим нивелированием по узловым точкам 1, ..., 19 относительно исходного горизонта (головка рельс), связанного с нивелирным репером. Высота с исходного горизонта передается с помощью стальной рулетки на репер, заложенный на отвальной опоре на горизонте нижнего пояса фермы. Дальнейшее нивелирование выполняется замкнутым ходом, невязка не должна превышать 5 мм. На основе сопоставления проектного профиля с фактическим, составленных в масштабе 1:100, выявляются величины вертикальных деформаций ферм моста.

1.9. МАРКШЕЙДЕРСКИЙ УЧЕТ ОБЪЕМОВ ВСКРЫШИ И ДОБЫЧИ

Объем вскрыши и добычи на карьере определяется с целью контроля оперативного учета вскрыши и добычи. Маркшейдерские данные об объеме вскрыши и добычи являются основой для уточнения выполнения плана горным предприятием, а также начисления заработной платы рабочим.

Учет вскрыши и добычи в основном производится по крупномасштабным рабочим планам и профилям масштаба 1:500, составленным по результатам съемок и замеров горных работ на начало и конец отчетного периода (подекадно, помесячно).

Выбор способа подсчета объемов произведенной вскрыши зависит от рельефа поверхности, характера горных работ, вида маркшейдерской съемки. Применяют способы вертикальных и горизонтальных сечений, среднего арифметического, объемной палетки и другие.

Способ вертикальных параллельных сечений применяется для определения объема выемки траншеи или заходки, имеющих сравнительно правильную вытянутую форму на плане. Объем определяется по формуле:

,

где S₁, ..., S_n — площади сечений; ₁, ..., _n-1 — расстояния между сечениями; ₀, ₀’ – средниерасстояния от крайних сечений 1(n) до края блока (рис.107).

Рисунок 107.

Способ горизонтальных сечений применяется для подсчета объема выемки в пределах блока уступа, имеющего сложную конфигурацию на плане, но сравнительно постоянную конфигурацию откосов.

Рисунок 108.

Объем определяется по формуле

, ()

где S_B, S_H — площади верхнего и нижнего сечений; h_СР — средняя высота блока, определяемая как разность средних отметок характерных контурных точек верхнего и нижнего оснований блока.

Способ объемной палетки применяется для подсчета взорванных пород или отвала, если они изображены на плане в проекции с числовыми отметками. Объем определяется по формуле

,

где S — площадь прямоугольника палетки; п — число точек палетки в контуре подсчета; h_i — высота слоя измеряемых пород в точках палетки.

Рисунок 109: а – палетка, наложенная на график изолиний;
б – ведомость для подсчета суммы высот.

 

При съемке горной массы в развале подсчет объема производят по вертикальным сечениям. Переход от объема разрыхленной горной массы к объему в целике осуществляют путем деления измеренного объема на коэффициент разрыхления:

,

где V_Ц - объем блока в целике, V_Р - объем горной массы в развале после взрыва.

Коэффициент разрыхления вычисляют по результатам определения объема блока до взрыва (в целике) и объема горной массы после взрыва в тех же контурах блока:

K_Р = V_P / V_Ц,

При этом объем взорванной горной массы может быть определен следующим образом:

V_P=V_Р ' + V_P, ()

где V_Р ' — объем горных пород после взрыва в пределах видимого контура при съемке в целике; V_P — поправка за обобщение этого контура. Она равна

V_P = (0,03h² + 0,7h²) L, ()

где h — средняя высота блока (уступа), м; L — длина блока, м.

1.10. СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА РАЗВИТИЯ ГОРНЫХ РАБОТ НА КАРЬЕРЕ

В задачи маркшейдера при составлении плана развития горных работ входят сбор и оформление материалов по выполнению плана развития горных работ за прошедший период; подготовка исходных данных для распределения плана горных работ (вскрыши и добычи) по участкам (уступам) на новый плановый период; составление календарного плана развития горных работ; оформление графической части плана развития горных работ.

Основные графические материалы, прилагаемые к производственному плану горных работ, состоят из сводного плана карьера масштаба 1:2000—1:5000 с нанесенным на нем планом развития горных работ; календарных планов по уступам (горизонтам) масштабов 1:500—1:1000; разрезов (профилей) карьера по уступам масштабов 1:500—1:2000; плана развития карьера, нанесенного на топографическом плане масштаба 1:5000; паспортов управления угольными (рудными) и породными уступами и внутренними отвалами породы с указанием расположения экскаваторов на уступах и отвалах. Составленные планы развития горных работ со всеми приложениями представляются в вышестоящую организацию для утверждения.

Проектная длина фронта работ (заходок), обеспечивающая план календарной добычи (год, квартал, месяц), определяется по формуле

, ()

где Q — плановая годовая добыча полезного ископаемого;

П — проектные потери;

В — переходящие запасы отбитого полезного ископаемого на конец планируемого периода;

К — коэффициент выхода угля из горной массы, который определяется делением добытого товарного угля за данный период на объем общей массы угля в целике пласта, отработанной за этот же период;

т — мощность пласта или высота уступа (при мощных пластах) ;

А — ширина заходок.

После определения общей длины линии забоя производят разбивку добычи по кварталам и месяцам, распределяя его по участкам, уступам и механизмам.

Контур планируемых разработок можно определить по площади годовой отработки по формуле ()

где — объемный вес угля, т/м³.

Планирование вскрышных работ имеет цель обеспечить план добычи полезного ископаемого вскрытыми запасами с необходимым резервом (переходящими запасами). Необходимое количество вскрытых запасов в этом случае

, ()

где Q_h — количество подлежащих вскрытию запасов за планируемый период; Q_П — планируемая добыча; П — проектные потери; В и В₁ — остатки вскрытых запасов соответственно на конец и начало планируемого периода.

При планировании добычи и вскрыши для контроля подсчитывается их соотношение, т. е. коэффициент вскрыши

,

где V — объем вскрыши за планируемый период.

Определение объема вскрыши производят способом параллельных сечений по профилям (разрезам) или другим способом.

При определении планового объема вскрышных работ предварительно рассчитывают количество уступов и их элементы. При этом особенно точно должна быть определена ширина рабочей площадки уступов, которая выбирается с учетом рационального и безопасного размещения на площадке всего оборудования, необходимого для ведения горных работ.

Ширина рабочей площадки В (рис. 107) складывается из ширины развала породы X при взрыве, зоны безопасной эксплуатации транспортной линии С и охранной бермы уступа Б. Ширина развала горной породы может быть определена опытным путем или по формуле

, ()

где К — коэффициент разрыхления пород; А — ширина заходки экскаватора; Н — высота уступа; — угол откоса уступа; — угол развала породы (между пунктирной и горизонтальной жирной линиями). Величина С принимается равной ширине транспортной линии в зависимости от характера ее и количества линий (одноколейных или двухколейных).

Рисунок 107. Элементы рабочей площадки уступа

Охранную берму уступа рассчитывают по формуле

Б = H(ctg—ctg), ()

где — угол естественного обрушения пород уступа.

Угол , образуемый горизонтом и линией I—II, соединяющей точку на верхней бровке верхнего уступа карьера и точку нижней кромки нижнего уступа, называется углом погашения борта карьера. Его величина должна соответствовать установленному значению для конкретных условий разработки.

План переэкскавации горной породы составляют при наличии внутренних отвалов, исходя из объемов пустой породы, подлежащей перевалке из нижних породных уступов. Расчет переваливаемых пород производят по разрезам на 1 м угольного забоя. Кроме переэкскавации пород, сваленных с нижних уступов, производят также перевалку оползневых пород на внутренних отвалах и пород от селективной добычи и др. Таким образом, формула определения основных объемов переэкскавации имеет следующий вид:

V = V₁ + V₂+V₃ ()

где V₁ — объем пород основной вскрыши с нижних уступов; V₂ — объем пород от оползней внутренних отвалов; V₃ — объем пород от селективной добычи угля.

При многократной переэкскавации одной и той же породы объем перемещаемой породы с каждым разом уменьшается за счет размещения части породы на экскаваторных площадках. Это необходимо учитывать при планировании.

При определении объема работ по переэкскавации весьма важно установить коэффициент перевалки (переэкскавации) К, который равен отношению суммы объемов переваленной породы в отвал и первоначального объема породы, вынутой из массива. Знание коэффициента перевалки дает возможность правильно планировать и контролировать организацию процесса переэкскавации и размещение породы в выработанном пространстве.

При размещении вскрышных пород на внешнем борту или сбрасывании их в очистное пространство, а затем перемещении на внутренние отвалы маркшейдер на основе проекта и плана этих работ с учетом основных параметров экскаваторов и состояния горных пород на плане (масштаба 1:1000—1:2000) намечает направление хода экскаватора и графически определяет координаты точек поворота хода. Затем, решая обратную задачу, маркшейдер вычисляет дирекционные углы и расстояния прямолинейных участков (отрезков) трассы экскаваторов.

Разбивку в натуре линий трассы и точек ее поворота производят от пунктов съемочной основы. В конце каждого месяца и на дату прекращения работы экскаваторов на данной заходке маркшейдер производит съемку навалов, например тахеометрическую, на основе которой составляют профили, пополняют планы и подсчитывают объемы работ, выполненные каждым экскаватором на каждой заходке.

Учет объема работ может производиться автоматически при помощи специальных счетчиков, установленных на экскаваторах.

1. 11. МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ

Под рекультивацией земель понимают приведение нарушенных промышленностью земель в состояние, пригодное для народно-хозяйственного использования. Рекультивация земель является важнейшей проблемой современности, неотъемлемой частью комплекса мер по охране природы и воспроизводству природных ресурсов.

Назначение рекультивированных земель различно: сельскохозяйственное — восстановление пашни, сенокоса, пастбища и многолетних насаждений; лесохозяйственное — насаждение леса различных пород и различного назначения (промышленное, лесопарковое, зеленых зон отдыха и охоты); водохозяйственное — создание водоемов многоцелевого назначения (рыбоводства, хозяйственно-питьевых, коммунально-бытовых, технических, для лечебно-гигиенических нужд); строительное — создание площадок для промышленного, гражданского и прочего строительства, оборудование мест для отвалов промышленного строительства и бытового мусора, а также отходов обогащения.

Основными задачами маркшейдерской службы при проведении рекультивационных работ являются:

1) подготовка планово-графической документации, необходимой для разработки проекта рекультивации;

2) выполнение съемочно-замерных работ в период осуществления проекта горнотехнических работ при рекультивации и определение их объемов; производство контрольных съемок;

3) организация наблюдений за оседанием пород и составление комплекта графической документации на рекультивированные участки земли, необходимого для передачи участков для использования в народном хозяйстве.

На первом (подготовительном) этапе маркшейдерская служба подготавливает исходную графическую документацию (планы и вертикальные разрезы), предназначенную для составления проекта рекультивации и последующего контроля за его осуществлением. Масштаб планов и высота сечения рельефа должны быть следующими: для сельскохозяйственного и строительного направления — 1:1000 и 1:2000 с высотой сечения рельефа 0,5 и 1 м; для лесохозяйственного, водохозяйственного и других направлений — 1:2000 или 1:5000 с высотой сечения рельефа 1 или 2 м.

Маркшейдерские работы на последующих технологических этапах рекультивации связаны с замерами и определением вида и последовательности проведения горнотехнических работ.

На всех этапах разработки залежи полезного ископаемого открытым способом при вскрыше, формировании отвалов породы, добыче и рекультивации, строгому маркшейдерскому контролю подлежит полнота съема (зачистка) и качество складирования плодородного слоя с определением его объема, так как от него, в основном, зависит плодородие рекультивируемых земель.

В соответствии с установленными нормами вскрышные породы по степени их пригодности (плодородности) для биологической рекультивации классифицируются следующим образом.

1. Пригодные: плодородные — гумосовые слои, пригодные под пашни; потенциально плодородные — лёссы, лёссовидные суглинки и другие пригодные под сенокосно-пастбищные угодья и садоводство.

2. Малопригодные — тяжелые суглинки, пески и другие, пригодные для лесонасаждений.

3. Непригодные (фитотоксичные) — богатые сульфидами, солончаки, скальные породы, конгломераты и другие.

Подготовительным этапом текущего маркшейдерского обслуживания мероприятий по рекультивации является трассировка подъездных путей, дорог, дренажных канав, электролиний и др.

В зависимости от вида дальнейшего хозяйственного освоения планировка рекультивируемой территории может быть сплошной или частичной. Выравнивание поверхности (рис. 108) должно удовлетворять примерно нулевому балансу земляных работ, который маркшейдер определяет по планово-графической документации.

Рисунок 108. Схема засыпки отработанных карьеров:

а — горизонтальными слоями; б — комбинированная; 1, 2, 3 — последовательность засыпки

Планируемые участки должны иметь правильные геометрические контуры площадью не менее 10 га, ширину примерно 200 м. Планировку поверхности отвалов следует проводить в два этапа: сначала — общую; через один-два года после осадки — окончательную.

При сплошной планировке с подсыпкой плодородного и потенциально плодородного слоев на участках, предназначенных для возделывания сельскохозяйственных культур, уклон не должен превышать 1—2°.

При уклоне 3—4° участки могут использоваться для полеводства (покосы, сады) при выполнении специальных противоэрозионных работ.

Участки отвалов, предназначенные для лесохозяйственного пользования, могут иметь продольный уклон площади, равный 10°, а поперечный — не более 4°. При рекультивации отвалов террасами (рис. 108, б) их обратный уклон в сторону вышележащей террасы допускается до 2°. Параллельно с планировкой поверхности отвала производится выполаживание откосов для их использования в хозяйственных целях. Так, при облесении угол откоса отвала не должен превышать 18°, а при посадке садов — 10—11°. Откосы скальных пород выполаживать часто нецелесообразно.

Для соблюдения перечисленных выше требований, а также определения объемов перемещенных земляных масс и в целях контроля за планировкой и мощностью насыпки плодородных слоев мощностью более 1,5 м выполняют тахеометрическую съемку (тригонометрическое нивелирование). При слоях подсыпки мощностью менее 1,5