2.1.10 Маркшейдерские работы при подготовке участка к добыче
Направление горизонтальным и наклонным выработкам задают вдоль осей, по углам поворота и уклонам. Задать направление в горизонтальной плоскости означает вынести и закрепить линию, соответствующую оси или параллельную ей.
Перед спуском в шахту маркшейдер выписывает в полевой журнал значение горизонтального угла на предпоследней точке и длину последней стороны. В журнал выписывается также значение угла направления, которое определяется графическим или аналитическим способом.
Спустившись в шахту, маркшейдер проверяет положение последнего пункта, измерением на предпоследней точке горизонтального угла и расстояния между последними точками, и сравнивают их с выписанными. Расхождения при этом не должны превышать 1/30// для угла и 1/1000 для длины. Если условие выполняется, то последний пункт не изменил свое положение.
Устанавливают теодолит на последней точке, приводят инструмент в рабочее положение. На лимбе горизонтального круга устанавливаем отчет равный 0000/00// (вертикальный круг слева), визируют на левое направление, открепляют алидаду и поворачивают верхнюю часть теодолита до тех пор, пока на лимбе горизонтального круга не появится отсчет равный углу направления. Алидаду закрепляют и на ближайшей к забою раме крепи вывешивают отвес, точку С1. Повторяют действия при вертикальном круге справа и закрепляют точку С2. Расстояние между точками С1 и С2 делят пополам и закрепляют точку С. Для контроля измеряют горизонтальный угол и сравнивают с заданным углом направления. Допустимое расхождение между измеренным и заданным углом направления не должно превышать 2/.
Если условие выполняется, то направление 1650 – С закрепляют еще не менее чем двумя отвесами по методике «на себя». Расстояние между отвесами принимают: для шнуровых 2 – 3 м, для светящих не менее 10 м. Горнякам сообщается величина скобы (расстояние от отвеса до ближайшего борта выработки). Контроль за соблюдением заданного направления сводится к систематическому промеру фактической скобы и сравнении ее с заданной. Расхождение не должно превышать 5 см.
Задать направление в вертикальной плоскости означает вынести и закрепить в выработки линию или плоскость под проектным углом наклона. Направление может быть задано нивелиром.
Перед спуском в шахту маркшейдер выписывает в полевой журнал исходные данные.
Спустившись в шахту, маркшейдер проверяет неизменность положения последних пар реперов. Для этого определяют превышение между последними парами реперов и сравнивают с результатами из предыдущей съемки, расхождение не должно превышать 10 мм.
Намечают последующие пары реперов через 10-15 м.
Устанавливают нивелир между реперами и приводят его в рабочее положение. Отмечают горизонт инструмента на намеченных рамах крепи по обоим бортам. Измеряют расстояние от визирного луча до исходного репера (а). Определяют расстояние от горизонта инструмента до последующих реперов по формуле и отмечают краской на крепи.
(2.37)
Горникам сообщается величина скобы – это расстояние от репера до головки рельса по вертикали.
В условиях ООО «Шахта «Киселевская» задание направления горным выработкам в горизонтальной плоскости осуществляется теодолитами 2Т30,в вертикальной плоскости осуществляется нивелирами Н-10, а измерение длин линий стальной рулеткой. Направления закрепляют шнуровыми отвесами. Задание направления горным выработкам в горизонтальной и вертикальной плоскостях представлено на листе 2 графической части проекта.
2.1.10.2 Маркшейдерский контроль за проведением горных выработок
Маркшейдерский контроль за проведением горных 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.
Важное значение имеет также контроль за соблюдением проектного сечения выработки и паспортных характеристик крепления, так как превышение проектных сечений приводит к удорожанию проходки и поддержания выработок; занижение сечений, особенно в откаточных выработках, может быть причиной аварии и несчастных случаев. При контроле за соблюдением проектного сечения выработки и паспортных характеристик ее крепления обращается особое внимание на соблюдение проектных расстояний между стенками выработки
Схемы съемки сечения выработок
Для исправления допущенного искривления выработки в горизонтальной плоскости, прежде всего, производят детальную съемку искривленного участка. По результатам съемки составляют план выработки в крупном масштабе (1:100 –1: 200), на котором намечают ее новую конфигурацию. По составленному проекту графически определяют нормальное расстояние от сторон подземного хода до новой оси выработки.
2.1.11 Замер горных работ
Замеры горных выработок, их документация составляют значительную часть в общем объеме маркшейдерских работ на горном предприятии. Замеры осуществляются от съемочных сетей, их производство главным образом связано с выполнением съемок пониженной точности.
В результате замеров получают данные, необходимые для пополнения и детализации маркшейдерской графической документации, определения и контроля объемов выполнения горных работ, контроля оперативного учета добычи полезного ископаемого, учета потерь и разубоживания полезного ископаемого при добыче, управление запасами и т. д.
Посредством замеров контролируется правильность ведения некоторых видов горных работ – соблюдение требований паспортов крепления подготовительных и очистных выработок, а также размеров целиков около подготовительных выработок и т. д.
Необходимость в замерах возникает в связи с тем, что съемочные сети создаются с отставанием от непрерывно подвигающихся забоев горных выработок и не дают необходимого представления о положении и состоянии горных выработок на отчетный период.
Кроме того, ряд данных, необходимых для работы горного предприятия, может быть получен в результате линейных измерений меньшей точности, например, определение положения и размеров целиков, мест засечки нарезных выработок и т. п. Периодичность замеров определяется потребностями производства и регламентируется нормативными отраслевыми документами, например, месячные замеры.
2.1.11.2 Замер подготовительных горных выработок
Производство замеров в подготовительных горнах выработках включает:
измерение длины и подвигания выработок с целью определения и контроля объема выполненных горно-подготовительных работ;
измерение длины линий забоев и контроль соответствия фактических сечений подготовительных выработок проектным сечениям;
определение положения и размеров нарезных выработок и целиков с последующим использованием этих данных для пополнения планов горных выработок, подсчета потерь и т. д.;
определение положения и элементов залегания геологических контактов (напластования, тектонических разрывов, трещинноватости) структуры пласта и других геологических объектов.
Порядок выполнения работ:
составление эскиза выработки и забоя;
измерение длины выработки и определение ее подвигания за отчетный период;
измерение длины линии забоя, мощности пласта;
измерение линейных элементов поперечного сечения выработки.
Содержание эскиза:
положение исходных точек и расстояний от них до забоев по предыдущему замеру;
наименование горных выработок и их замеры;
мощность пласта и зарисовка структуры пласта;
места и данные измерения элементов залегания пласта;
места обрушений, опасные очаги и зоны.
Результаты замера заносят в замерную книжку, результаты обработки в Книгу замеров.
Положение указанных объектов определяется относительно мест пересечения выработок, точек теодолитной съемки или от специальных замерных точек, отмеченных в натуре тем или иным способом (краской, металлическими пластинками и др.) в зависимости от вида крепления. Положение этих замерных точек, в свою очередь, устанавливается путем измерения рулеткой их отставаний от ближайших точек теодолитной съемки.
В отчетные периоды от замерных или опорных точек тесьмяной или металлической рулеткой измеряется расстояние до забоя выработки по полезному ископаемому и породе, до последней рамы крепи и до конца уложенных откаточных путей. Разность результатов измерений на конец и начало отчетного периода дает величину подвигания забоя выработки за отчетный период по полезному ископаемому и породе, приращение длины закрепленной части выработки и откаточных путей. Пусть L1 и L2 – расстояние забоя выработки соответственно на начало и конец отчетного периода, тогда подвигание забоя за отчетный период будет в виде:
. (2.38)
Одновременно на составляемом эскизе показывают расстояния до соседних выработок, пересекающих данную; положение нарезных выработок; положение и размеры целиков; положение и характеристику геологических объектов и т. д.
По данным замеров и документации на маркшейдерский план горных выработок наносятся в карандаше не только второстепенные выработки и связанные с ними детали, но и подвигание не основных подготовительных выработок, в результате съемок уточняется конфигурация замеренных участков основных выработок на плане и затем закрепляется тушью. При замерах значительное внимание уделяется контролю соответствия фактических сечений подготовительных выработок проектным. На закрепленных участках сечение выработок измеряется вчерне и в свету. При этом в выработках трапециевидного сечения измеряются: высота h0 от кровли до почвы выработки, высота h от верхняка до головки рельсов, ширина А вчерне и ширина а в свету по низу верхняка, ширина С вчерне с в свету на уровне кромки вагонетки, ширина В вчерне и b в свету на почве выработки, величина зазоров r между стойками и верхней кромкой вагонетки. Кроме того, измеряются зазоры между крепью и стенками выработки, расстояния от головки рельсов до контактного провода.
На незакрепленных участках подготовительной выработки измеряется ее ширина (вверху, внизу, посередине) и средняя высота. В случае выхода сечения выработки за пределы залежи, измеряется длина обнажения залежи в забое (включая раскоску) и мощность залежи.
В случае обнаружения недоступных отклонений сечения и уклона от проектных значений выработка бракуется.
Замеры и контроль сечений подготовительных выработок криволинейного очертания производится разными способами, обычно полярным или способом линейных засечек. При наличии необходимого оборудования может быть использован в этих целях фотоаппарат со щелевой камерой.
При полярном способе используется рулетка и градуированный полукруг (тип транспортира), закрепленный на вертикально установленной распорной стойке на высоте h по оси выработки. Измерение сводятся к измерению рулеткой расстояний от центра полукруга до периметра выработки и угла наклона полотна рулетки в разных ее положениях. По высоте центра h полукруга, измеренным расстояниям li и их углам наклона δi определяется фактическое сечение выработки.
Способ линейных засечек сводится к измерению расстояний l1 и l2 в каждой засечке до определяемой точки контура выработки от произвольно выбранных точек. По высоте h последних относительно почвы выработки и совокупности расстояний l1 и l2 строится фактическое сечение выработки.
Помимо замеров сечений вновь проводимых выработок маркшейдер совместно с представителями технадзора, ответственными за состояние горных выработок, контролирует состояние эксплутационных главных подготовительных выработок. Этот контроль сводится к выборочному замеру сечений выработки, проверке состояния крепи и чистоты выработок, к съемке сечений в местах вывалов породы и проверке сечений после перекрепления выработок, а также к выборочной проверке уклона откаточных тупей и т. д.
Мощность и структура залежи являются основными ее показателями, используемыми при решении многих производственных задач, поэтому их оценке при замерах уделяется большое внимание. При этом часто в расчетах используется мощности залежи по характерным направлениям: по нормали m к залежи, по горизонтальному направлению mг вкрест простирания залежи и по вертикали mв. Для пластовых залежей наибольшее интерес представляет нормальная мощность m, связанная с горизонтальной (вкрест простирания) mг и вертикальной mв следующей зависимостью:
. (2.39)
где δ – угол падения пласта, г.
В случае значительной мощности залежи непосредственное измерение нормальной мощности затруднено, поэтому ее определяют косвенно, при этом исходной является измеренная мощности mизм залежи вдоль секущей выработки или обнажения. Вертикальная мощность mв залежи в данной точке является величиной постоянной в любом вертикальном разрезе т устанавливается в разрезе, проходящем через секущую выработку. Если известна вертикальная мощность и угол падения залежи, то искомую нормальную мощность m находят по формуле (2.39). [ ], [ ].
Целью производства замеров в очистных и нарезных выработках является определение длины линий очистных забоев, их подвигания за отчетный период и выявления деталей очистного пространства с целью получения необходимой информации для пополнения планов, контроля паспортов крепления очистных выработок, подсчета добычи полезного ископаемого, потерь и т. д. Положение очистных забоев определяют рулеточным замером от пунктов съемочной сети. погрешность определения длины линии забоя, подвигания и высоты выработки не должны превышать 1:100. положение очистного забоя при крутом падении с выемкой полезного ископаемого по простиранию определяют путем измерения расстояний от забоя до пунктов, расположенных в штреках верхнего и нижнего горизонтов.
Замеры и съемки очистных забоев и нарезных выработок сопровождаются составлением детального абриса по каждой выработке. К ним относится положение и размеры оставленных целиков; сведения о креплении и поддержании выработанного пространства; характеристика залегания, мощности и структуры пласта. Результаты замера в целом по горному предприятию заносят в Журнал замера горных выработок.
Мощность хорошо выдержанных пластов в очистной выработке измеряется через 15 – 20 м по простиранию и падению пласта. В случае изменчивой мощности элементов залегания, мощности и структуры пласта при замерах и съемках очистных выработок документируется положение, элементы залегания, размеры тектонических разрывов, пережимов пласта, изменчивость литологии кровли и т. д.
2.1.11.3 Определение месячной добычи по участку
Учетом добычи полезного ископаемого называется учет его по числу и массе (нетто) вагонеток, скипов, вагонов или по данным непосредственного взвешивания на вагонных весах полезного ископаемого, поступающего из горных выработок за смену, сутки, месяц. Добыча полезного ископаемого на участках подсчитывается в целях контроля оперативного учета, по результатам замеров раздельно по подготовительным, очистным и нарезным выработкам. Количество вынутого угля определяется по формуле:
(2.40)
где S – площадь подрубленного угля, м2; m – вынимаемая мощность пласта, м; γ – объемный вес угля, т/м3. Площадь подрубленного угля определяется по формуле:
(2.41)
где а – подвигание очистного забоя за месяц, м; L – высота уступа, м.
2.1.12 Учет движения запасов
Учет движения запасов представляет собой периодическое определение количества запасов с начала разработки месторождения. Движение запасов – это изменение их количества в результате добычи, разведки или их переоценки за определенный период.
Учет движения запасов на горных предприятиях, который осуществляют на основе геолого-маркшейдерской документации, подразделяется на следующие виды:
первичный учет движения запасов;
свободный учет движения запасов;
отчетный баланс запасов по состоянию на 1 января каждого года.
Балансовые запасы подлежат учету по всем трем названным видам.
Забалансовые запасы отражаются только в отчетном балансе по состоянию на 1 января каждого года.
Причины изменения величины забалансовых запасов (доразведка, переоценка и др.) должны быть указаны в пояснительной записке к отчетному балансу запасов. Если в процессе эксплуатации месторождения будет обоснована экономическая целесообразность отработки забалансовых запасов, то эти запасы подлежат переводу в группу балансовых и взятию на баланс горного предприятия. Количество вновь подсчитанных и переведенных в балансовые запасы рассматриваются как прирост с дальнейшим учетом их движения в группе балансовых, а числящихся на площади пересчета забалансовые запасы списываются.
Первичный учет движения запасов производится на основе обобщения геолого-маркшейдерских материалов, полученных в процессе геологоразведочных и эксплутационных работ.
За подсчетную единицу (объект) первичного учета запасов могут быть приняты: уступ, блок, панель, камера и др. Объект подсчета при первичном учете выбирается горным предприятием в зависимости от применяемой системы разработки и горно-геологических особенностей месторождения. Первичный учет запасов отражается в паспорте, заведенном для каждой подсчетной единицы первичного учета запасов, к которому прилагается соответствующая таблица.
Первичный учет состояния и движения запасов по указанным выше подсчетным единицам слагается из учета:
количество запасов, находящихся в недрах на начало операционного периода;
количество добытого полезного ископаемого;
количество потерь и разубоживания полезного компонента.
Длительность операционного периода первичного учета по каждой из приведенных позиций может быть неодинаковой (месяц, квартал). Она зависит от особенностей ведения горно-эксплутационных работ и от возможностей организации учета по каждой из этих позиций и устанавливается предприятием.
Запасы подсчетной единицы первичного учета (уступа, блока, панели, камеры), определенные проектом разработки месторождения. Ведомость движение запасов в подсчетной единице первичного учета закрепляется главным инженером, главным маркшейдером, главным геологом.
Свободный учет состояния и движения балансовых запасов производится на 1 января года, следующего за отчетным, в специальной прошнурованной книге с пронумерованными страницами, составляемой по специальной форме. В этой книге отражается движение запасов как по отдельным объектам первичного учета запасов (уступ, блок, панель и т. д.), так и суммарно по более крупным объектам учета: этажу, пласту, линзе, залежи, участку и в целом по месторождению.
Кроме запасов основного полезного ископаемого сводному учету подлежат также запасы всех сопутствующих полезных ископаемых и ценных компонентов, числящихся на балансе горного предприятия независимо от извлечения их при добычи, обогащении и дальнейшей переработке.
В книге свободного учета запасов содержится следующие сведения:
учет уменьшения запасов полезных ископаемых, происходящего в результате добычи, потерь при добычи, нецелесообразности отработки отдельных участков месторождения по технико-экономическим соображениям или в случае не подтверждения запасов при эксплутационной разведке или эксплуатации месторождения и т. п.;
учет прироста запасов в результате проведения геологоразведочных и эксплутационных работ и по другим причинам производится после утверждения в установленном порядке протокола об увеличении запасов;
учет объемов добычи и потерь полезных ископаемых.
По части месторождения, запасы которой не претерпели изменений, остаток запасов вносится одной строкой, после чего производится суммирование запасов. [ ].
2.1.13 Учет потерь полезного ископаемого на участке и мероприятия по их снижению
Основные задачи учета – определение уровня потерь полезных ископаемых для контроля правильности использования недр, анализа соответствия применяемых систем разработки конкретным горно-геологическим условиям, выявления недостатков систем разработки в отношении полноты извлечения полезных ископаемых, разработки и проведения мероприятий для снижения размеров количественных и качественных потерь до оптимального уровня; правильное планирование горных и разведочных работ, строительства предприятий или их дальнейшего расширения и реконструкции.
Потери чаще всего определяют прямым, косвенным и комбинированным способами.
При прямом методе потери определяются или по непосредственно замерным параметрам, характеризующим это явление, или по планам и разрезам, где изображены соответствующие элементы, необходимые для подсчета потерь. В прямом методе для подсчета потерь пользуются следующими формулами:
(2.42)
(2.43)
где П – потери, т ;
Б – балансовые запасы, т;
В – количество добытой пустой породы, т;
Д – количество добытого полезного ископаемого, т;
К – коэффициент примешивания при прямом методе.
Достоинство прямого метода заключается в том, что он позволяет определять величину потерь в любое время, независимо от состояния горных работ в выемочных единицах, кроме того, прямой метод является наиболее точным.
Косвенный метод основан на определении разности между количеством погашенных балансовых запасов полезного ископаемого и компонента.
Косвенный метод можно применять только после полной отработки блока, что является существенным недостатком метода, т. к. он не обладает возможностью оперативного учета потерь и разбуживания.
Подсчет потерь в косвенном методе вычисляется по формуле:
(2.44)
Косвенный метод обычно применяется в тех случаях, когда прямой метод неприемлем, например, для определения потерь при разработке с систематическим обрушением. При комбинированном методе определении потерь основано на совместном использовании элементов прямого и косвенного метода.
Расчет нормативных потерь угля по рассматриваемому выемочному участку приведен в подразделе 1.4
2.1.14 Техника безопасности при ведении маркшейдерских работ
Маркшейдерские измерения (съемки) выполняют бригадой, состоящей из маркшейдеров и съемщиков (горнорабочих) маркшейдерского отдела горного предприятия.
Производство маркшейдерских съемок связано с пребыванием в условиях повышенной опасности, для которых характерны: стесненность и ограничения в выборе мест закрепления пунктов и установки приборов; разнообразие условий и сложность измерений; постоянное перемещение рабочих мест и значительное удаление исполнителей друг от друга; работа со сложными высокоточными приборами.
Безопасность работ в указанных условиях обеспечивается при строгом соблюдении общих правил поведения людей в шахте и мер предосторожности, связанных со спецификой выполнения работ. С общими правилами поведения в подземных условиях студенты знакомятся в курсе «Охрана труда», а также при оформлении на учебную и производственную практики. К мерам безопасности, связанным со спецификой подземных съемок, следует отнести выполнение следующих требований.
1. В удаленных, редко посещаемых людьми выработках, а также в выработках с повышенной опасностью (неудовлетворительного состояния, плохая вентиляция, интенсивное движение транспорта и т. п.) съемки должны производится под непосредственным руководством участкового (или главного) маркшейдера, который имеет газоопределитель.
2. В глухих забоях съемка может выполняться только при работающем вентиляторе местного проветривания и нормальном состоянии воздушного става.
3. В выработках, оборудованных концевой (или бесконечной) откаткой, а также на их приемно-отправных площадках, съемка разрешается под непосредственным руководством маркшейдера после полной остановки транспорта. Подъемная машина (лебедка) должна быть выключена и заблокирована; о работе в указанных выработках должны быть оповещены все службы участка. Возобновление работы транспортных средств разрешается после личного уведомления маркшейдера о выходе из выработки всех исполнителей съемки. Съемку в выработках с концевой откаткой рекомендуется производить в нерабочие дни или смены.
4. При съемках в крутопадающих выработках необходимо особое внимание уделять предотвращению падения кусков породы, приборов и других предметов.
5. Маркшейдерские пункты следует закреплять в безопасных местах. Перед закреплением пункта следует осмотреть кровлю и убедиться в отсутствии нависающих глыб породы и в надежности крепления выработки. Пункты по возможности закрепляются в стороне от рельсовых путей.
6. Перед установкой прибора (по возможности в стороне от рельсовых путей) необходимо осмотреть кровлю и убедиться в ее безопасном состоянии.
7. В высоких выработках подвеску отвесов следует производить, используя лестницу.
8. Рабочие, освещающие передний и задний сигналы, должны следить за приближением транспортных средств (электровоза) и оповещать об этом работающего у прибора. При размещении прибора вблизи транспортных путей в выработке надо заблаговременно остановить движущийся транспорт, размахивая индивидуальной лампой поперек выработки. При возобновлении движения транспортных средств все измерения должны быть прекращены, а приборы убраны в безопасное место.
9. Нельзя производить измерение длин рулеткой через работающие машины, механизмы и движущийся транспорт.
10. Запрещается закреплять пункты, устанавливать приборы, находиться и производить измерения в зоне действия работающих машин и механизмов. Для выполнения названных операций машины или механизмы должны быть выключены, а пускатели заблокированы.
11. В газовых шахтах запрещается вскрытие и ремонт электронных приборов (светодальномера, гирокомпаса и др.).
12. При съемке очистных забоев закрепление пунктов, установку приборов и измерения необходимо производить в свободном проходе для людей; съемку рекомендуется производить в нерабочую или ремонтную смену.
Изложенные требования, являются типовыми, не охватывают всех возможных ситуаций и особенностей каждого горного предприятия, ознакомление с которыми должно быть произведено при приеме на работу. [ ].
2.1.15 Заключение
В задачи маркшейдера при обслуживании эксплуатационного участка входит:
съемки горных выработок;
задание направления горным выработкам;
осуществление контроля ведения горных работ в соответствии с проектами и правилами безопасности;
обеспечение связи между съемками на поверхности и в горных выработках;
контроль за полнотой выемки полезного ископаемого;