Виды подземных съемок кратко

Обновлено: 09.05.2024

Все про уголь и его добычу

Общие сведения о маркшейдерских съемках

Под маркшейдерскими съемками на горном предприятии понимают совокупность линейных, угловых измерений и их обработку в принятой системе координат для определения положения координат пунктов опорных съемочных сетей и построения маркшейдерских чертежей (МЧ). Горно-геологические условия залегання МПИ обусловливают способ их разработки, а последний определяет содержание маркшейдерского обеспечения горного предприятия.

Маркшейдерские съемки при подземном способе разработки МПИ представляют собой сочетание съемок на земной поверхности в районе границ горного отвода и подземных и ориентирно-соединительных съемок в границах шахтного поля. Все указанные съемки выполняют в единой системе координат для получения сопоставимых результатов на земной поверхности и в недрах. Это вызвано тесной технологической связью производимых работ на земной поверхности и в горных выработках, а также необходимостью обобщения материалов соседних участков (районов) для использования результатов съемок для других целей в интересах народного хозяйства.

Маркшейдерские чертежи по материалам маркшейдерских съемок составляют в крупных масштабах 1 : 5000 — 1 : 500. Изменения внешних условий и влияние подземных разработок на земную поверхность, сооружения и горные выработки обусловливают необходимость производства исполнительных, повторных и пополнительных съемок.

Методы съемок на земной поверхности, выполняемые с целью отображения на планах ее рельефа и ситуации, известны из курса геодезии. Объектами подземной маркшейдерской съемки в первую очередь являются горные выработки в границах шахтного поля, размещение и состояние которых постоянно изменяются. При этом одни выработки длительное время сохраняются, другие разрушаются, проходка третьих осуществляется вновь. Рабочие места при проходке горных выработок любого назначения перемещаются в пределах шахтного поля, поэтому для определения их пространственно-временной характеристики на МЧ необходимы периодическая съемка и ведение документации.

Объектами съемки являются также места пересечения разведочными и горными выработками геологических контактов, а именно: кровли и подошвы залежи полезного ископаемого, зоны сместителя, трещин и т. д., характеризующие положение, размеры, форму и строение залежи. Результаты съемки наносятся на планы горных выработок, геологические разрезы, которые используются в качестве технической документации при решении крупных инженерных задач маркшейдерского обеспечения горного предприятия (текущее и перспективное планирование горных работ, расчет промышленных запасов полезного ископаемого, управление ими и др.).

Еще одним объектом подземных маркшейдерских съемок являются особые точки и зоны, характеризующие размещение показателей полезного ископаемого и горно-геологические условия разработки. По результатам съемок на МЧ отображаются места измерения залежи полезного ископаемого и его опробования, места вскрытия горными выработками ранее пройденных разведочных скважин, точки суфлярных выделений газа, пожарные участки, охранных и барьерных целиков, границы влияния надработки и подработки при выемке удароопасных залежей и т. д.

Полученная таким образом документация отработанных участков уточняет горногеологические условия разработки и позволяет более обоснованно прогнозировать их на соседних прилегающих участках. По назначению и способам измерений можно выделить основные виды подземных маркшейдерских съемок:

Определение - маркшейдерская съемка: это комплекс линейных и угловых измерений, реализуемых на земле и под землей с целью нахождения местоположения и высот точек с последующим переносом полученных данных на планы и карты рудников, карьеров, расположения и свойств залежей ископаемых, имеющих промышленное значение. Более коротко можно сказать что это – измерение горных объектов для определения их положения относительно земной поверхности. Данные, полученные в процессе маркшейдерской съемки также используются для решения разнообразных инженерных задач в процессе строительства и эксплуатации предприятий горнодобывающего комплекса. Все маркшейдерские съемки производятся в строгом соответствии с ратифицированным проектом при строгом соблюдении требований инструкции по обеспечению маркшейдерских работ и Основных положений по топографо-геодезическому обеспечению маркшейдерских работ.

Виды маркшейдерских съемок

Все маркшейдерские съемки делятся на подземные и поверхностные. Работы при строительстве подземных сооружений и добыче полезных ископаемых закрытым способом (подземные маркшейдерские съемки) по своему назначению и технологиям производства подразделяются на:

Ориентирно-соединительные съемки являются промежуточным этапом между маркшейдерскими съемками, произведенными ранее на поверхности Земли, и подземными съемками. В их процессе передаются дирекционные углы и координаты опорных точек с земной поверхности в подземные горные выработки с целью объединения всего горнодобывающего комплекса в единой системе координат. Для создания сети опорных точек в горных выработках, и для дальнейшего развития на их основе дополнительных съемочных сетей используются горизонтальные съемки.
Если ставится задача нивелирования высот пунктов опорных сетей для нахождения их высот относительно земной поверхности, а также при проектировании транспортных путей в горных выработках, применяются вертикальные съемки.

При работе на земной поверхности, например при маркшейдерской съемке карьера применяются:

Тахеометрическая съемка - метод комбинированной съемки, результатом которой является одновременное определение плановое и высотное положения точек земной поверхности, что позволяет сразу получать топографический план местности (в переводе с греческого тахеометрия – быстрое измерение). При этом технология тахеометрической съемки в маркшейдерии такая же, как и при аналогичной съемке для топографии.
Ординатный способ (способ перпендикуляров) сейчас практически не применяется из-за своей низкой эффективности и точности. Но при съемке контуров, обладающих несложной конфигурацией, или для определения положения отдельно расположенных точек изредка можно использовать. Местоположение снимаемой точки находятся по величине ординаты, опущенной из данной точки на стороны тахеометрического хода и по расстоянию от начала этого перпендикуляра до ближайшей точки с известными координатами.
Лазерная съемка местности сейчас завоевывает все большую и большую популярность за счет высокой продуктивности работы и простоты выполнения. Это является одним из видов активной съемки. Для определения абсолютных координат каждой точки используется лидар, установленной на опорной точке. Высокочастотный лазер проводит дискретное сканирование, фиксируя направление и отражение лазерного луча вместе с углами разворота и относительными смещениями между компонентами заданной для съемки местности. Для более точного определения координат каждой из точек съемки (а их бывает более нескольких миллионов) местоположение лазерного сканера определяется с помощью GPS-системы.

Краткая информация по анализу точности произведенных маркшейдерских съёмок

Абсолютно любое измерение нельзя выполнить идеально правильно, в любом случае будет допущена какая-то ошибка - визирования, за рефракцию, техническая неисправность прибора. Именно поэтому все работы по маркшейдерской съемке обязательно производятся под строгим контролем и соблюдая все предписания по методам маркшейдерской съемки. Технику, используемую при выполнении съемок, также исследуют и проверяют для установки ее профпригодности для выполнения работ, в соответствии с требованиями инструкций по эксплуатированию приборов.

В технологии маркшейдерской съемки также, как и в геодезии есть два общих требования: съемка по принципе от общего к частному для уменьшения возможности накопления ошибок измерения и повышения качества съемки. И точность съемки, которая определяется погрешностями измерений для необходимой надежности геометрической основы маркшейдерского обеспечения горных работ и их безопасности.

Современные тахеометры имеют специальное ПО, нивелирующее большинство ошибок, непосредственно в процессе съемки – коллимационные ошибки, ошибка эксцентриситета и прочие системные ошибки. Но такие ошибки, как ошибка ориентирования через один вертикальный шахтный ствол или анализ предварительной оценки точности смыкания встречных забоев, проводимых в пределах одной шахты (лишь несколько примеров, проверок намного больше) рассчитываются уже после самого процесса съемки вручную или в специальном ПО (например - CREDO DAT). Также необходимо всегда проверять допуски и среднеквадратические ошибки при измерении длин, углов и превышений. Все формулы и допустимые величины можно найти в Инструкции по обеспечению маркшейдерских работ или в статье на нашем сайте.

Топографическая съемка местности выполняется для изготовления чертежа, который называется топографическим планом местности. На этом плане будут отображены, в системе принятых для этого масштаба условных знаков, все наземные объекты этой местности, рельеф и подземные коммуникации.

Рассмотрим кратко все известные на данный момент разновидности топосъемок. Разные подходы — разная стоимость топографии.

Наземные- воздушные топосъемки

воздушная топосъемка

Наверное, Вы сразу подумали о космических фотоснимках земной поверхности. Да- снимки из космоса используют для создания/обновления карт. Но как таковая, спутниковая фотосъемка не может являться топографической- слишком малая точность и невозможность вычислить высоту. Под воздушной топосъемкой понимают аэрофотосъемку со специализированных самолетов. Методика измерений и уровень развития приборов позволяют составить планово-высотный план/карту местности. Про аэрофотосъемку можно узнать ниже.

комбинированная аэрофототопографическая съемка

Несмотря на сложное название, это та же аэрофотосъемка, но с использованием наземных измерений. Плановое положение объектов определяется по снимкам, а рельеф измеряется другим наземным способом. Такая практика характерна для территорий с невыраженным рельефом.

наземная топосъемка

Именно она являет нам большое многообразие используемых приборов и способов получения информации о местности. Используется наземная топографическая съемка, если воздушная нецелесообразна по причине низкой точности или высокой стоимости.

Топосъемки с различными приборами

теодолитная съемка

Применяется сейчас очень редко ввиду несовременности прибора- теодолита. Он измеряет вертикальные и горизонтальные углы. Этот прибор механический и не может измерять точное расстояние до объектов, что делает его непрактичным в эксплуатации. Обычно используется с дальномерной насадкой. В таком сочетании точность измерений приближается к тахеометрической, однако скорость и удобство выполнения работ оставляет желать лучшего. Ведь приходится снимать показания сразу 2-х приборов и вручную записывать измерения в журнал. Без использования дальномерной насадки используется либо нитяной дальномер (с использованием показаний по нитям в окуляре теодолита) либо рулетка. В этом случае точность съемки достаточна только для карт и планов масштаба 1:2000 и мельче.

тахеометрическая съемка

Применяется сейчас повсеместно и является основным видом съемки, используемым в целях строительства. Основной прибор- тахеометр— является цифровым последователем теодолита с возможностью измерения расстояний с точностью до 1 мм и углов с точностью до десятых секунд. Он измеряет вертикальные и горизонтальные углы, расстояния, записывает все измерения в память и может решать некоторые геодезические задачи в зависимости от оснащения.

Например, вычислить площадь или объем объекта, превышение между точками, рассчитать координаты объекта или, наоборот, расстояние и угол до искомой точки и т.д. Он позволяет производить топосъемку объектов для составления планов от 1:200 и мельче.

мензульная съемка

Ее основы преподают только в институтах для наглядного объяснения методики теодолитной и тахеометрической съемки. И скорее всего, будут это делать и впредь, чтобы студенты понимали, что же измеряют современные тахеометры, и как эти измерения наносятся на план. Основная суть этой методики- нанесение объектов на план происходит непосредственно в полевых условиях прямо на кальку или бумажный план с использованием мензулы (стол, на котором растянут план) и кипрегеля (прибор для ориентирования и измерения расстояний). На данный момент другого применения , кроме обучающего, не имеет, так как используемые приборы безнадежно устарели. Мензульная съемка реально применялась до середины 1990-х годов, потом ее вытеснили более перспективные методики.

нивелирование

Исходя из названия- проводится при помощи нивелира. Этот прибор предназначен для измерения превышений между объектами. Часто успешно заменяется использованием того же тахеометра (если позволяет точность последнего). Нивелирование с использованием мерных инструментов (рулеток) иногда используют для съемки ровных поверхностей методом квадратов. Прибегают к нивелирной съемке, зачастую не имея более совершенных и подходящих для этого приборов. Для небольших объемов работ нивелир для этих целей можно использовать, однако настоящая вотчина этого прибора- высокоточное определение высот объектов и их изменения с течением времени (наблюдение за деформациями).

наземная фототопографическая съемка

Используется для нее фототеодолит — гибрид профессионального фотоаппарата и теодолита. Используется в тех местах, где есть хорошая видимость и большой объем работ. Незаменим в горах и других труднодоступных местах, где другие виды топосъемок использовать нерентабельно. Однако и сама фототопографическая съемка довольно дорога из-за большой стоимости прибора и программного обеспечения. Также из-за достаточно узкой направленности встречается достаточно редко.

стереотопографическая или аэрофотосъемка

Этот вид съемки широко известен далеко за пределами узкого круга профессионалов. Смысл ее понятен- самолет летает на определенной высоте и с определенной частотой фотографирует земную поверхность. После этого снимки привязываются к объектам на местности и подготавливается план или карта территории. Используемый прибор- высокоточный фотоаппарат с большим разрешением и увеличением. С помощью аэрофотосъемки можно оформить план не крупнее 1:10000, так как точность и наглядность снимков не позволят отобразить мелкие объекты, которые указываются на планах более крупных масштабов.

спутниковая съемка

В настоящее время этот вид съемки широко востребован для трассирования линейных сооружений (ЛЭП, дороги и т.д). Используемый прибор — спутниковый GPS/GLONASS приемник в режиме кинематика или RTK (реального времени). Подробнее о спутниковом методе определения координат можно узнать здесь. Хочется отметить, что, несмотря на свою простоту в работе, этот вид съемки не может конкурировать с тахеометрической для площадных объектов. Препятствием для этого служит невозможность установки приемника непосредственно над углом здания, например, и ограниченность приема сигнала спутников в лесу и при плотной городской застройке.

лазерное сканирование

Самый технологичный и дорогой вид съемки. Прибор, разумеется, называется лазерный сканер. По сути этот прибор фиксирует местность, измеряя координаты всех окружающих объектов и создавая объемную модель. Чаще всего используется для съемки линейных сооружений. Сложность заключается в том, что объем данных, получаемых в процессе такой съемки измеряется террабайтами, которые могут обработать только ультрасовременные компьютеры. А сам сканер стоит десятки миллионов рублей. Программное обеспечение и квалифицированные специалисты также влияют негативно на стоимость работ. Это и обуславливает редкое применение данной высокотехнологичной съемки.

Съемки высотные- невысотные

Есть немного другое подразделение съемок на виды. Оно связано с тем, указывается ли рельеф местности на плане или нет. Если рельеф не учитывается, то съемку называют горизонтальной или ситуационной (например, ситуационный план). Иногда такую съемку называют геодезической плановой. Она производится , в основном, для кадастровых нужд. При измерении рельефа съемку считают топографической и подготавливают топоплан.

Специальные топосъемки

Специальные съемки- это тоже разновидности съемки, когда существуют нестандартные требования к их проведению, изложенные в техническом задании. Вот основные из них:

фасадная съемка

Скорее это не совсем топографический вид- ведь в итоге получается не план местности, а план наружных стен здания. Применяется для подготовки проектов реконструкции зданий. Приборы могут использоваться различные (лазерные сканы, тахеометры и т.д), соответственно и методики непохожи друг на друга.

подеревная съемка

Как видно из названия- при топосъемке в первую очередь указывается растительность, вплоть до кустов, если это необходимо. Конечно измеряются и остальные значимые объекты. Обычно масштаб составляет 1:500-1:200. Часто требуется дендрологам, ландшафтным дизайнерам и всем, кому важно местоположение деревьев на плане.

исполнительная съемка

Стоит оговориться, что исполнительная съемка вообще подразумевает измерение готовой части или всего объекта строительства для сопоставления с проектными данными. Но если говорить о топографической съемке, то исполнительной обычно считают съемкой коммуникаций, в том числе подземных. Она проводится после прокладки последних (но до засыпки их грунтом) для нанесения на дежурные карты эксплуатирующих организаций и местных органов архитектуры. Впоследствии местоположение этих коммуникаций всегда можно будет определить на местности.

Актуальность топографической съемки

После проведения топографической съемки и обработки результатов топографический план сдается в бумажном и электронном видах заказчику и дальнейшее проектирование ведется при помощи современных компьютерных технологий. Со временем такие топографические планы устаревают, поэтому, им периодически необходима актуализация (обновление). Для принятия верных управленческих и проектных решений необходим топографический, актуальный план местности.

Геолого-маркшейдерские работы – очень важная часть поиска полезных ископаемых. Она проводится для изучения недр земли. Техники или горные инженеры долгое время исследуют особенности коры, ее состав, создают предварительные планы работ, необходимых для разработки месторождений. Маркшейдерская съемка – вид исследования местности, без которого не обходится ни одна геологическая разведка и выработка полезных ископаемых.

Основные задачи маркшейдерской съемки

Важным этапом геологического исследования местности, перед бурением скважин, является маркшейдерская съемка. Инженеры и техники проводят предварительную оценку местности, чтобы удостовериться, что размещение производства здесь будет рентабельным. На основе ее данных будет создаваться графическая документация, и планироваться дальнейшая разработка.

Первое, что создается на основе данных маркшейдерской съемки – геологическая сеть. На ней отображается полная информация о рельефе местности, наносятся транспортные коммуникации и водоемы. Этот этап важен для правильного построения сооружений, выбора подходящих конструкций. Благодаря замерам можно вести контроль над состоянием горных пород. Их смещение, деформация, устойчивость должны постоянно быть под вниманием геологов, ведь любые изменения могут привести не только к обрушению зданий, поломке техники, но и представляют опасность для жизни рабочих.

Маркшейдерская съемка выработки используется для оценки производства. Таким образом, ученые узнают, соответствует ли работа плану, задаются новые направления, исследуется безопасность.

Подземная съемка позволяет оценить количество полезных ископаемых, их глубину и протяженность. Благодаря ее показателям определяется их положение в пространстве, форма, а также свойства залежей и их структура. Один из важных этапов – определение опасных участков земной коры.

Сейчас все виды маркшейдерской съемки проводятся с помощью специального высокоточного оборудования, а данные интерпретируются программами. Даже находясь на значительном удалении от месторождения.

Классификация маркшейдерской съемки по типу измерительных приборов

Виды маркшейдерских работ различаются по типу измерительных приборов, использующихся в исследовании. Нивелирные подразумевают применение нивелира – специального приспособления для ортометрических замеров – оценка геодезической высоты. С помощью этого прибора определяется расположение геологических пород относительно высоты над уровнем моря. Благодаря этим параметрам, исследователи могут предположить близость подземных вод, опасность затопления и рассчитать трудности, связанные с этим показателем.

Также они служат основой для создания разрезов и карт участка, выбранного для исследования. Согласно им будет создаваться план постройки сооружений, где учитывается деформация и осадка зданий.

Теодолитно-угломерная съемка используется на равнинной местности, где есть постройки или растительность, мешающая провести стандартные замеры. Перед изучением местности этим способом проводится рекогносцировка, создание теодолитного хода, путем забивания колышек в землю и соединения их канатом. Главная задача этого вида маркшейдерских работ – получение основы для съемки рельефа и местности. Подобные замеры проводятся и под землей, что является геометрической основой для снятия шахты.

Тахеометрическая съемка используется для быстрого создания топографического плана местности. Во время этого процесса определяется плановое и высотное положение точек рельефа. Во время изучения местности сейчас используется электронный тахеометр. Также могут комбинироваться данные теодолитной съемки и светодальномера.

Мензуальная съемка проводится для создания плана небольшого участка, особенно при отсутствии фото с высоты. Для нее используется специальный чертежный столик – мензула, на котором делаются чертежи непосредственно на участке исследования. Все контуры, отдаленные участки, дороги, населенные пункты наносятся графически точками. Далее они соединяются линиями, записывается высота и протяженность. Несмотря на отсутствие автоматических приборов, его использование непосредственно на участке позволяет создать точную проекцию местности.

Классификация маркшейдерской съемки по типу назначения

Большая часть маркшейдерских съемок проводится как во время первоначальной оценки месторождения, так и в процессе выработки. Это важный этап всего производства, ведь по данным исследования можно определить, правильность работы и поменять ее направление.

На геологическом участке чаще всего проводятся 2 вида работ:

Для них используется одинаковое оборудование, но построение чертежей немного отличается. В подземных работах исследуется больше данных, определяется состав пород, их плотность и стабильность. Маркшейдерская съемка горной выработки проводится в шахтах и карьерах планово, чтобы внести коррективы в производство, оценить его рентабельность, отметить успехи.

Особенность этого вида исследования в том, что оно проводится многоэтапно, требует большого количества оборудования. После замеров все данные сводятся в 3Д модель в масштабе. Сейчас проведение маркшейдерской съемки упрощается, благодаря беспилотникам, которые могут подниматься над землей и делать снимки. Помогает и использование программного обеспечения, которое может интерпретировать данные с фото, превращая их в подробную топографическую карту местности.

Маркшейдерская съемка карьеров не обходится без летательного оборудования. Замеры производятся циклично, чтобы оценить масштабы проведенных работ.

Заключение

Без геолого-маркшейдерских работ не обходится и одно горнодобывающее предприятие. В комплекс мероприятий, которые проводятся на производстве входит:

Топографическая съемка;
Обзор горных выработок;
Обзор капитальных сооружений;
Определение пространственного положения ископаемого;
Исследование тифа, формы, протяженности и объема залежей;
Обзор геологического строения месторождения;
Профильная съемка;
Определение границ безопасного ведения работ.

После проведения всех исследований создается документация, которая используется в плане выработки горного производства. Эта работа лицензируется государством, разрешение на нее можно получить только при наличии специального оборудования. Все приборы подлежат проверке и калибровке и проверяются перед каждым применением.

Работа проводится только квалифицированными специалистами, получившими государственное разрешение. Важнейшей частью является соответствие всем гостам и технике безопасности. Предварительно заполняются все необходимые бумаги, для исключения непредвиденных ситуаций в процессе замеров.

Читайте также: