47. Геометричне та тригонометричне нівелювання

Геометричне нівелювання виконується у вироб­ках, кут нахилу яких не перевищує 5-8°, го­ризонтальним променем візування методом із середини або вперед.

При нівелюванні вперед перевищення між двома точками ви­значається за формулою:

,

де i – висота інструмента; в – відлік за рейкою.

При нівелюванні із середини перевищення знаходять за ви­разом:

,

де а і в – відліки по рейках відповідно задньою і перед­ньою.

На відміну від поверхні точки в шахті можуть розташову­ватися як у підошві виробки, так і в покрівлі. Незалеж­но від місця їх розташування, нівелірна рейка завжди встановлюється нулем на точку. У зв'язку з цим відліки за рейкою, яка встановлена на пунктах, за­кладених у покрівлі виробки, вважають від'ємними.

Висотні відмітки точки визначаються із виразів:

де – висотна відмітка точки і-1 ; ГI – гори­зонт інструмента (висотна відмітка візирного променя нівеліра). Визначення висотної відмітки через горизонт інструмента здій­снюють, як правило, для проміжних точок.

Висотні відмітки реперів і пунктів опорної маркшейдерської мережі визначають шляхом прокладання замкнутих, розімкнутих або висячих нівелірних ходів, пройдених двічі (у прямому і зворот­ному напрямках). При цьому нівелювання здійснюють із середини.

Камеральна обробка нівелірних ходів у шахті виконується аналогічно, як і на поверхні.

Якщо нев'язка ходу не перевищує допустимої, то вона розподіляється із зворотним знаком порівну на всі станції ходу.

У гірничих виробках з кутом нахилу більше 5-8° для визна­чення висотних відміток точок використовують тригонометричне нівелювання, для виконання якого необхідно мати теодоліт і ру­летку.

Для визначення перевищень між двома точками, закладеними в гірничій виробці в її покрівлі або підошві, в одній із точок встановлюють теодоліт, а в другій підвішують висок або встанов­люють нівелірну рейку. На виску або рейці роблять помітку, на яку наводять візирний промінь теодоліта. Після цього виконують вимірювання кута нахилу  візирного променя, відстані між точками L , висоти іструмента i (відстань від горизонтальної осі теодоліта до точки) та висоти візування (відстань від позначки на виску або рейці до точки).

Кут нахилу  вимірюють при двох положеннях вертикального круга. Відстань L вимірюють за методикою виконання лінійних вимірів у цих мережах. Висоту інструмен­та i та візування  вимірюють двічі стальною рулеткою до міліметрів. Перевищення між точками А і В обчислюють за формулою:

;

.

для кожної сторони ходу визначається двічі – в прямому і зворотному напрямках. Різниця абсолютних значень пере­вищень із прямого і зворотного нівелювання не повинна перевищу­вати:

– в опорних маркшейдерських мережах 0,4L;

– у знімальних мережах 1:1000 її довжини, де L – довжина лінії.

За остаточне беруть середнє перевищен­ня.

Тригонометричне нівелювання в шахті

48. Маркшейдерські роботи при спостереженні за зсувами

Вивчення процесу зсування гірських порід і земної поверхні здійснюється за допомогою таких методів:

1) маркшейдерські інструментальні спостереження на місцево­сті за зсуванням земної поверхні;

2) спостереження на місцевості за зсуванням гірських масивів;

3) лабораторні дослідження процесу зсування на фізичних мо­делях;

4) аналітичні дослідження процесу зсування на математичних моделях.

Зупинимося на кожному з цих методів більш детально.

Маркшейдерські інструментальні спостереження на місцевості за зсуванням земної поверхні проводять на спостережних станціях, які складаються із системи реперів, що закладені по профільних лініях. Розрізняють типові і спеціальні спостережні станції.

Типові спостережні станції закладають для визначення пара­метрів процесу зсування, встановлення характеру розподілу зсува­ння і деформацій земної поверхні в мульді зсування, а також ха­рактеру їх накопичень при вийманні світи пластів або одного пласта на кількох горизонтах. Термін існування станції – від одного ро­ку до кількох десятиліть. Спеціальні спостережні станції закладають для вивчення зсування земної поверхні, а саме для визначення умов і місць утворення зосереджених деформацій (тріщин, уступів) над виходами пластів і порушень під наноси, для встановлення взаємозв'язку грунту і спо­руд при підробці; для контролю відповідності фактичних деформацій розрахунковим; для дослідження характеру накопичення деформацій при багаторазовому оконтурюванні запобіжних ціликів тощо.

Спостереження на місцевості за зсуванням гірських масивів здійснюють, як правило, за допомогою глибинних реперів, закла­дених у свердловинах. Для цього використовують такі типи реперів: глибинні репери з механічними зв'язками; радіоактивні репери; магнітогерконові репери.

Лабораторні дослідження процесу зсування на фізичних моде­лях передбачають використання таких методів: еквівалентних матеріалів; фотопружності; центробіжного моделювання.

Аналітичні дослідження зсування гірських порід і земної по­верхні на математичних моделях дозволяють зрозуміти фізичну суть цього процесу. В їх основу покладено залежність між величинами горизонтальних зсувань і нахилами земної поверхні, вста­новлену С.Г. Авершиним, яка дозволяє визначити деформацію масиву в цілому. Однак теорія процесу зсування залишається до нашого часу остаточно не розробленою, що обумовлено складністю цього явища.