Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт
Розроблено нові способи з’єднувальних зйомок глибоких шахт, що забезпечують якісний контроль роботи обладнання технологічного комплексу шахти. New methods of instrumental survey of deep mines that provide qualitative control of equipment of mine production facilities are developed....
Saved in:
| Published in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2010
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99635 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт / В.И. Беженцев, Н.А. Дроздова, Н.Н. Киселев, А.Н. Феофанов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 7. — С. 139-147. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860133921030668288 |
|---|---|
| author | Беженцев, В.И. Дроздова, Н.А. Киселев, Н.Н. Феофанов, А.Н. |
| author_facet | Беженцев, В.И. Дроздова, Н.А. Киселев, Н.Н. Феофанов, А.Н. |
| citation_txt | Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт / В.И. Беженцев, Н.А. Дроздова, Н.Н. Киселев, А.Н. Феофанов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 7. — С. 139-147. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | Розроблено нові способи з’єднувальних зйомок глибоких шахт, що забезпечують якісний контроль роботи обладнання технологічного комплексу шахти.
New methods of instrumental survey of deep mines that provide qualitative control of equipment of mine production facilities are developed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:46:14Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 7, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 7, 2010
139
УДК 622.1:622
ЦЕНТРИРОВАНИЕ И ОРИЕНТИРОВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ГЛУБОКИХ ШАХТ
Беженцев В. И., Дроздова Н. А., Киселев Н. Н., Феофанов А. Н.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
Розроблено нові способи з’єднувальних зйомок глибоких
шахт, що забезпечують якісний контроль роботи обладнання
технологічного комплексу шахти.
New methods of instrumental survey of deep mines that provide
qualitative control of equipment of mine production facilities are de-
veloped.
Развитие и становление горнодобывающей промышленно-
сти проходило в несколько этапов: от использования простейших
инструментов на шахтах мелкого заложения до применения вы-
сокотехнологического оборудования в проходческих и добычных
участках на глубинах 1000–1600 м. При этом эксплуатация со-
временного угольного предприятия с большими шахтными поля-
ми и глубокими фланговыми стволами, расположенными на 5–6
км от главных, требует высокой точности проведения маркшей-
дерских работ [1].
Добыча полезного ископаемого подземным способом, имеет
свои особенности, заключающиеся, главным образом в наличии
технологической связи подъемного оборудования, расположен-
ного на поверхности и в горных выработках рабочих горизонтов.
Известно, что строительство и эксплуатация угольной шах-
ты, отдельных её блоков и глубоких горизонтов, осуществляется
на основе проекта, разработанного в системе координат осей
стволов шахты. Перенос проектных осей с чертежей в натуру
осуществляется маркшейдерской службой путём закрепления их
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 7, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 7, 2010
140
пунктами на промплощадке и в капитальных горных выработках.
От этих исходных пунктов создают подземную опорную марк-
шейдерскую сеть методом соединительных съемок, которые пре-
дусматривают установление геометрической связи между опор-
ными сетями на поверхности и в шахте.
Соединительные съемки относятся к числу наиболее ответ-
ственных маркшейдерских работ, поэтому их выполняют с высо-
кой точностью и надежно контролируют. Ориентирование по
вертикальным горным выработкам производят специальными
способами, которые подразделяются на геометрические и физи-
ческие.
При использовании геометрических способов применяют
отвесы, опущенные в вертикальные стволы шахты для определе-
ния координат точек и дирекционного угла стороны подземной
съемки. Критерием точности передачи отметки является сравне-
ние расстояний между отвесами на поверхности и в шахте. Этот
способ используют редко, как правило, при малой глубине рабо-
чих горизонтов (до 500 м) [2].
Существенный недостаток соединительных съемок с помо-
щью отвесов – низкая точность передачи координат и дирекци-
онного угла с поверхности в шахту, поскольку на отвес, изготов-
ленный из проволоки, в стволе действует ряд факторов, которые
отклоняют его от вертикали. Это, прежде всего, одностороннее
движение воздуха в стволе, обильный капеж, переменное давле-
ние, воздействие температуры, гравитационные силы и электро-
магнитное поле.
Горизонтальная соединительная съемка с применением ги-
рокомпаса состоит из двух независимых частей: передачи дирек-
ционного угла исходной стороны с точностью 20'' и проектирова-
ния координат точки с поверхности в шахту с помощью качаю-
щегося отвеса. Гироскопический способ горизонтального ориен-
тирования подземных маркшейдерских сетей рекомендуется во
всех случаях. В нем используется свойство оси маятникового ги-
рокомпаса совершать гармонические колебания около положения
равновесия, совпадающего с плоскостью астрономического ме-
ридиана точки, в которой установлен прибор.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 7, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 7, 2010
141
Практическая ценность указанного ориентирования заклю-
чается в том, что на любой глубине, в любой выработке шахтного
поля, на любом удалении от стволов можно с высокой точностью
найти дирекционный угол одной или нескольких сторон марк-
шейдерской опорной сети. Это предопределило применение со-
единительной съемки с опусканием в ствол одного отвеса для оп-
ределения координат Х и У начальной точки подземного полиго-
на.
Передача отметок на горизонты от 500 до 1600 м осуществ-
ляется одним качающимся отвесом. Известно, что точка на гори-
зонте не лежит на одной вертикальной прямой с точкой, распо-
ложенной на поверхности. Это обязывает маркшейдеров выпол-
нять трудоемкие измерения в стволе для определения среднего
положения отвеса на рабочем горизонте. Для закрепления отве-
сов в точке среднего положения применяют обычно центриро-
вочную (проектировочную) тарелочку [3, 4].
В производственных условиях задачи центрирования и ори-
ентирования решаются в такой последовательности. С помощью
отвеса традиционным способом выполняют проектирование точ-
ки с поверхности в шахту [2]. Ориентирование исходной стороны
подземной опорной маркшейдерской сети производят гироскопи-
ческим способом. Особенно широко его используют на предпри-
ятиях, имеющих большие шахтные поля.
На глубоких шахтах координаты Х, У, Z передают по верти-
кальным стволам проволочными качающимися отвесами и глу-
биномерами ДА-2. При этом недостатком является отсутствие в
нормативных документах способа определения погрешности ко-
ординат Х, У и Z.
Известно, что приборы и средства измерения должны пе-
риодически подвергаться метрологическому обследованию [5].
Измерения нельзя считать законченными, пока не дана оценка их
точности. В результате измерений нужно получить два ряда чи-
сел, значение физических величин и оценку их точности, что дос-
тигается при определённых условиях метрологического обследо-
вания приборов на поверхности. Для некоторых маркшейдерских
приборов, применяемых в глубоких стволах (например, глубино-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 7, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 7, 2010
142
мер ДА-2 и проволочный отвес), такая поверка не проводится,
т.к. нет эталона для сравнения.
В силу производственной необходимости маркшейдер рабо-
тает с приборами, которые не подлежат метрологическому об-
следованию на поверхности. К таким приборам относятся ДА-2,
ПМ4 и ПМ11, предназначенные для измерения глубины ствола от
500 до 1600 м. С 1980 г. ДА-2 не выпускается из-за несовершен-
ства считывающего устройства и невозможности выполнения
метрологических поверок, приближенных к шахтным условиям,
что относится и к ПМ4 и ПМ11. Заменить проволочные глубино-
меры нечем, так как нет специальных маркшейдерских приборов
передачи высоты в шахту. Требовалось найти выход из сложив-
шейся ситуации. Для этого маркшейдеры удлинили проволоку
ДА-2 до 1300 м и измеряют глубину стволов, между которыми
должны проводиться выработки встречными забоями, одним и
тем же прибором ДА-2. В этих условиях ошибка при измерении
на одной шахте не влияет на точность смыкания встречных забо-
ев выработок [6].
При консервации и закрытии шахт возникла необходимость
устройства водоспускных выработок с высокой точностью в вер-
тикальной плоскости, иначе может «зависнуть» значительный
объем воды в старых выработках. Это объясняется тем, что уро-
вень затопления выработанного пространства по каждому пласту
определен недостоверно. Вода из затопленных выработок может
проникать на действующие горизонты. В связи с этим понадоби-
лось разработать современные приборы и методику измерения
глубины стволов, передачи высотных отметок с поверхности на
глубину величины подъемного каната.
УкрНИМИ разработал способы, новизна которых заключа-
ется в том, что проектирование точек и передача высотных отме-
ток с поверхности в выработки осуществляется на любую глуби-
ну без присутствия в стволе маркшейдера и без измерительных
проволочных приборов. Кроме того, исключается устройство на-
стила на поверхности и рабочем горизонте, трудоемкая работа по
спуску в шахтный ствол и подъему отвесов и глубиномера. Про-
стота серийного оборудования, несложность измерений обеспе-
чивают высокую точность, производительность и безопасность.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 7, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 7, 2010
143
Новый способ передачи координат Х и У с поверхности на
рабочий горизонт заключается в том, что в качестве координато-
передающего элемента вместо отвеса предлагается использовать
проводники армировки ствола следующим образом. На нулевой
площадке шахтного ствола и рабочего горизонта на проводнике
наносят метки. Координаты метки находят на поверхности обыч-
ным способом. Затем с помощью профилирующей станции СИ
вычисляют отклонение проводника от вертикали на рабочем го-
ризонте, а также координаты метки в шахте. Далее методом при-
мыкания определяют координаты Х и У на поверхности и пере-
дают их в шахту с армировки на подземную опорную сеть [7].
Использование предполагаемого способа передачи коорди-
нат точек с поверхности на глубокие горизонты снижает трудо-
емкость маркшейдерских работ, сокращает на порядок затраты
времени, повышает безопасность. Опытная проверка способа вы-
полнена при строительстве горизонта 950 м шахты им. Гагарина.
Точность положения начального пункта опорной сети на рабочем
горизонте получена в пределах, предусмотренных Инструкцией [2].
Способ передачи высотной отметки в шахту на большие
глубины заключается в том, что вместо традиционного прово-
лочного глубинометра, предусматривающего спуск по стволу
мерной проволоки с грузом, в качестве измерительного инстру-
мента используется движущийся канат подъемной машины. Вы-
сотная отметка передается следующим образом (рис. 1) [8].
В надшахтном копре 1 формируют стационарную эталон-
ную базу. Для этого параллельно канату 2 подъемной машины на
участке между подшкивной 3 и нулевой 4 площадками натягива-
ют компарированную рулетку 5. Напротив нее в створе каната 2
устанавливают на подшкивной площадке нивелир 6 и мерную
рейку 7, а на нулевой площадке – нивелир 8 и мерную рейку 9
расположенную на исходном репере. Рулеткой 5 с помощью реек
7 и 9 измеряют расстояние между осью нивелира 6 на площадке 3
и осью нивелира 8 на площадке 4 с учетом правок на компа-
рирование и температуру. Верхнюю Мп и нижнюю Мп-1 точки
сформированной таким образом эталонной базы L переносят на
канат подъемной машины.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 7, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 7, 2010
144
Рис. 1. Способ передачи высотной отметки в шахту по подъ-
емному канату
По мере перемещения каната 2 в ствол 10 эталонную базу L
пошагово переносят на канат. Глубину ствола Н определяют по
формуле:
dLН ∑±∑= , (1)
где d – домеры в копре и стволе.
Передачу высотной отметки в стволе на горизонт осуществ-
ляют нивелиром 11 на рейку 12 через самую нижнюю метку в
клети на репер R2.
В соответствии с Инструкцией [2] маркшейдерская опорная
сеть является геометрической основой шахты для ориентирова-
ния и центрирования горных выработок и технологического обо-
рудования, расположенного в подземных условиях и на поверх-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 7, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 7, 2010
145
ности шахты [9], и решения горно-геологических задач, связан-
ных с разработкой угольного месторождения.
Для построения опорных маркшейдерских сетей на глубо-
ких шахтах рекомендуем следующее:
– наземная геодезическая сеть на территории горного отвода
шахты должна обеспечивать требуемую точность определения
исходных пунктов подземной маркшейдерской сети на момент их
закладки [10];
– координаты и дирекционные углы с поверхности на глубо-
кие горизонты следует передавать по методике УкрНИМИ [7, 8];
– постоянные пункты подземных маркшейдерских сетей не-
обходимо закладывать так, чтобы сохранить неизменным их по-
ложение в пространстве не менее срока существования выработ-
ки, где они заложены [10];
– инструментальные измерения выполнять существующими
и перспективными моделями измерительных приборов;
– точность определения координат пунктов должна соответ-
ствовать требованиям современного горного производства.
В соответствии с Инструкцией [2] на большинстве шахт
Донбасса необходимо произвести повторные измерения для оп-
ределения координат подходных пунктов на поверхности и в вы-
работках от государственной геодезической сети, пункты кото-
рой частично уничтожены или к ним нет подхода. В этих случаях
целесообразно использовать спутниковую геодезию [11].
ВЫВОДЫ
УкрНИМИ разработал новые беспроволочные способы пе-
редачи координат Х, У, Z на глубокие горизонты шахт, которые
обеспечивают высокую точность проведения горных выработок,
ориентирование и центрирование технологического комплекса
шахты. Данные способы являются дополнением КД 1206203-
2000.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 7, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 7, 2010
146
СПИСОК ССЫЛОК
1. Правила технічної експлуатації вугільних шахт. Видання офі-
ційне. Стандарт Мінуглепрому України. – Київ, 2006. – 303 с.
2. КД 12.06.203-2000 Маркшейдерські роботи на вугільних шах-
тах та розрізах. Інструкція: Затв. Мінпаливенерго України
12.12.00. – Донецьк: «АЛАН», 2001. – 264 с.
3. Оглоблин Д.Н., Герасименко Г.И. и др. Маркшейдерское де-
ло. Изд-во ІІ перераб. и доп. – М.: Недра, 1972. – 584 с.
4. Борщ – Компанец В.И., Навитный А.М., Кныш Г.М. Марк-
шейдерское дело. Изд-во ІІ перераб. и доп. – М.: Недра, 1985.
– 397 с.
5. Про метрологію та метрологічну діяльність: Закон України
від 11 лютого 1998 р. // Відомості Верховної Ради України –
1998 - № 30–31, ст. 194 (175 – IV від 15.06.2004 р.).
6. Беженцев В.И., Полосьмак В.Н. Новые условия и способы
маркшейдерских работ в шахтном сроительстве // Уголь Ук-
раины. – 2000. – № 2.
7. Спосіб передачі координат точок з поверхні на робочий гори-
зонт [Текст]: пат. 16782 Україна: МПК (2006) Е21D 1/00 /
Бєженцев В.І., Камбурова Л.О., Кисельов М.М., Філатов В.Ф.;
заявитель и патентообладатель УкрНДМІ НАНУ. –
№ U200602837; заявл. 16.03.2006; опубл. 15.08.2006, Бюл. № 8. –
8с.
8. Спосіб передачі висотної відмітки [Текст]: пат. 15618 Ук-
раїна: МПК (2006) Е21В 47/04, Е21Д1/00 / Анциферов А.В.,
Тіркель М.Г., Кисельов М.М., Бєженцев В.І., Філатов В.Ф.
Полосьмак В.М.; заявитель и патентообладатель УкрНДМІ
НАНУ. - № U200512476; заявл. 23.12.2005; опубл. 17.07.2006,
Бюл. № 7. – 6 с.
9. Спосіб орієнтування шахтної підьомної установки [Текст]:
пат. 19534 Україна: МПК (2006) Е21L1/00 / Бєженцев В.І.,
Кисельов М.М., Філатов В.Ф.; заявитель и патентообладатель
УкрНДМІ НАНУ. - № U 200607396; заявл. 03.07.2006; опубл.
15.12.2006, Бюл. № 12. – 4 с.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 7, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 7, 2010
147
10. Беженцев Д.А., Беженцев В.И. Влияние маркшейдерских ра-
бот на безопасность труда в угольных шахтах // Уголь Украи-
ны. – 2009. – № 11.
11. Маркшейдерия: Учебник для вузов / Под ред. Певзнера М.Е.,
Попова В.Н. Изд-во Московского госуниверситета. – М.,
2003. – 419 с.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99635 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:46:14Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Беженцев, В.И. Дроздова, Н.А. Киселев, Н.Н. Феофанов, А.Н. 2016-05-01T12:48:52Z 2016-05-01T12:48:52Z 2010 Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт / В.И. Беженцев, Н.А. Дроздова, Н.Н. Киселев, А.Н. Феофанов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 7. — С. 139-147. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99635 622.1:622 Розроблено нові способи з’єднувальних зйомок глибоких шахт, що забезпечують якісний контроль роботи обладнання технологічного комплексу шахти. New methods of instrumental survey of deep mines that provide qualitative control of equipment of mine production facilities are developed. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт Article published earlier |
| spellingShingle | Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт Беженцев, В.И. Дроздова, Н.А. Киселев, Н.Н. Феофанов, А.Н. |
| title | Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт |
| title_full | Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт |
| title_fullStr | Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт |
| title_full_unstemmed | Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт |
| title_short | Центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт |
| title_sort | центрирование и ориентирование технологического комплекса глубоких шахт |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99635 |
| work_keys_str_mv | AT bežencevvi centrirovanieiorientirovanietehnologičeskogokompleksaglubokihšaht AT drozdovana centrirovanieiorientirovanietehnologičeskogokompleksaglubokihšaht AT kiselevnn centrirovanieiorientirovanietehnologičeskogokompleksaglubokihšaht AT feofanovan centrirovanieiorientirovanietehnologičeskogokompleksaglubokihšaht |