МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

Страницы 1 2 3

---

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА НА ГОРНОДОБЫВАЮЩЕМ ПРЕДПРИЯТИИ
2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3. ГОРНАЯ ЧАСТЬ
4. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
6. МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТ
6.1. Задачи, права и обязанности маркшейдерской службы
6.2. Подземная опорная маркшейдерская сеть
6.3. Ориентирование подземной опорной маркшейдерской сети
6.4. Центрирование опорной сети
6.5. Передача высотной отметки в рудник
6.6. Методы создания планово-высотного обоснования в шахте
6.7. Виды съемочных работ в шахте
6.7.1. Проходка горных выработок встречными забоями
6.7.2. Методы и приборы при съемке горных выработок
6.7.3. Методы и приборы при съемке очистного пространства
6.8. Наблюдательная станция. Наблюдения за сдвижением земной поверхности
6.8.1. Создание наблюдательной станции
6.8.2. Инструментальные наблюдения
6.8.3. Применение GPS-технологий в наблюдениях по профильным линиям
6.8.4. Определение планового и высотного положения исходного пункта системой GPS
6.8.5. Наблюдение профильных линий с использованием GPS-системы
6.8.6. Плановая привязка реперов профильных линий GPS-системой
6.8.7. Камеральная обработка полевых измерений
6.9. Маркшейдерские работы, проводимые на земной поверхности рудника
6.9.1. Маркшейдерские работы при проходке вертикальных стволов
6.9.2. Маркшейдерские работы при создании разбивочных сетей на промплощадке рудника
6.9.3. Маркшейдерские работы при разбивке и закреплении центра, осей вертикального шахтного ствола
6.9.4. Маркшейдерские работы при возведении временных зданий и сооружений поверхностного проходческого комплекса
6.9.5. Маркшейдерские работы при монтаже и обслуживании проходческих подъемных установок и лебедок
6.9.6. Маркшейдерские работы при ведении проходческих работ
6.10. Маркшейдерские работы при составлении годовых планов развития горных работ
6.10.1. Годовой отчет (план развития горных работ)
6.10.2. Разработка проекта мер охраны
6.11. Штат маркшейдерской службы
6.12. Маркшейдерские приборы и инструменты
6.13. Программное обеспечение и гис
Выводы
7. Геомеханичесий мониторинга за сдвижением земной поверхности
7.1. Теоретические основы геомеханического мониторинг
7.2. Исходные данные для организации маркшейдерско-геодезический наблюдений.
7.2.1. Ожидаемые деформации земной поверхности на Гремячинском месторождении калийных солей
7.2.2. Периодичность наблюдений
7.2.3. Предрасчет и анализ точности производства измерений на наблюдательной станции.
7.3. Наблюдения за зданиями и сооружениями.
7.3.1. Общие сведения об организации наблюдений.
7.3.2. Назначение и конструкция элементов наблюдательных станций.
7.3.3. Закладка наблюдательной станции
7.3.4. Проведение наблюдений
7.4. Обработка и оформление материалов наблюдений
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ПРИЛОЖЕНИЕ 5

ВВЕДЕНИЕ

ЕвроХим — один из наиболее быстро развивающихся крупных производителей удобрений.
География производственных активов постепенно расширяется и охватывает Россию, Литву, Казахстан и Бельгию, а также Китай, где было запущено совместное предприятие.
ЕвроХим обладает доступом к более чем 10 млрд т запасов калийной руды на двух основных месторождениях в России, а также правами на добычу на других месторождениях, где сейчас ведутся геологические работы.
После ввода активов в эксплуатацию объем добычи на двух основных месторождениях составит более 8,3 млн. т. KCl (5,0млнт K2O), или около 10% всего объема предложения в мире. Наращивание мощностей в рамках калийных проектов–один из приоритетов стратегии развития ЕвроХима.
«ЕвроХим – ВолгаКалий», Гремячинское месторождение ведет строительство шахт и перерабатывающих предприятий.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА НА ГОРНОДОБЫВАЮЩЕМ ПРЕДПРИЯТИИ

Механические напряжения и давление оказывают воздействие на каждый пласт и ствол скважины. Процессы бурения и добычи изменяют эти напряжения вследствие чего давление наносит существенный ущерб эксплуатирующим компаниям. Благодаря достижениям в измерении, моделировании и мониторинге геомеханических процессов маркшейдерская служба способна прогнозировать и предотвращать осложнения, возникающие в результате воздействия изменяющихся напряжений и давления на разработку в течение всего срока эксплуатации месторождений.
Стоит измениться напряжению, приложенному к горной породе, — и она деформируется, изменяя свой объем. Напряженное состояние пласта может зависеть от различных факторов, включая тип породы, условия осадконакопления, региональную тектонику, процессы эрозии и поднятия, локальную сейсмическую активность и даже приливные воздействия. Влияние этих факторов еще более усложняется благодаря различиям в минералого-петрографическом составе горных пород. Геологоразведочные и добывающие компании проявляют возрастающий интерес к поведению пластов под воздействием изменяющихся напряжений. Бурение и добыча приводят к изменению напряжений в пластах, достигших перед этим равновесия на протяжении геологических времен. Если не учитывать эти изменения, то масштаб проблем и денежные расходы может существенно превзойти предварительные оценки эксплуатирующей компании. Чтобы охарактеризовать пластовые напряжения и деформации, специалисты привлекают геомеханику. В рамках этой обширной дисциплины механика твердого тела и текучих сред, физика и геология вместе с технологическими расчетами используются для выяснения того, как породы реагируют на силовое воздействие или же на изменения напряжений, давления и температуры, вызванные процессами бурения и добычи. [31]

2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Общие сведения
Гремячинское месторождение – одно из четырех крупнейших месторождений калийной руды в России с богатым 10-метровым слоем калийных отложений с содержанием хлористого калия около 39,5%.
Гремячинское месторождение калийных солей расположено в пределах Котельниковского района Волгоградской области, в 150 км. к юго-западу от г. Волгограда и в 20км к северо-востоку от районного центра г. Котельниково.
Обзорная карта расположения Гремячинского месторождения приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 — Обзорная карта района Гремячинского месторождения

Качественная характеристика полезного ископаемого
Качество руд определяется содержанием в них полезных (KCl) и вредных (CaSO4, Н.О. и MgCl2) компонентов. Данные о содержании полезных и вредных компонентов в промышленном сильвинитовом пласте представлены в приложении 1
Геологический разрез содержания KCl в промышленном сильвинитовом пласте представлена в приложении 5.
Стратиграфия и литология
В геологическом строении Гремячинского месторождения (Рисунок 2.1.) принимают участие четвертичная, неогеновая, палеогеновая, меловая, триасовая и пермская системы. Наибольший интерес представляет пермская система, которая делится на верхний и нижний отделы. В верхнем отделе расположен татарский ярус (Р2t). Нижний отдел подразделяется на кунгурский (Р1k), сакмарский плюс артинский (Р1s+Р1ar), ассельский (Р1a) ярусы. Промышленный сильвинитовый пласт 1 расположен в кунгурском ярусе.

Рисунок 2.1. Сводная стратиграфическая колонка района Гремячинского месторождения калийных солей.
Тектоника
В тектоническом отношении Гремячинское месторождение калийных солей приурочено к южному окончанию Приволжской моноклинали, структуры, являющейся частью юго-восточного склона Воронежской антеклизы. «Приволжская моноклиналь протягивается вдоль борта Прикаспийской впадины с юго-запада на северо-восток на расстояние около 500 км от кряжа Карпинского до Жигулевско-Пугачевского свода. Кристаллический фундамент в ее пределах опущен на глубину более 4000 м, погружаясь в восточном направлении за счет возрастания мощности»

Инженерно-геологические условия
К физическим характеристикам относятся плотность, влажность, пористость, теплоемкость, электропроводность и т.п. Механические «характеристики делятся на две группы – прочностные и деформационные.
Методом спектрометрический гамма-каротаж выделены интервалы разбухания глин, обусловленные наличием глинистых минералов, способных увеличивать свой объем под влиянием изменившихся термодинамических и геохимических условий;
Определение элементов залегания пластов и выделения трещин решалось методом боковой каротаж сканирующий и подтверждались независимыми измерениями акустического метода акустический видеокаротаж. Для каждого 100-метрового интервала исследований был выполнен статический анализ углов и азимутов падения пластов. Углы падения в основном не превышают 5, что указывает на практическое отсутствие вертикальной и субвертикальной трещиноватости

Гидрогеологические условия
Для изучения гидрогеологических условий месторождения было пробурено пятнадцать гидрогеологических скважин, в том числе шесть скважин на промплощадки, вблизи шахтных стволов.
По степени сложности гидрологических условий Гремячинское месторождение отнесено к 2 группе сложности.
При проектировании рудника учтено наличие водоносных горизонтов, их расположение по отношению к сильвинитовому пласту и разработаны меры охраны рудника от затопления вышеперечисленными водами.

Выводы

Гремячинское месторождение калийных солей расположено в пределах Котельниковского района Волгоградской области, в 150 км. к юго-западу от г. Волгограда и в 20км к северо-востоку от районного центра г. Котельниково.
Утверждённые запасы сильвинитовых руд исчисляются в 1,6 млрд. тонн. Площадь лицензионного участка составляет 96,9км². Мощность рудного тела — 2,3 до 21,5 метра, глубина залегания сильвинитового пласта от 1004 до 1295 метров. Балансовые запасы Гремячинского месторождения составляют более 1 млрд. т.
Качество руд определяется содержанием в них полезных (KCl) и вредных (CaSO4, Н.О. и MgCl2).
В стратиграфическом строении месторождение принимают участие четвертичная, неогеновая, палеогеновая, меловая, триасовая и пермская системы.
На Гремячинском месторождении в пределах Лицензионного участка по степени тектонической активности выделяют два структурных комплекса: палеозойско-триасовый и перекрывающий его угловым несогласием мезозойско-кайнозойский.
В результате инженерно-геологических изысканий было установлено, что в южной части участка с поверхности, в основном, залегают суглинки, по относительной деформации полученные суглинки относятся к слабопучинистым.
По степени сложности гидрологических условий Гремячинское месторождение отнесено к 2 группе сложности.

3. ГОРНАЯ ЧАСТЬ

Вскрытие шахтного поля Гремячинского месторождения
Отработка Гремячинского месторождения каменной соли производится подземным способом.
Вскрытие залежей Гремячинского месторождения калийных солей осуществляется двумя вертикальными шахтными стволами: скиповым (СС) и клетевым (КС).
Система разработки
Отработку запасов целесообразно вести камерной системой разработки с поддержанием вышележащей толщи опорными барьерными разгружающими целиками (БРЦ) в сочетании с междукамерными целиками (МКЦ).
Одним из основных критериев при выборе параметров камерной системы разработки является степень нагружения опорных МКЦ и БРЦ. В условиях Гремячинского ГОКа ширина опорных междукамерных целиков b, м, определяется с учетом ограничений степени их нагружения СМКЦ:
Очистные работы
Отбойка руды
Отбойку полезного ископаемого в руднике предусматривается осуществлять с применением комбайна «Урал-20Р». Для разработки одного пласта в блоке планируется задействовать не более двух очистных комбайнов. Очистные работы в блоках предусматривается вести как прямым, так и обратным порядком. Выемка запасов сильвинита будет выполняться последовательной проходкой очистных камер с выемочных штреков в направлении от выработанного пространства на массив. Расположение камер – меридиональное. При отработке сближенных пластов необходимо обеспечивать соосное расположение очистных камер и опережение фронта очистных работ по верхнему пласту, не менее чем на 50 м. Выемка запасов пластов предусматривается очистными камерами.
Доставка руды
После отбивания комбайном «Урал-20Р» доставку руды осуществляют следующим образом: в кузов бункера-перегружателя БПС-25 направляется горная масса, после периодично включается конвейер, который обеспечивает полную загрузку и разгрузку горных масс в ВС-30, а после транспортируется на блоковый конвейер. Транспортирование отбитой горной массы при проходке подготовительных выработок предусматривается одним или двумя СВ до проходческого конвейерных установок или до отработанных очистных камер, предназначенных для размещения в них каменной соли. Сильвинитовая руда от проходки подготовительных выработок при помощи конвейерного транспорта доставляется до общешахтного бункера и выдается в общую добычу рудника. При помощи конвейеров, собранных в передаточных конвейерных штреках в дальнейшем будет производиться передвижение сильвинитовой руды.

Поддержание очистного пространства
Поддержание очистного пространства осуществляется для того чтобы обеспечить сохранность водозащитной толщи предполагается применение камерной системы разработки с оставлением ленточных целиков с прочностью, которая обеспечивает сохранение несущей способности на срок эксплуатации рудника пространства и будет осуществляться винтовой анкреной крепью. Предполагается оставление охранных целиков: вокруг шахтных стволов; вокруг геологоразведочных скважин, пробуренных с поверхности; между соседними шахтными полями для того чтобы исключить проникновения в рудник вод и рассолов. Помимо гидрозакладочных работ закладку выработанного пространства рекомендуется осуществить камерной солью от проходки полевых горных выработок.
Транспортировка
Транспортировка осуществляется в три этапа:
1) Транспортировка объемов не солесодержащих пород от проходки стволов осуществляется на автомобильно-бульдозерный отвал.
2) Часть солесодержащей породы от горно-подготовительных работ (ГПР) от ствола до площадки складирования осуществляется автосамосвалами. Способ отвалообразования – автомобильно-бульдозерный. В комплекс 2-го этапа отвальных работ входят разгрузка автосамосвала, планировка отвального уступа, формирование предохранительного вала и поверхности. Планировка поверхности и формирование отсыпки уклона насыпи осуществляется бульдозером-рыхлителем.
3) Для доставки людей к рабочим зонам добычных участков предусмотрены шахтные пассажирские машины типа «Крот» с кабиной для перевозки людей вместимостью 26 человек (25 пассажиров), грузопассажирские типа «Крот» с кабиной для перевозки людей вместимостью 16 человек (15 пассажиров) и отделением для перевозки грузов, также машин типа «Курьер» вместимостью 6 человек (5 пассажиров).
Вентиляция рудника
Проектными решениями предусматривается всасывающий способ и центральная схема проветривания рудника. Вскрытие шахтного поля предусматривается двумя вертикальными стволами. Свежий воздух предусматривается подавать в рудник с поверхности по скиповому стволу через № 1. Исходящая струя воздуха из рабочих зон удаляется по панельным вентиляционным штрекам в главные вентиляционные штреки, по которым за счет депрессии, создаваемой главной вентиляторной установкой (ГВУ), по клетевому стволу № 2 удаляется на поверхность.
Осушение и водоотлив
На всех соляных месторождениях, в пределах шахтного поля утечка воды категорически запрещена. Поступление воды постоянно контролируется. Ликвидация утечки происходит путем тампонажа специальным раствором (цементно–песчаным). Также в выработках может образовываться скопление воды при проветривании рудника за счет конденсации. Исходя, из этого предусматривается насосная камера с водосборником и зумпфовые водоотливные установки. Емкость водосборника составляет 1000 м3. Насосная камера оборудована 2 центробежными насосами «ЦНС – 105/490 — АВ». Производительность его составляет 105м3/ч
Оборудование
1) Комбайн проходческо-очистной «Урал-20Р»
2) Конвейер шахтный ленточный 2Л1000А
3) Самоходный вагон 5ВС 15
Основные характеристики и чертежи оборудования представлены в приложении 2
Выводы
Отработка Гремячинского месторождения каменной соли производится подземным способом.
Ствол СС является главным стволом рудника и служит для подачи свежего воздуха для проветривания горных выработок, подъема калийной соли на поверхность, прокладки кабелей и трубопроводов различного назначения, запасным выходом для подъема людей из рудника в аварийных ситуациях.
На месторождении принята камерная система разработки с поддержанием вышележащей толщи опорными барьерными разгружающими целиками (БРЦ) в сочетании с междукамерными целиками (МКЦ).
Основным оборудованием является: Проходческо-добычной комбайн типа «Урал 20Р», Конвейер шахтный ленточный 2Л1000А, Самоходный вагон 5ВС 15.

4.БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА

Общие положения
В соответствии с 116-ФЗ приложением 1 рудник Гремячинского ГОК, на котором предусматривается ведение горных работ подземным способом, относится к опасным производственным объектам.
При эксплуатации рудника Гремячинского ГОКа должна быть создана система управления промышленной безопасностью.
Требования промышленной безопасности при строительстве и эксплуатации рудника
В процессе строительства и эксплуатации рудника, монтажа и эксплуатации горно-механического оборудования предприятие обязано соблюдать требования, изложенные в статье 9 Федерального закона № 116-ФЗ.
Проходка выработок, монтаж всего оборудования должен осуществляться по утвержденному проекту производства работ, разработанному в соответствии с СП 48.13330.2011 «Организация строительства». Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004.
СП 69.13330.2011 Подземные горные выработки и других нормативных документов, относящихся к ведению работ в подземных условиях калийных рудников.
Кроме того, необходимо выполнять требования безопасности, учитывающие местные условия действующего рудника и инструкций по технике безопасности для горных участков и рабочих по профессиям.
Сварочные работы необходимо выполнять в соответствии с требованиями: главы 9 СНиП 12-03-2001; СП 70.13330.2012. «Несущие и ограждающие конструкции». Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87;
ГОСТ 12.3.003-86 «ССБТ. Работы электросварочные. Требования безопасности».

Оценка опасных факторов и основные меры по предупреждению
При ведении горных работ подземным способом в условиях Гремячинского месторождения калийных солей к опасным факторам, которые могут привести к аварийной ситуации, относятся: возможные водопроявления и рассолопроявления в руднике из водоносных горизонтов над разрабатываемыми пластами, которые могут повлечь за собой затопление рудника; возможные выделения в горные выработки горючих газов (метан, водород и др.); вывалы пород из кровли выработок, приводящих к травматизму работников; опасность возникновения пожара в результате возгорания конвейерной ленты при эксплуатации внутрирудничного транспорта и на других пожароопасных объектах.
Для снижения риска проявления перечисленных опасных факторов разработаны мероприятия по их предупреждению. Полное описание можно найти в приложении 3

Мероприятия по организации безопасных условий и охране труда
Мероприятия по соблюдению санитарно-гигиенических условий труда
Для охлаждения рудничного воздуха, подаваемого к рабочим местам, проектными решениями предусматривается применение воздухоохладителей (шахтных раздельных кондиционеров), в которых применяется озонобезопасный хладагент (фреон) R407.
Согласно СП 60.13330.2012 «Отопление и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003», допустимая аварийная концентрация хладагента составляет 360 грамм на 1 м3 объема выработки.
Необходимый минимальный объем выработки, в которой охлаждается воздух, для обеспечения нормативных требований к составу воздуха в случае разгерметизации воздухоохладителя составляет 556 м3.
Учитывая то, что наименьший объем выработки, в которой будет установлен воздухоохладитель, составляет 760 м3 (сечение 15,2 м2, длина 50 м), требование по допустимой аварийной концентрации выполняется.
Кроме того, воздухоохладители устанавливаются в постоянно проветриваемых выработках, поэтому концентрация хладагента в случае его аварийной утечки будет значительно меньше допустимой.

Производственный контроль соблюдения требований промышленной безопасности
При эксплуатации горных участков рудника предприятие должно организовать и «осуществлять производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности, обеспечивать наличие и функционирование необходимых приборов и систем контроля за производственными процессами.».
В процессе строительства и эксплуатации рудника должны осуществляться вентиляционный контроль. С этой целью в горных выработках оборудуются замерные станции и регулярно выполняются воздушные съемки. Контроль за содержанием горючих и ядовитых газов должен осуществляться систематически рабочим персоналом.

Выводы

В данной части дипломного проекта произведен анализ основных опасных и вредных производственных факторов при разработке Гремячинского месторождения каменных солей. Проанализированы необходимые мероприятия по созданию безопасных условий труда. Дана характеристика санитарно-гигиенических условий и пожарной безопасности.
Определена схема вентиляции и произведен подробный расчет количества воздуха для проветривания шахты. Произведен расчет депрессия шахты при работе главной вентиляторной установки. Шахта относится к категории легко проветриваемых подземных шахт.

5.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Себестоимость добычи полезного ископаемого и ее структура
Себестоимость добычи 1 тонны сильвинита на руднике при применении камерной системы разработки с жесткими ленточными междукамерными целиками, и механизированной отбойкой, составляет 91 рубль за тонну.
Структура себестоимости добычи руды по элементам затрат (в % к производственной себестоимости) включает позиции, приведенные в табл. 5.1.
Структура себестоимости добычи руды

Таблица 5.1

Упрощенный подход к определению капитальных вложений заключается в следующем: известны усредненные данные о капитальных удельных вложениях на 1 тонну годовой производственной мощности рудника — Крул. Величина капитальных удельных вложений изменяется в зависимости от вышеперечисленных факторов в диапазоне от 20 до 120 $/т. В связи с относительно простыми горно-геологическими условиями, выгодным экономико-географическим положением объекта, хорошо развитой инфраструктурой, а также высокой годовой производственной мощностью рудника величину капитальных вложений (Круд) принимаем равной 20$/т. Капитальные вложения в строительство рудника

К = Агод • Круд •К$, руб                                         (5.1)

где K$ — курс доллара

К = 14400000 • 20 • 30 = 8640 млн. руб.

Технико-экономическое обоснование предлагаемых решений

Горная компания приобретает оборудование для проведения программы расширения объема производства табл. 5.2

Покупаемое оборудование

Таблица 5.2

 

 

Выводы

В данной части мы произвели расчет экономических показателей Гремячинского месторождения. Срок разработки месторождения при годовой производительности 14,4 млн. т., Доход компании составит 9600 млн. руб/год. Себестоимость добычи 91 руб/т, прибыль с 1 тонны руды 667 руб/т, капитальные вложения в строительство 8640 млн.т, чистый дисконтированный доход 117263,34 млн.т, индекс прибыльности равен 1,75.

6.МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

6.1.Задачи, права и обязанности маркшейдерской службы

В своей деятельности маркшейдерская служба рудника руководствуется действующим законодательством РФ, правилами безопасности и охраны недр,уставом, приказами, распоряжениями ООО «ЕвроХим-ВолгаКалий» и другими нормативными документами. Перечень основных нормативных документов приведен ниже:

• Закон Российской Федерации «О недрах» с изменениями;
• Федеральный Закон № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасныхпроизводственных объектов» от 21.07.97. (с изменениями);
• ПБ 07-601-03. Правила охраны недр;
• Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых» от 11 декабря 2013 года;
• РД 07-603-03. Инструкция по производству маркшейдерских работ. М. — 2003;
• РД 07-408-01. Положение о геологическом и маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охране недр;
• ПБ 07-269-98. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях. Санкт-Петербург, ВНИМИ, 1998;
• Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Корректировка указаний по защите рудника от затопления и поверхностных объектов от вредного влияния горных работ в условия Гремячинского месторождения калийных солей», с учетом трех стволов и фактического положения контрольно-стволовой скважины скипового ствола». Москва: ФГБУН «ИПКОН РАН», 2015;
• РД 07-113-96. Инструкция о порядке утверждения мер охраны зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния горных разработок, с изменением (РДИ 07-471(113)-02). Постановления Госгортехнадзора России от 28.03.96 № 14, от 27.06.02 № 39;
• СНиП 3.02.03-84. Подземные горные выработки;
• РД 07-291-99. Инструкция о порядке ведения работ по ликвидации и консервации опасных производственных объектов, связанных с пользованием недрами. Постановление Госгортехнадзора России от 02.06.99 № 33 (зарегистрировано Минюстом России 25.06.99 г., рег. № 1816);
• РД 07-203-98. Инструкция о порядке списания запасов полезных ископаемых с учета предприятий по добыче полезных ископаемых. Постановления Госгортехнадзора России от 17.09.97 г. № 28, МПР России от 18.07.97 № 121-1 (Инструкция не нуждается в государственной регистрации, письмо Минюста России от 17.04.98 № 2742-ПК);
• РД 07-192-98. Инструкция по оформлению горных отводов для разработки месторождений полезных ископаемых;
• Правила подготовки и оформления документов, удостоверяющих уточненные границы горного отвода от 29.07.2015 №770 [3];
• Правила подготовки, рассмотрения и согласования планов и схем развития горных работ по видам полезных ископаемых от 06.08.2015 №814 [4];
• Положение о маркшейдерском обеспечении охраны недр и промышленной безопасности на Гремячинском ГОКе ООО «ЕвроХим-ВолгаКалий» (утвержденное исполнительным директором предприятия и согласованное в Нижне-Волжском управлении по технологическому и экологическому надзору);
• ГОСТ 2.850-75. Горная графическая документация. Виды и комплектность;
• ГОСТ 2.851-75. Горная графическая документация. Общие правила выполнения горных чертежей;
• ГОСТ 2.852-75. Горная графическая документация. Изображение элементов горных объектов;
• ГОСТ 2.853-75. Горная графическая документация. Правила выполнения условных обозначений;
• ГОСТ 2.854-75. Горная графическая документация. Обозначения условные ситуации земной поверхности;
• ГОСТ 2.855-75. Горная графическая документация. Обозначения условные горных выработок;
• ГОСТ 2.856-75. Горная графическая документация. Обозначения условные производственно-технических объектов;
• ГОСТ 2.857-75. Горная графическая документация. Обозначения условные полезных ископаемых, горных пород и условий их залегания.

В период строительства и эксплуатации горных предприятий на маркшейдерскую службу возлагается ряд задач, от успешного решения которых

зависит правильность ведения, эффективность и безопасность горных работ.

Основными задачами маркшейдерской службы рудника являются [13]:

• участие в осуществлении контроля за соблюдением требований Закона Российской Федерации «О недрах», Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», иных федеральных законов и нормативно-правовых актов;
• своевременное и качественное проведение предусмотренного нормативными требованиями комплекса геологических и маркшейдерских работ, достаточных для обеспечения безопасного ведения работ, связанных с пользованием недрами, наиболее полного извлечения из недр запасов полезных ископаемых, обеспечения технологического цикла горных, строительно-монтажных и иных видов работ, а также для прогнозирования опасных ситуаций при ведении таких работ;
• выполнение условий лицензий на пользование недрами, а также соблюдение условий лицензий на производство маркшейдерских работ и условий ведения геологических работ;
• определение и своевременное нанесение на горно-графическую документацию опасных зон возможного прорыва воды и газа в действующие выработки, зон повышенного горного давления;
• контроль за выполнением мероприятий по безопасному ведению горных работ в опасных зонах, охране зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния горных разработок, охране окружающей природной среды;
• контроль за соблюдением проектов организаций по добыче полезных ископаемых и строительству подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых, планов развития горных работ;
• своевременное и качественное геологическое и маркшейдерское обеспечение работ при проектировании, строительстве, эксплуатации, реконструкции, консервации или ликвидации объектов по добыче полезных ископаемых;
• контроль за правильностью разработки месторождений полезных ископаемых, охраной недр, рациональным и комплексным их использованием;
• обоснование нормативов потерь и разубоживания полезных ископаемых при их добыче;
• подготовка материалов по переоценке и списанию с учета организации запасов полезных ископаемых, исходным данным для исчисления платежей при пользовании недрами, оформлению горных и земельных отводов, лицензий на пользование недрами, геометризации месторождений полезных ископаемых;
• ведение установленных федеральных форм государственного статистического наблюдения по учету запасов полезных ископаемых, объемов добычи, извлечения и потерь полезных ископаемых и др.;
• анализ состояния промышленной безопасности в части вопросов геолого-маркшейдерского контроля, охраны недр в организации, в том числе путем проведения соответствующих экспертиз;
• разработка мер, направленных на улучшение состояния промышленной безопасности в части геолого-маркшейдерского обеспечения горных работ, охраны недр, предотвращение ущерба окружающей среде;
• выполнение работ, направленных на предупреждение аварий;
• своевременное проведение испытаний и технических освидетельствований технических устройств, применяемых для производства геологических и маркшейдерских работ, ремонта и проверки контрольных средств измерений;
• построение и развитие маркшейдерских опорных и съемочных сетей на земной поверхности и в горных выработках, производство съемок горных выработок и земной поверхности, составление и пополнение маркшейдерской документации, перенесение в натуру геометрических элементов проектов горных выработок, технических сооружений, зданий и коммуникаций, границ безопасного ведения горных работ, барьерных и предохранительных целиков;
• определение наиболее рациональных и эффективных схем развития горных работ, способов управления налегающим горным массивом на основе детального изучения горнотехнических, гидрогеологических и других условий разработки месторождений полезных ископаемых и строительства подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых;

 

6.2.Подземная опорная маркшейдерская сеть

В 2012 году были выполнены работы по созданию маркшейдерской опорной сети. Работы проводились в границах лицензионного участка и предполагаемой зоны влияния горных работ. В качестве исходных пунктов использовались пункты триангуляции геодезической государственной сети (ГГС): пункт триангуляции Потемкинск, пункт триангуляции Гремячий, пункт триангуляции Пимено-Черни, пункт триангуляции Федорова, пункт триангуляции Крутой и пункт триангуляции Развилка. Для выполнения необходимых работ данной организацией было выполнено обследование геодезических пунктов с целью определения их состояния и пригодности для использования при выполнении топографо-геодезических работ. Обследование включало в себя отыскание пункта на местности, определение сохранности центра и внешнего оформления. Результаты обследования пунктов приведены в таблице 6.1.

Список обследованных пунктов триангуляции

Определение координат и высот пунктов маркшейдерской опорной сети выполнено с помощью геодезической спутниковой системы (GPS) с точностью не ниже полигонометрии первого разряда. Высотная отметка на пункты передана согласно «Инструкции…» [5] с точностью нивелирования III класса.

Координаты пунктов опорной сети определены в системе WGS-84, методом быстрой статики. Длины базисных линий не превышали 10 км. При уравнивании базисных линий максимальное среднеквадратическое отклонение составило 0,044 м.

Для выполнения топографо-геодезических работ было выполнено сгущение планово-высотного обоснования. В результате выполненных работ были определены координаты и высоты 90 заложенных пунктов полигонометрии маркшейдерской опорной сети (МОС) на шахтном поле Гремячинского ГОКа. В районе промплощадки заложено девять пунктов полигонометрии (40, 39, 38, 37, 36, 46, 19, 16, 17), которые будут являться основой для создания подземной опорной маркшейдерской сети. Количество пунктов полигонометрии достаточно для выполнения всех необходимых маркшейдерских работ в границах лицензионного участка. Местоположение пунктов полигонометрии в районе участка проектирования представлено в приложении 5.

6.3.Ориентирование подземной опорной маркшейдерской сети

Ориентирно-соединительной съемки (ОСС) — это осуществление геометрической связи подземных съемок со съемками на поверхности Земли. Они выполняются с высокой точностью и служат базой для создания плановой опорной сети в горных выработках.

Работы на Гремячинском месторождении должны вестись в местной системе координат, системе высот Балтийской поэтому целью ОСС является: составление планов горных работ в единой системе координат. Также ОСС служит для задания направления проходки горных выработок, проведения их встречными забоями.

Итогом ОСС являются координаты «X, Y» и дирекционный угол подземной съемки первой точки. Эти данный послужат для создания подземной опорной сети.

Существует два основных метода ОСС: через один вертикальный ствол и через два вертикальных ствола.

При ОСС через один вертикальный ствол ориентирование и центрирование выполняют по двум отвесам О1 и О2, опущенным в ствол до ориентируемого горизонта (рис.6.1). К отвесам выполняют т.н. примыкание соединительными треугольниками. Один треугольник АО1О2 на поверхности включает исходный пункт А с ориентированием сторон АО1 и АО2 по исходному направлению АВ. Второй треугольник МО1’О2′ образован в горной выработке ориентируемого горизонта опорным пунктом М и теми же отвесами О1′ и О2′. Ориентируемой стороной является линия МN.

При примыкании измеряют: стороны a, b, c и углы β1, β2, γ (на поверхности); стороны a’, b’, c’ и углы β1′, β2′, γ’ (в горной выработке).

Маркшейдерская техническая инструкция устанавливает допустимые величины погрешностей на передачу дирекционного угла с исходного направления АВ на линию МN, а также допустимые величины погрешностей для результатов измерения сторона, b и с на поверхности и под землей.

Рисунок 6.1 Схема ориентирно-соединительной съемки через один вертикальный ствол

 

Для качественного решения задачи погрешность определения углов t иt’ не должна превышать более 20″. Оценка точности указанных углов выполняется по формулам:

 

 

Необходимо обеспечить измерение углов в точках А и М с погрешностью не более 7″, в связи с чем углы в указанных точках измеряют теодолитом типа Т5 двумя полными приемами, либо теодолитом более высокой точности, либо электронным тахеометром. При использовании теодолита Т30М измерение углов выполняют одним приемом из трех повторений. Разности в отдельно измеренных углах не должны превышать 20″. Уравнивание углов производят распределением поправок поровну во все углы.

Измерение сторон выполняют не менее 5 раз компарированной стальной рулеткой с натяжением ленты в 10 кг. Отсчеты по рулетке берут с точностью до 1 мм каждый раз на новых ее частях. Расхождение между отдельными результатами измерений не должны превышать 2 мм, а средняя квадратическая погрешность определения одной стороны должна быть не более 0,5 мм.

Рассмотрим геометрическое решение задачи горизонтальной соединительной съемки через один ствол на примере, соответствующем схеме, представленной на рис. 6.1.

Предварительно уравнивают углы, измеренные на поверхности в точке А. Для этого вычисляют значение угла γ и получают угловую невязку

с контролем суммы углов треугольника АО1О2. Если получится невязка, то ее делят с обратным знаком поровну на вычисленные по формулам (6.5) углы.

Аналогичная обработка по формулам (6.2)…(6.5) выполняется и для треугольника МО1’О2′ в горной выработке.

Дирекционный угол с исходного направления АВ передают в горную выработку по двум ходам:

 

Полученные значения дирекционных углов должны совпадать.

По тем же ходам (6.6) дважды решают прямые геодезические задачи и определяют координаты X иY точки М. Расхождения в значениях координат не должны превышать 2-3 мм. Если расхождения допустимы, то вычисляют средние значения координат центрируемой точки М.

 

ОСС через два вертикальных ствола является наиболее точным из всех известных до настоящего времени видов ориентирования подземных маркшейдерских сетей.

Рисунок 6.2 Ориентирование через два вертикальных шахтных ствола

Координаты отвесов О1 и О2 (рис. 6.2) определяют на поверхности привязкой к исходной маркшейдерской сети (А, В, С) известными способами, обеспечивающими точность получения координат точек, соответствующую полигонометрическим сетям на поверхности 1 и 2 разрядов. Под землей между отвесами прокладывают полигонометрический (теодолитный) ход, точность которого должна соответствовать точности подземных опорных маркшейдерских сетей (табл. 12.1). Подземный ход должен быть по возможности вытянутым, иметь малое число вершин и минимальную длину.

Технической маркшейдерской инструкцией установлен допуск на определение на поверхности дирекционных углов линий, соединяющих отвесы, не более 20″. Для линий, соединяющих отвесы в подземных выработках, точность определения дирекционных углов не должна превышать 1′.

Список обследованных пунктов триангуляции

Таблица 6.2

 

6.4.Центрирование опорной сети

«Ориентирование подземной маркшейдерской опорной сети должно производиться независимо дважды (одним или разными методами). Расхождение в результатах ориентирования одной и той же стороны не должно превышать 3’. За окончательное значение дирекционного угла принимают среднее взвешенное значение.

Гироскопический способ ориентирования подземных маркшейдерских опорных сетей необходимо применять во всех случаях.

Геометрическое ориентирование через один вертикальный шахтный ствол применяется при глубине ствола не более 500 м.

Центрирование сети осуществляется примыканием к отвесам, опущенным в вертикальные горные выработки. Координаты отвесов определяются проложением от подходных пунктов полигонометрических ходов 2-го разряда с количеством сторон не более трех.

Расхождение в положении пункта, определенного по двум независимым проектированиям через одну вертикальную выработку, не должно превышать 5 см при H<500 м и величины 0,01 H (см) при H>500 м, где — глубина ствола.

Для определения дирекционных углов сторон подземной опорной сети следует применять маркшейдерские гироскопические приборы, позволяющие выполнять ориентирование со средней квадратической погрешностью не более 1’.

Гироскопические измерения, их обработка и вычисления выполняются в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации прибора.

Длина ориентируемых сторон подземной маркшейдерской сети должна быть не менее 50 м. Гироскопический азимут каждой ориентируемой стороны определяется дважды.

Геометрическое ориентирование подземной маркшейдерской опорной сети выполняется через вертикальные горные выработки. При ориентировании через один ствол расхождение измеренных расстояний между отвесами на поверхности и в шахте не должно превышать 2 мм.

Примыкание к створу отвесов при ориентировании через один шахтный ствол выполняют способом соединительного треугольника. При этом средние квадратические погрешности передачи дирекционного угла не должны превышать 30”. Разность между измеренным и вычисленным значением расстояния между отвесами не должна превышать 3 мм.

При ориентировании сети через два вертикальных ствола средняя квадратическая погрешность дирекционного угла линии, соединяющей отвесы, не должна превышать 20”.» [3] РД 07-226-98

6.5.Передача высотной отметки в рудник

«Для полной пространственной увязки горных выработок между собой и с земной поверхностью необходимо, кроме ориенти­рования подземной съемки, произвести еще передачу отметки с поверхности на горизонты горных выработок с тем, чтобы высотная съемка в шахте велась в сис­теме высот, принятой на поверхности. Через наклонный ствол или штольню пере­дача высотных отметок производится тригонометрическим или геометрическим нивелированием.

Для передачи высотных отметок через вертикальные вы­работки применяются специальные методы. Основными из них являются: передача отметки длинной лентой и передача отметки длинномером ДА-2.

Высотные отметки пе­редаются в шахту минимум дважды. Разность отметок подземного репера из двух определений не должна превышать:

(6.6)

где Н – глубина ствола в м.

Для передачи высотной отметки через вертикальные выработки длин­ной лентой (рис. 6.3) опускают длинную лента, к концу которой подвешивается груз, равный натяжению ленты при компари­ровании (ленты бывают длиной 500 или 1000м). На поверхно­сти и в шахте устанавливают ниве­лиры и берут отсчеты по рейкам, установленным на реперах. Визируют на ленту и берут отсчеты. Измеряют темпера­туру на по­верхности и в шахте. В измеренное превышение вводят поправки: за удлинение ленты от собственного веса, за растяжение ленты от груза (если он не равен на­тяжению при компарировании), за температуру и за компарирование (берется из паспорта ленты).

 

Рисунок 6.3 — Передача высотной отметки в шахту длинной лентой

Передача отметки через вертикальные выработки дальномером ДА-2(рис. 6.4) состоит из двух основных частей: ле­бедки с проволо­кой и мерного диска.

Проволока огибает мерный диск, который вращается при размотке или намотке проволоки. Поэтому путь, пройденный концом про­волоки мо­жет бить измерен числом оборотов диска. Длина окружности диска равна 1м. Целое число оборотов определяется по счетчику. Для отс­чета части оборота диска на его реборде нанесены сантиметровые деле­ния (100 делений), что позво­ляет отсчитывать 0,001 оборота. Для передачи высотной отметки длинномер ДА-2 устанав­ливают над стволом (рис. 6.5) и к проволоке подвешивают груз-рейку (цилиндр с сантиметровыми делениями).

 

Рисунок 6.5 — Передача высотной отметки в шахту длинномером ДА-2

 

Разматывая проволоку, опускают груз-рейку на уровень ниве­лира, установленного на поверхности и берут отсчеты:

а_п — по нивелирной рейке, установленной на репер А;

n_п — по груз рейке.

Разматывают проволоку на уровень нивелира, установ­ленного в шахте и вновь берут отсчеты №_п, а_п, n_п.

(6.7)

где DZ’ — измеренное превышение между реперами А и В.

В измеренное превышение вводят поправки:

• за диаметр проволоки

(6.8)

где d – диаметр проволоки;

• за разность температур проволоки на поверхности и в шахте

(6.9)

где a₁ — коэффициент расширения стали;

t_ср, t_п — средняя температура в стволе и температура на поверхности;

• за разность температур диска при измерении и компа­рировании

(6.10)

где a₂ — коэффициент расширения металла диска;

t_к — температура компарирования диска;

• за компарирование мерного диска

(6.11)

где l — длина окружности мерного диска по паспорту

Исправленное значение превышения равно:

(6.12)

Отметка репера «В» определяется по формуле

(6.13)

 

6.6.Методы создания планово-высотного обоснования в шахте

Подземные маркшейдерские опорные сети являются главной геометрической основой для выполнения съемок горных выработок и решения горно-геометрических задач, связанных с обеспечением рациональной и безопасной разработки месторождений полезных ископаемых .

Подземная маркшейдерская опорные сети состоят из полигонометрических ходов 1 и 2 разрядов и ходов геометрического и тригонометрического нивелирования, которые прокладывают по главным и подготовительным горным выработкам (см. приложение 5) [14].

Геометрическое нивелирование в горных выработках применяется при углах наклона до 5-8^о (иногда до 15^о) с целью определения отметок реперов и пунктов маркшейдерской опорной сети (см.рис.6.6) [23].

 

Рисунок 6.6 – Геометрическое нивелирование в шахте

а-отсчет по задней рейке; b-отсчет по передней рейке.

Превышение на любой станции инструмента определяется по формуле

Тригонометрическое нивелирование производится в выработках с углом наклона более 5-8^о (см. рис. 6.7). Инструментом для тригонометрического нивелирования служат угломерные приборы с погрешностью отсчитывания по вертикальному кругу не более 30” [14]. Тригонометрическое нивелирование выполняется одновременно с проложением полигонометрического хода, так как оба вида этих работ имеют много общих элементов [22].

 

Рисунок 6.7 – Тригонометрическое нивелирование в шахте

i – высота инструмента; v – высота сигнала;                                                                  δ – угол наклона луча; l— наклонное расстояние.

 

Пункты подземных маркшейдерских опорных сетей (центры) в зависимости от срока их существования и способа закрепления разделяются на постоянные (см. рис. 6.9) и временные (см. рис. 6.10).

Рисунок   6.9 – Постоянные пункты маркшейдерской опорной сети

а — в почве выработки; б — в кровле выработки; в — центр, забиваемый в деревянную пробку или непосредственно в кровлю выработки; 1 — стальной стержень; 2 — медная пробка; 3 — бетон.

Временные пункты маркшейдерской опорной сети

Подземная опорная сеть закреплена постоянными и временными маркшейдерскими пунктами. Постоянные и временные пункты закладываются в кровлю выработок в местах, обеспечивающих их долговременную сохранность. Закрепление пунктов производится в соответствии с требованиями «Инструкции по производству маркшейдерских работ» [14].

Подземные маркшейдерские опорные сети создаются в виде систем замкнутых, разомкнутых и висячих ходов. Висячие ходы прокладываются дважды или осуществляется примыкание к сторонам, определенным гироскопическим ориентирование. Разомкнутые ходы прокладываются между сторонами существующей подземной маркшейдерской опорной сети [13].

Средняя квадратическая погрешность положения наиболее удаленных пунктов подземной маркшейдерской опорной сети относительно исходных пунктов допускается не более 0,8 мм на плане [13].

Точность измерений в полигонометрических ходах характеризуется следующими показателями [13]:

• средние квадратические погрешности измерения горизонтальных вертикальных углов – 30’’;
• средняя квадратическая погрешность гироскопического ориентирования не более 1′;
• расхождение между двумя независимыми измерениями линии светодальномерами (электронными тахеометрами) – не более 10 мм, стальными рулетками – 1:3000 длины стороны

При прокладке подземных полигонометрических ходов применяется электронный тахеометр «Trimble» 3305 DR (см.рис. 6.11), техническая характеристика которого приведена в табл. 6.1.

 

Рисунок 6.11 — Электронный тахеометр «Trimble» 3305 DR

---

Страницы 1 2 3