UKR|RUS | ENG || ДонНТУ| Портал магістрів ДонНТУ


Магістр ДонНТУ Мішеньова Яна Ігорівна

Мішеньова Яна Ігорівна

Факультет: Гірничо-геологічний

Специальность: «Маркшейдерська справа»

Специальность:«Маркшейдерська справа»

Тема випускної роботи:

«Встановлення залежностей точності створення підземної маркшейдерської опорної мережі від основних факторів, що впливають»

Науковий керівник: завідувач кафедрою «Маркшейдерска справа», д.т.н. Грищенков Микола Миколайович


Автобіографія


ЗМІСТ


1. ВСТУП
1.1 Актуальність теми
1.2 Мета і завдання досліджень
1.3 Ідея роботи і об’єкт дослідженнь
1.4 Наукова новизна і практичне значення отриманих результатів
2. ОГЛЯДОВА ІНФОРМАЦІЯ
2.1 Локальний огляд
2.2 Національний огляд
3. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
3.1 СЕРЕДНЯ ПОГРІШНІСТЬ КУТА ДИРЕКЦІЇ БУДЬ-ЯКОЇ СТОРОНИ НЕСВОБОДНОГО ПОЛІГОНОМЕТРІЧЕСЬКОГО ХОДУ ПРИ ЗАЗДАЛЕГІДЬ ЗРІВНЯНИХ КУТАХ
3.2 СЕРЕДНІ ПОГРІШНОСТІ КООРДИНАТ КІНЦЕВОГО ПУНКТУ ПОЛІГОНОМЕТРІЧЕСЬКОГО ХОДУ, що МАЄ ТВЕРДИЙ КУТ ДИРЕКЦІЇ ПРОМІЖНОЇ СТОРОНИ
3.3 СЕРЕДНІ ПОГРІШНОСТІ КООРДИНАТ БУДЬ-ЯКОЇ ВЕРШИНИ ПОЛІГОНОМЕТРІЧЕСЬКОГО ХОДУ, ЗРІВНЯНОГО В КУТАХ І КООРДИНАТАХ
4. ВИСНОВОК
ЛІТЕРАТУРА

ВСТУП

1.1 Актуальність теми

Планерування ведення гірських робіт і відробітку корисної копалини неможливе без побудови в підземних гірських виробках єдиної мережі опорних пунктів, просторові координати яких мають бути визначені з необхідною точністю в єдиній загальнодержавній системі координат.
Дана тема «Установление залежностей точності створення підземної маркшейдерської опорної мережі від основних впливаючих факторов» є актуальною, оскільки в даний час актуальним питанням є оцінка надійності ПМОС, що створюється в гірських виробленнях, що деформуються оскільки останнє зрівнювання опорних мереж проводилося 20-30 років тому.
На точність створення ПМОС великий вплив роблять погрішності кутових вимірів, погрішності лінійних вимірів, погрішності вимірів координат вихідних пунктів і кутів дирекцій вихідних сторін, погрішності гиросторон. Ці помилки також роблять істотний вплив на помилку положення найбільш видаленого пункту ПМОС. Все це необхідно для оцінки точності що існують і проектованих ПМОС.

1.2 Мета і завдання досліджень

Мета даної роботи полягає у встановленні залежностей точності створення підземної маркшейдерської опорної мережі від основних впливаючих чинників.
Для досягнення поставленої мети сформульовані наступні основні завдання:
- аналіз впливу погрішності вимірів в мережах підземного полігонометричного ходу;
-розробка алгоритму і програмних засобів для аналізу точності підземної маркшейдерської опорної мережі;
- аналіз і інтерпретація погрішності пунктів підземної маркшейдерської опорної мережі.

1.3 Ідея роботи і об'єкт досліджень

Ідея роботи полягає у використанні закономірностей накопичення погрішностей вимірів залежно від конфігурації ПМОС.
Об'єктом досліджень є підземні маркшейдерські опорні мережі різної конфігурації.

1.4 Наукова новизна і практичне значення отриманих результатів

Наукова новизна полягає в тому, що розроблен алгоритм і програмні засоби для аналізу точності підземної маркшейдерської опорної мережі.
ППрактичне значення отриманих результатів полягає у впровадження розроблених методів оцінки погрішностей пунктів підземної маркшейдерської опорної мережі на виробництві.

2. ОГЛЯДОВА ІНФОРМАЦІЯ

2.1 Локальний огляд

На кафедрі «Маркшейдерської справи» Донецького національного Технічного Університету даним питаннями займаються: Нестеренко Б.І., Гріщенков Н.Н., Гріщенков А.Н.
Доцент к.т.н. Музыкантов В.К. займається питаннями побудови і реконструкції підземних маркшейдерських мереж. Використання гірокомпаса для побудови ПМОС. Вивчення поправок гірокомпаса для точнішого орієнтування сторін ПМОС.
Професор, д.т.н. Гріщенков н.Н. займається питаннями зрівнювання підземних маркшейдерських опорних мереж. Розробив комплекс програм Mark-2 по зрівнюванню полігонометрічеських, тригонометричних і нівелірних ходів. Виконує розробки баз даних по контролю за достатком підземної маркшейдерської опорної мережі на шахтах.
Асистент Гріщенков А.Н. займається питаннями аналізу стійкості маркшейдерських опорних мереж. Надрукував статтю по темі «Аналіз стійкості маркшейдерських опорних мереж на шахтах Донбасу». Розробив програму по зрівнювання підземних маркшейдерських опорних мереж, які пройдені при використанні гірокомпаса.

2.2 Національний огляд

На території України цим питанням займаються кафедри маркшейдерської справи Донецького Національного Технічного Університету, Дніпропетровського гірського інституту і науково дослідницький інститут УКРНІМІ.
Питання точності створення ПМОС підіймаються також Левченко І.А і Фабричним Н.Н. і в статті "Оценка надійності опорної маркшейдерської мережі"[1].
Н.Н.Фабричний і Н.А.Кравченко на підставі аналізу стану підземних маркшейдерських опорних мереж і результатів шахтних вимірів визначили, що термін служби постійних маркшейдерських пунктів не перевищує 2-3 роки і їх стійке положення в просторі залежить від стійкості гірських вироблень, в яких вони закріплені.
Учені і інженери: Е.Д. Жаріков, І.А. Левченко, Н.С. Котиків, Н.Н. Фабричний систематизували дані про стан опорних мереж на підставі інформації по семи виробничих об'єднаннях (по 40 шахтам). Лише на чотирьох шахтах опорні мережі закладені в грунті вироблень.
Проблемами охорони капітальних вироблень від впливу очисних робіт і зрушеннями у виробленнях в результаті гірського тиску займалися і внесли великий вклад до науки багато її діячів, такі як Г.Г. Літвинський, М.П. Зборщик, В.І. Черняєв, Ю.М. Басинський, В.Ф. Водянов, В.М. Кулешов і багато інших.
Цими проблемами займався ВНІМІ, а в даний час УКРНІМІ.

3.ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

При експлуатації родовищ корисних копалини виникає ряд гірничо-геометричних завдань, для вирішення яких необхідне графічне зображення системи гірських вироблень. Досягається це за допомогою прокладки по гірських виробленнях шахт полігонометричних і нівелірних ходів з подальшим обчисленням координат маркшейдерських пунктів, висот і побудови планів гірських вироблень. Значне збільшення розмірів шахтних полів і глибини розробки, широке впровадження механізованих комплексів і конвеєрного транспорту корисних копалини, а також процес укрупнення гірських підприємств з'явилися тими чинниками, які зумовили необхідність в побудові точного і надійного підземного планового обгрунтування [2]
Для вирішення гірничо-геометричних завдань, таких як маркшейдерське забезпечення збоєк, побудова підземних маркшейдерських опорних мереж і т. д., потрібно охарактеризувати використовувані як планова основа маркшейдерські пункти з точки зору точності. За для такої характеристики використовується середня квадратична похибка положення пунктів маркшейдерського обгрунтування.
«Інструкція по виробництву маркшейдерських робіт» [3] вимагає, щоб середня квадратична похибка пункту підземної маркшейдерської опорної мережі не перевищувала 0.8 м, проте для таких точних робіт як маркшейдерське забезпечення сбойки протяжного конвеєрного вироблення, цій точності може не вистачити. У такому разі, для точнішого визначення координат маркшейдерських точок використовуються спеціальні методи створення обгрунтування (гіроскопічне орієнтування додаткових сторін, використання точніших приладів і ін.).
Таким чином, маркшейдером повинна вироблятися оцінка точності планових зйомок, в ході якої мають бути визначені середні квадратичні помилки положення пунктів. Ці помилки повинні враховуватися при використанні пунктів як планове обгрунтування для виробництва маркшейдерських зйомок і вирішення інших гірничо-геометричних завдань [4].

3.1 СЕРЕДНЯ ПОГРІШНІСТЬ КУТА ДИРЕКЦІЇ БУДЬ-ЯКОЇ СТОРОНИ НЕСВОБОДНОГО ПОЛІГОНОМЕТРІЧЕСЬКОГО ХОДУ ПРИ ЗАЗДАЛЕГІДЬ ЗРІВНЯНИХ КУТАХ

У полігонометрічеськом ході, показаному на мал. 1, значення кута дирекції сторони cd може бути набуте двічі: - від початкової сторони Аа’ з вагою p1; - від кінцевої сторони Вв’ з вагою р2.

Рис.1.Полігонометрічеський хід, прокладений між двома твердими сторонами(Анімований малюнок: число кадрів - 8, кількість повторень - 6, об'єм - 52 кб)

Рис.1.Полігонометрічеський хід, прокладений між двома твердими сторонами (Анімований малюнок: число кадрів - 8, кількість повторень - 6 об'єм - 52 кб)

Приймаючи число кутів ходу Ас рівним до, спільне число кутів ходу АВ рівним n+1, вважаючи кути ходу виміряними равноточно з середньою погрішністю , знаходим
Звідси ваги кутів дирекцій и відповідно будуть
Скоротивши, отримаємо
Враховуючи, що остаточний кут дирекції лінії знаходиться як середньо зважене, отримуємо середню погрішність зрівняного значення кута
Підставивши значення Ра, отримаємо
Формула (1.1) показує, що урівноважені значення кутів дирекцій сторін полігонометрічеського ходу визначаються з різними погрішностями. Найбільшу погрішність матиме кут дирекції тієї сторони, для якої має максимум вираження
Продиференціюємо вираження і прирівняємо його до нуля
Звідси
Таким чином, з найбільшою погрішністю визначається зрівняне значення кута дирекції середньої сторони [5].

3.2 СЕРЕДНІ ПОГРІШНОСТІ КООРДИНАТ КІНЦЕВОГО ПУНКТУ ПОЛІГОНОМЕТРІЧЕСЬКОГО ХОДУ, що МАЄ ТВЕРДИЙ КУТ ДИРЕКЦІЇ ПРОМІЖНОЇ СТОРОНИ

У маркшейдерській практиці для зменшення впливу погрішностей кутових вимірів при проведенні полігонометрічеських ходів значної довжини визначають кути дирекцій проміжних сторін гіроскопічним способом.
Хай в полігонометрічеськом ході, представленому на мал. 2, відомий твердий кут дирекції проміжної сторони CD.

     Рис. 2 Полігонометрічеський хід з твердим проміжним кутом дирекції

Наявність цього твердого кута дирекції дозволяє розділити полігонометрічеський хід на частини I і II. Для простоти рахуватимемо значення кутів дирекцій безпомилковими.
В цьому випадку, провівши попереднє зрівнювання кутів в кожній ланці, отримаємо
Перейшовши до середніх квадратичних погрішностей, отримуємо
Таким чином, за наявності проміжної сторони з твердим кутом дирекції для кожної ланки полігону визначають свої координати центру тягарі, щодо яких знаходять центральні координати кожною з вершин відповідної ланки ходу. Нетрудно визначити, що значеннябуде значно менше, ніжза відсутності проміжної сторони з твердим кутом дирекції. Отже, проміжні сторони з твердими кутами дирекцій сприяють збільшенню точності проведення підземних полігонометрічеських ходів [6].

3.3 СЕРЕДНІ ПОГРІШНОСТІ КООРДИНАТ БУДЬ-ЯКОЇ ВЕРШИНИ ПОЛІГОНОМЕТРІЧЕСЬКОГО ХОДУ, ЗРІВНЯНОГО В КУТАХ І КООРДИНАТАХ

У полігонометрічеськом ході (див. мал. 1) вироблено повне зрівнювання кутів і приростів координат. Потрібно визначити погрішності координат точки. Це завдання може бути вирішена строгим або наближеним способом. Оскільки строге визначення погрішності координат точок зрівняного полігонометрічеського ходу унаслідок своєї складності в маркшейдерській практиці не застосовується, розгледимо наближений спосіб [7].
Визначимо середні погрішності координат точки з два рази: з полігонометрічеських ходів Ає і Вс, заздалегідь передбачивши, що в ходах АВ і ВА були зрівняні кути [8].
У першому випадку з ходу Ас, що має до сторін, середні погрішності координат точки з Mx1, My1 і ваги визначення координат px1, py1, знайдемо по формулах
У другому випадку з ходу Вс, що має n-k сторін, середні погрішності визначення координат точки з і всі визначення координат будуть:
Веса визначення координат точки із з ходів Ас і Вс відповідно будуть :
Знаючи, що ваги назад пропорційні квадратам середніх погрішностей, отримуємо
Спільна середня погрішність положення крапки с
Отримані формули дозволяють визначити середні погрішності координат і середню погрішність положення будь-якої точки даного полігонометрічеського ходу. При використанні вказаних формул слід пам'ятати, що вони є наближеними оскільки в них не враховані середні погрішності початкових даних[9].

4.ВИСНОВОК

У даній роботі розроблена програма предрасчета погрішності пункту створюваною і реконстуїруємой підземною маршейдерськой опорній мережі. Враховуючи громіздкість і складність алгоритму розрахунку середньої квадратичної погрішності пунктів ПМОС, слід відмітити що рішення даної задачі можливе лише на основі використання комп'ютерної технології.
Вживання пропонованої комп'ютерної оцінки точності ПМОС дозволить здійснити пошук оптимальної конфігурації цієї мережі, локалізувати місця розташування груп постійних пунктів (гирросторон), вибрати оптимальну методику виконання польових вимірів.
Подальший розвиток пропонованої технології полягає в забезпеченні можливостей оперативного прогнозу точності визначення координат пунктів, що створюються і ПМОС, що реконструюються.

Важливе зауваження

При написанні даного автореферату робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2009 р. Повний текст роботи і матеріали по темі можуть бути отримані у автора або у керівника після вказаної дати.

ЛІТЕРАТУРА

  1. Гудков В. М., Хлебников А.В. Математическая обработка маркшейдерско—геодезических измерений: Учеб для вузов. – М.: Недра, 1990. – 335с.
  2. Большаков В.Д., Маркузе Ю.И. Практикум по теории математической обработки геодезических измерений: Учебное пособие для вузов. – М.: Недра, 1984, 352 c.
  3. Маркшейдерські роботи на вугільних шахтах та розрізах: Інструкція/Редкоміс.: М.Є. Капланець (голова) та ін. – Вид.офіц.- Доецьк: ТОВ «АЛАН», 2001. – 264 с. – (на рос. Та укр. мовах).
  4. Большаков В.Д., Маркузе Ю.И., Голубев В.В. Уравнивание геодезических построений: Справочное пособие. – М.: Недра, 1989. – 413 с.
  5. Оглоблин Д.Н., Герасименко Г.И., Акимов А.Г. и др. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов – 3-е изд., перераб. и доп. М., «Недра», 1981. 704 с.
  6. Маркузе Ю.И. Основы уравнительных вычислений: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Недра, 1990. – 240 с.
  7. Журкин И.Г., Нейман Ю.М. Методы вычислений в геодезии: Учеб. пособие. – М.: Недра, 1988. – 304 с.
  8. Маркузе Ю.И. Алгоритмы для уравнивания геодезических сетей на ЭВМ. – М.: Недра, 1989. – с. 248.
  9. Машимов М.М Уравнивание геодезических сетей – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1989. – 280 с.


Автобіографія

ДонНТУ | Портал магістров ДонНТУ