Маркшейдерия

маркшейдерия

Маркшейдерия является комплексной наукой и тесно связана со многими дисциплинами: физико-техническими, математическими, геолого-минералогическими и геологоразведочными, астрономо-геодезическими, а также с технологией разработки месторождений и строительным делом.

За последние несколько лет системы спутниковой радионавигации прочно вошли в маркшейдерскую практику во всем мире и широко используются при создании опорного маркшейдерско-геодезического обоснования и для детальных съемок на горных предприятиях. Применение спутниковых геодезических систем позволяет не только повысить производительность полевых и камеральных работ, но и улучшить качество маркшейдерского обслуживания горного предприятия. В последние годы с появлением систем позиционирования в реальном времени стало возможным создать автоматизированный контроль оборудования, включающего в себя средства для разбивки сеток скважин, планировки поверхности, управления грузопотоками горного предприятия и др.

До недавнего времени все проекты разбивки составлялись вручную и использовались маркшейдерами в поле. С появлением систем автоматизированного проектирования (САПР) стала возможной точная и квалифицированная разработка инженерных проектов с применением компьютеров. Однако на этапе переноса проектов на местность автоматизация заканчивалась. Кроме того, некоторые преимущества САПР терялись при использовании двумерных чертежей. Другими словами, операторы горного оборудования все еще полагались на свой опыт и на разбивочные колья, установленные маркшейдерами в соответствии с проектом.

Системы управления транспортом, разработанные за последние годы, объединяют новые достижения в области спутникового позиционирования и подходящие средства САПР. Они позволяют оператору оборудования в обычных условиях видеть созданный компьютером объект и непрерывно обновлять топографическую информацию о нем. Эти системы могут сохранять схемы выполненных работ и сразу передавать результаты проектировщику для проверки. Конечная цель системы - полностью исключить этап разбивки объекта традиционными методами, осуществить электронную передачу проектных данных в транспортное оборудование сразу из офиса и непрерывно обновлять данные о перемещении машин и материалов.

Использование дополнительных программных средств позволит решать задачи диспетчеризации движения транспортных и железнодорожных средств горного комбината - самосвалов, экскаваторов, бульдозеров, погрузчиков и др. с отображением их в реальном времени на мониторе в едином диспетчерском центре. Основной частью автоматизированной системы управления является система позиционирования, поскольку при любых операциях должно быть известно положение всего оборудования в пространстве.

Маркшейдерское дело, как и геодезия, имеет большое значение при проведении поисковых и геологоразведочных работ, при строительстве и эксплуатации горных предприятий, где маркшейдерско-геодезическое обслуживание выполняется для различных видов работ и технологических процессов, требующих зачастую применения сложных методов измерений и инструментов и высокую профессиональную подготовленность у исполнителей работ.

Основные задачи, стоящие перед полевыми партиями в организациях, выполняющих маркшейдерские изыскания, такие как съемка рудничных выработок, месторождений полезных ископаемых и находящейся над ними земной поверхности, решаются с применением электронных тахеометров. При этом для съемок карьеров можно использовать как обычные отражательные приборы, так и тахеометры с возможностью безотражательных измерений. Если условия работ позволяют, то применение тахеометров с безотражательным дальномером увеличивает производительность, т.к. нет необходимости ждать, пока реечник перейдет на следующую точку, а также повышает качество и достоверность самой съемки за счет увеличения плотности пикетов и того, что нет погрешности установки вешки с отражателем.

Обычно, если изыскания ведут на открытых карьерах, измерения тахеометром выполняют в координатах, а по итогам съемки делают подсчет объема земляных работ и выработок. Для этого данные полевых измерений обрабатывают в специальном программном обеспечении. Минимальный комплект геодезического оборудования при этом будет состоять из электронного тахеометра, штатива, одной или нескольких вешек с отражателями и программного обеспечения для обработки результатов.

В отдельную группу маркшейдерских работ можно выделить съемку тоннелей. Одной из основных проблем, присущих данному виду работ, является достоверность полученных результатов, правильная ориентации в пространстве цифровой модели тоннеля, построенной на основе полевых данных. Такая задача легко решается при использовании следующей технологии: съемку внутри тоннеля выполняют при помощи электронного тахеометра с безотражательным дальномером, а на поверхности, на краях тоннеля, с помощью GPS-оборудования определяются координаты нескольких контрольных точек. Оптимальным полевым решением в данном случае будет применение электронного тахеометра и одночастотного GPS-приемника. Камеральная обработка полевых данных GPS-измерений и тахеометрической съемки выполняется совместно. Сначала в программном обеспечении (ПО), поставляемом в комплекте с GPS-оборудованием, получают координаты точек на краях тоннеля. Затем их передают в качестве исходных пунктов в ПО для обработки тахеометрических измерений, где производится уравнивание полученных данных и оценка точности. Далее, уже уравненные координаты можно передать в графическую программу для построения цифровой модели тоннеля.

Для съемки больших карьеров и, если требуется привязка к существующей геодезической основе, минимальный комплект тахеометра также можно дополнить GPS-оборудованием, которое будет использоваться для создания геодезической основы. Однако применение одночастотного оборудования для этих целей ограничено точностью и длительностью наблюдений. Эффективнее использовать комплект двухчастотного GPS-оборудования. Прием сигнала на второй частоте позволяет сократить влияние ионосферы и за счет этого уменьшить время, необходимое для инициализации. Полученные при этом  данные будут обладать большей достоверностью. Длина базовой линии может достигать 50-ти км (причем, это расстояние в основном ограничивается требованиями к калибровке района работ).

Повысить функциональность и расширить область применения рекомендуемого комплекта GPS-оборудования можно за счет использования двухчастотных GNSS-приемников, работающих в режиме реального времени (RTK). При этом производительность работ увеличивается по сравнению с режимом постобработки (PPK) в несколько раз. Этот режим организуется посредствам получения данных передвижным приемником от базового. Комплект GNSS-оборудования с возможностью работы в режиме RTK позволяет выполнять топографическую съемку карьера на открытых территориях с сантиметровой точностью и получать координаты точек без какой-либо дополнительной обработки. С помощью данного оборудования можно производить выносы проектного положения геометрических элементов горных выработок, технологических сооружений и зданий, границ безопасного ведения горных работ и др. Немаловажно, что оценка точности производится непосредственно в поле. Это позволяет увеличить достоверность получаемых данных и сократить время на постобработку. Фактически пользователь получает возможность экспортировать с контроллера каталог координат пунктов непосредственно в программное обеспечение для дальнейшей отрисовки ситуации или подсчета объемов земляных работ.