Маркшейдерское обеспечение разработки россыпей подземным способом

На россыпях шахтные поля проектируются небольших размеров. Срок погашения запасов песков в контурах шахтного поля обычно не превышает трех лет, поэтому капитальные выработки не проводятся. Как правило, талые россыпи вскрываются вертикальными стволами, а на россыпях с многолетней (вечной) мерзлотой — наклонными (до 30°) стволами и реже штольнями, пройденными из смежных открытых горных выработок или из бортов террас.
При разработке россыпей подземным способом выполняются следующие маркшейдерские работы:
- развитие маркшейдерского обоснования на поверхности россыпей в районах запроектированных шахтных полей;
- вынесение на местность границ шахтных полей, устьев шахтных стволов, вентиляционных выработок, мест расположения технических сооружений и производственных зданий;
- нивелирование по сетке 5x5 или 10х10 м околоустьевых площадей, предназначенных для складирования на них добытых песков и горной массы, с целью обеспечения последующих замеров объемов промываемых песков и вторично разубоживающих пород;
- задание направлений вертикальным, наклонным и горизонтальным вскрывающим выработкам;
- геометрическое ориентирование подземных горных выработок;
- задание направлений подготовительным и нарезным выработкам, контроль за соблюдением их проектных направлений, поперечных сечений и уклонов;
- контроль за проведением очистных выработок до границ шахтных полей и промышленных контуров запасов, за соблюдением проектных выемочных мощностей и оставлением различных целиков;
- проведение контрольных съемок выработок и определение объемов добытых и промытых песков и горной массы, объемов потерь и разубоживающих пород.
Кроме того, маркшейдеры принимают участие в составлении ежегодных и квартальных планов горных работ, выполнении мероприятий по охране зданий, сооружений, горных выработок и природных объектов от вредного воздействия обрушений над выработанными пространствами, ведут наблюдения за проявлениями горного давления, контролируют соблюдение паспортов крепления, составляют и пополняют планово-графическую документацию.
Вследствие специфики горнотехнических условий на россыпях отпадает необходимость выполнения ряда высокоточных маркшейдерских съемок и измерений при строительстве шахт, за исключением контроля направлений выработок и их уклонов.
На поверхности россыпей сети опорного обоснования создаются обычно специализированными топографическими организациями в период геологоразведочных работ. Поэтому маркшейдерам участков подземных горных работ на приисках приходится редко заниматься развитием и сгущением опорных сетей.
Для ориентирования шахты вблизи ее ствола закладывают подходной пункт в виде металлической трубы (стержня или рельса) длиной 1,5—2 м, погруженной в землю на 2/3—3/4 ее длины. Плановые координаты определяются преимущественно обратной засечкой, проложением теодолитного хода, реже — прямой засечкой с пунктов полигонометрии. Углы измеряются теодолитом одним полным повторением с точностью отсчитывания не более ±30". Высотные отметки подходных пунктов определяются геометрическим нивелированием от ближайших реперов IV класса или от пунктов полигонометрии, имеющих высотные отметки.
Поскольку подземные подготовительные и нарезные выработки на россыпях проходят по пласту песков, то направление при проходке задают только в горизонтальной плоскости по двум отвесам.
На россыпях число подготовительных и нарезных выработок в шахтах незначительно, они преимущественно горизонтальные или с уклонами менее 6°. Их съемку производят с пунктов теодолитных ходов. Поскольку период погашения запасов в контурах шахтного поля незначителен, точки (пункты) теодолитных подземных ходов закрепляют временными знаками: на талых россыпях — в виде штырей в почве или в элементах крепи, на вечномерзлых россыпях — в виде деревянных пробок в шпурах глубиной 0,3—0,5 м, пробуренных в кровле выработок.
Методику съемки очистных выработок выбирают в зависимости от применяемой системы разработки. Так, при системе разработки короткими столбами выработки снимают рулеточными промерами от точек теодолитного хода. Расстояния между снимаемыми точками в зависимости от конфигурации выработки и ее площади принимаются равными 5—10 м. Расстояния до снимаемых точек измеряют рулетками или с помощью дальномерных маркшейдерских инструментов.
При сплошных системах разработки (лавами, камерами) очистные выработки снимают полярным способом с применением коротких дальномерных реек.
Выемочную мощность в очистных выработках измеряют рулеткой по точкам, располагаемым в углах сетки квадратов 5x5 или 10x10 м.
Объем добытых песков из подготовительных выработок:

из очистных выработок:

где bп — средняя ширина подготовительной выработки, м; mп..н — нормативная выемочная мощность выработки за отчетный период, м; Lп — протяженность подготовительной выработки за отчетный период, м; Sо — площадь выработанного очистного пространства, определяемая планиметром (после съемки и нанесения на план), м2; mо.н — нормативная мощность пласта песков, м.
Для вычисления объемов добытой горной массы в формулах (XI.1) и (XI.2) вместо значений нормативной мощности пласта песков подставляют значения фактических средних выемочных мощностей выработок.
Объем песков, промытых за отчетный период из отвала, определяют по результатам повторного нивелирования его площадей методом среднего арифметического по формуле

где So.п — средняя площадь плоского отвала песков, равная полусумме площадей поверхности и основания отвала на дату контрольной съемки за отчетный период, м2; mо.п — средняя мощность или высота отвала песков, равная разности средних высотных отметок поверхности и основания отвала на дату контрольного нивелирования и съемки за отчетный период, м; kp — коэффициент разрыхления песков, равный частному от деления геометрического объема отвала на величину объема выработанного пространства (подготовительных, нарезных и очистных выработок) в шахте; Vд.п + Vд.о — общий объем добытой горной массы (пустой породы и песков) из шахты по маркшейдерским данным на дату съемки выработок за отчетный период, м2.
В справках о выполненных объемах горных работ маркшейдер указывает средние расстояния транспортирования песков в шахтах к бункерам скиповых подъемов, на поверхности — к загрузочным бункерам промывочных устройств. Среднее расстояние транспортирования песков по подземным горным выработкам принимается обычно равным 2/3 наибольшей дальности перемещения песков.