6.3 Тригонометрическое нивелирование.

Производить передачу отметок геометрическим способом по наклонным выработкам затруднительно, а при значительном угле падения вообще невозможно, поскольку горизонтальный луч нивелира попадает в кровлю или почву выработки на весьма небольшом расстоянии от инструмента. Уже при угле падения более 5-8° нивелирование производят­ся тригономет­рическим способом. Тригонометрическое нивелирование, как правило, производится наряду с теодолитной съемкой

Инструментами для тригонометрического нивелирования являются теодолит, стальная рулетка, отвесы.

Для определения превышения точки В над точкой А под точкой А уста­навливают и центрируют теодолит, а в точке В вешают от­вес. Теодолитом, при двух положениях вертикального круга, измеряет вертикальный угол . Стальной рулет­кой измеряют: наклонную длину l, расстояние i от точки А до гори­зон­тальной оси вращения зрительной трубы теодолита, а также расстояние V от точки В до отвеса. При всех измерениях отсчеты берут с точностью до 1 мм. Если точки расположены в кровле выработки, то измеренным значениям расстояний «i» и «V» придают знак минус. Из рис.6.3

, (6.6)

Рисунок 6.3Тригонометрическое нивелирование

или окончательно

, (6.7)

, (6.8)

Превышение определяются в прямом и обратном направле­ниях. Для определения превышения в обратном направлении устанавливают теодо­лит в точке В и производят измерения, аналогичные предыдущим.

При выполнении тригонометрического нивелирования должны соблюдаться следующие требования:

• колебания места нуля при прокладке хода не более 3;

• измерение высот теодолитов и сигналов производится дважды, допустимое расхождение не более 10 мм;

• превышение на каждой стороне определяют в прямом и обратном направлении, разность между ними должна быть не более 1:1000 длины стороны;

• невязка хода не должна превышать в мм, гдеl – суммарная длина хода в км.

Ходы тригонометрического нивелирования должны быть замкнуты или опираться на пункты геометрического нивели­рования.

6.4 Вертикальная соединительная съемка

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;

• передача отметки длинномером ДА-2.

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

(6.9)

где Н – глубина ствола в м.

6.4.1 Передача высотной отметки через вертикальные выработки длин­ной лентой

Пусть на поверхности возле ствола имеется Rp А с извест­ной высотной отметкой Z_A. Необходимо определить отметку Z_B репера «В» в шахте (рис.6.4).

Рисунок 6.4 Передача высотной отметки длин­ной лентой

В ствол опускается длинная лента, к концу которой подвешивается груз Q, равный натяжению ленты при компари­ровании (ленты бывают длиной 500 или 1000м). На поверхно­сти и в шахте устанавливают ниве­лиры и берут отсчеты а_П, а_Ш по рейкам, установленным на реперах А и В. Визируют на ленту и берут отсчеты b_П и b_Ш. Измеряют темпера­туру на по­верхности и в шахте.

Из рис.6.4 измеренное превышение между реперами А и В равно:

, (6.10)

В измеренное превышение вводят поправки:

• за удлинение ленты от собственного веса

(6.11)

где  - удельный вес стали;

Е =210⁶ — модуль Юнга;

L — длина участка ленты между визирными лучами нивелиров, м;

L’ — длина свободно висящей части ленты, м.

• за растяжение ленты от груза Q (если он не равен на­тяжению при компарировании)

,см (6.12)

где Q и Q₀ — грузы при измерении и компарировании;

f — площадь поперечного сечения в см²;

• за температуру

, (6.13)

где  — коэффициент растяжения стали

t_ср, t_к — средняя температура в стволе и при компариро­вании;

• за компарирование — L₄ (берется из паспорта ленты).

Исправленное значение превышения Z_АВ равно:

, (6.14)