3. Маркшейдерлік істің дамуының қысқаша тарихи мәліметі.

XIX ғасырдың басында, М.В.Ломоносов еңбектерінің негізінде, Ресейде маркшейдерия жоғары деңгейге көтерілді. Оған мысал ретінде Оралдағы Березов алтын кеніштерінің және қазіргі кезге дейін сақталған тау-кен өндірістерінің маркшейдерлік пландарын келтіруге болады

1904 жылы, профессор П.К.Соболевскийдің ұйымдастыруымен, Томскінің технологиялық институтіне маркшейдер мамандығы бойынша студенттер қабылданды. Оның басшылығымен, пайдалы қазындының көрсеткіштерін кескіндеуге изосызықтар әдісі кең қолданылып, Орал кен орындарының геометриялық модельдерін дайындау жұмыстары жүргізілді .

4. Маркшейдерлік түсірістер туралы жалпы мәліметтер. Тау-кен жұмыстарының пландарын және басқа маркшейдерлік графикалық құжаттарды дайындауға және әртүрлі геометриялық, тау-техникалық мәселелерді аналитикалық шешуге қажет геометриялық өлшеулер мен есептеулердің жиынтығын маркшейдерлік түсірістер деп атайды

Пайдалы қазындылардың кен орындарын игеру екі тәсілмен орындалады – ашық және жер асты. Яғни, пайдалы қазындылардың кен орындарын ашық және жер асты тәсілдерімен игеруді қамтамасыз ететін маркшейдерлік түсірістердің тәсілдері де әртүрлі. Жер астындағы маркшейдерлік түсірістердің объектілері: тау-кен қазбалары; тау-кен қазбаларымен ашылған, пайдалы қазындының жер қойнауында орналасуын кескіндейтін, кеннің астыңғы және үстіңгі беттері, геологиялық бұзылыстар (лықсымалар, бастырмалар және т.т.); кен орынына және тау-кен қазбаларына тән ерекшеліктерін сипаттайтын жеке нүктелер (сынамалар алынған орындар, қазбалардан бұрғыланған барлау ұңғымаларының сағасы, т.т.).

Жоғарыда аталған объектілердің біріншісі, яғни тау-кен қазбалары, жұмыс істеп тұрған шахталарда, тұрақты өзгерулермен сипатталады. Олар кей жерлерде тау-кен жұмыстарының әсерінен бұзылады, кей жерлерде қайта жүргізіледі. Сондықтан бұл объектілер шахтаның жұмыс мерзімінде, тау-кен жұмыстарын рационалды және қауіпсіз жүргізу үшін, үздіксіз жүйелі маркшейдерлік түсірістерді талап етеді.

Екінші объект, яғни пайдалы қазындының жер қойнауында орналасуын кескіндейтін, кеннің астыңғы және үстіңгі беттері, геологиялық бұзылыстар (лықсымалар, бастырмалар және т.т.), жер астындағы қазбаларды жүргізгенде ашылады. Маркшейдер түсірістер орындап, оларды тау-кен жұмыстарының және геологиялық пландарда кескіндейді. Бұл түсірістердің нәтижелері тау-кен жұмыстарын жобалауға, кен қорын есептеуге, кен орынының геологиялық құрылымын зерттеуге, пайдалы қазындының жоғалуын және т.т. анықтауға пайдаланылады. Мысалға кездескен айырылу бұзылыстарының көрсеткіштері (амплитудасы, созылымы, бұзылыстың сырғу жазықтығының көлбеулігі), оның жақын жатқан участкелерге таралуын болжауға және сырғыған бөлігін рационалды ашуға, игеруге мүмкіндік береді.

Үшінші объект, яғни кен орынына және тау-кен қазбаларына тән ерекшеліктерін сипаттайтын жеке нүктелер (сынамалар алынған орындар, қазбалардан бұрғыланған барлау ұңғымаларының сағасы, т.т.) түсініктемелерді, сипаттамаларды қажет етпейді. Өйткені жер астындағы қазбаларда маркшейдерлік пландарда кескінделетін әртүрлі нүктелер (барлау ұңғымаларымен пайдалы қазындының кездескен жері, газ бөлінетін нүктелер, пайдалы қазындының сынамаларын алған нүктелер және т.т.) өте көп.

Жер астындағы тау-кен жұмыстары жер бетінде орналасқан құрылымдармен технологиялық байланысты. Сонымен бірге кен орындарын жер асты тәсілімен игеру жер бетінің және жер бетінде орналасқан объектілердің деформациялануына себеп болады. Осыған байланысты маркшейдер жер бетінің планын уақтылы толықтырып, жаңартып отыруы тиіс, яғни маркшейдер уақтылы шахта үстіндегі ғимараттарды, көтергіш қондырғының коперін (мұнарасын), көтергіш қондырғының машинасының ғимаратын, қоймаларды, келіп-кететін жолдарды және өндіріс алаңында орналасқан басқа объектілерді түсіріп отыруы керек. Өйткені, үлкен масштабтағы, бұл объектілер, көптеген өндірістік мәселелерді шешуде пайдаланылатын, өзара қатаң геометриялық байланысты талап етеді.

Толықтырушы түсірістер тау-кен өндірісіне бөлінген жерде толық орындалуы керек. Түсіру объектілері: ғимараттар, құрылымдар, су қоймалары, барлау ұңғымаларының сағалары, тау-кен қазбаларының сағасы, жер бедерінің элементтері және т.т. Маркшейдер кен орынын игеру қауіпсіздігіне әсер ететін жағдайларға және тау-кен жұмыстарының әсерінен қорғалатын объектілерге ерекше назар аударуы керек.

5.Маркшейдерлік түсірістерді орындаудың негізгі принциптері. Тиімді түсіріріс әдісі объектінің сипаттамасымен, мақсатымен және түсірістің қажетті дәлдігімен анықталады. Жер астындағы маркшейдерлік түсірістерде келесі негізгі принциптер ескеріледі.

1. Түсіріріс, өлшеулердің шарасыз қателіктерін азайтып, дәлдіктерін жоғарлату үшін, жалпыдан жекеге қарай орындалуы керек.

Бұл принцип жер бетіндегі топогеодезиялық жұмыстардан белгілі, яғни алдымен триангуляция жүйесі құрылады, оның негізінде полигонометрия (аналитикалық жүйе) дамытылады, содан кейін ғана жер бедері және толықтыру түсірулері орындалады. Осы принципке сәйкес, жер астында, оқпаннан кен орынының шетіне қарай, негізгі қазбаларда тірек жүйесі орнатылады да, оның негізінде, ұзындықтары шамалы, дайындау және өндіру қазбаларында, 1 және 2 разрядты түсіру жүйелері дамытылады.

2. Орындалатын түсірістің барлық өлшеулері тау-кен ісіне қажет дәлдіктерді қамтамасыз етуі керек. Бұл жағдайда екі кателік болуы мүмкін: өлшеулердің орындалу дәлдігі жеткіліксіз, немесе артық. Бірінші қателікке жол берілмейтіні айдан анық, өйткені дәлдіктің жеткіліксіздігі тау-кен қазбаларының сапасын төмендетіп, жүргізуін қиындатады, бүлінуіне себеп болып, әртүрлі қауіпті апаттарға соқтыруы мүмкін. Артық өлшеулер имаркшейдердің еңбегі мен уақытын зая етеді. Сондықтан маркшейдер өлшеу әдістерін, объектінің сипаттамасын және қажетті түсіріс дәлдіктерін ескеріп, дұрыс таңдай білуі керек. Маркшейдерге бұл мәселені шешуде, әр түсірістің дәлдігі және өлшеу тәсілдері анықталған, «Маркшейдерлік жұмыстарды орындаудың техникалық нұсқаулары» әжептеуір көмек тигізеді. «Нұсқаулар» жиынтығында заң күші бар, сондықтан оларды біздің елдегі маркшейдер қатаң орындауға міндетті.

3. Жер астындағы маркшейдерлік түсірістер, міндетті түрде, олардың дұрыстығын тексерумен және дәлдіктерін сараптаумен орындалуы керек. Тексеру түрі түсірістің жалпы схемасымен және өлшеу тәсілдерімен байланысты.

Жіберілген қателіктерді уақытында анықтап, қосымша өлшеулермен түзету үшін, түсірістің жеке элементтерінің (ұзындықтар, бұрыштар, биікайырымдар) өлшеулерінің дұрыстығын бақылау, әр уақытта өлшеу жүргізіліп жатқан кезде орындалуы керек. Яғыни екі нүктенің арақашықтығы екі рет өлшенеді, горзонталь бұрыштарды өлшеу кезінде, бақылау есептері алынады және т.т. Мұндай бақылаулар түрлері далалық болып есептеледі.

Далалық бақылаулар кезінде кейбір қателіктер ескерілмейді (мысалы аспапты және белгілерді пункттерге центрлеу). Сондықтан ол дәлдіктің жеткілікті критериі болмайды да, өлшеу нәтижелерін камералдық. өңдеу кезінде, белгілі геометриялық жағдайларды (ережелерді) пайдаланып, соңғы бақылау және дәлдіктерін сараптау (бағалау) жүргізіледі. Мысалы, тұйықталған полигонда өлшеулердің дұрыстығын бақылау, дәлдіктерін сараптау, полигонның бұрыштық және сызықтық қиылыспаушылығын анықтаумен орындалады. Сондықтан көптеген жер астындағы түсірістер екі рет, немесе тура және кері бағытта орындалады.

6. Жер астындағы маркшейдерлік түсірістердің түрлері. Мақсаты мен өлшеу тәсілдері бойынша жер астындағы маркшейдерлік түсірістер бес негізгі түрге бөлінеді: горизонталь байланыстыру, жер астындағы теодолиттік және вертикаль түсірістер, дайындау және өндіру қазбаларын түсіру, тау-кен жұмыстарының мөлшерін анықтауға арналған өлшеулер.

1. Горизонталь байланыстыру (бағдарлау-байланыстыру) түсірістерінің нәтижесінде жер астындағы және жер бетіндегі түсірістердің геометриялық байланысы анықталады, яғни жер астындағы пункттердің, объектілердің координаталары жер бетінде қабылданған координаталар жүйесінде анықталады. Ол жер астындағы және жер бетіндегі пункттердің координаталарының біртұтастығын қамтамасыз етіп, тау-кен жұмыстарының пландарын жер бетінің пландарымен беттестіруге, яғни өндірісте әртүрлі тау-техникалық мәселелерді графикалық немесе аналитикалық тәсілдермен шешуге мүмкіндік береді. Жер астындағы барлық қазбалардың пландық орындары, горизонталь түсірістердің дирекциодық бұрыштары және жер астындағы қазбаларда орнатылған арнайы пункттерінің х және у координаталары, бағдарлау-байланыстыру түсірістерінің нәтижелерінің негізінде анықталады.

2. Жер астындағы теодолиттік түсіріс деп нәтижесінде жер астындағы қазбаларда орнатылған арнайы белгілер (пункттер) жүйесінің х, у кординаталарын анықтауға қажет бұрыштық және сызықтық өлшеулердің жиынтығын атайды.

Түсірістің нәтижелері тау-кен жұмыстарының пландарын дайындауға, толықтыруға және басқа да графикалық құжаттарды дайындауға, әртүрлі тау-техникалық мәселелерді (қарсы забойлармен жүргізілген қазбаларды түйістіру, жер қойнауының геометриясын құру және т.т.) шешуге пайдаланылады.

3. Жер астындағы вертикаль түсірістердің нәтижесінде қазбалардың және онда орнатылған пункттердің Z координаталары анықталады, яғни тау-кен қазбаларының кеңістіктегі өзара орналасу жағдайлары анықталады. Вертикаль түсірістер: Z координатын жер бетінен жер астындағы қазбаларға түсіру, жер астындағы горизонталь қазбалардағы геометриялық нивелирлеу, жер астындағы көлбеу қазбалардағы тригонометриялық нивелирлеу.

4. Пайдалы қазындыны дайындау және өндіру қазбаларындағы түсірістер негізінде өте қысаң жерде, жоғарғы дәлдікті қажет етпегендіктен қарапайым бұрыш өлшегішпен орындалады. Нәтижелері тау-кен жұмыстарының пландарын толықтыруға пайдаланылады.

5. Тау-кен жұмыстарының қазбаларындағы өлшеулер кезінде қарапайым өлшеулердің нәтижесінде қажетті мерзімде орындаған тау-кен жұмыстарының көлемін анықтайды. Өлшеулер негізінде рулеткамен орындалады. Қажет болса арнайы аспаптар пайдаланылады. Нәтижелері графикалық құжаттарды толықтыруға пайдаланылады.

7.Маркшейдерлік пландардағы координаталар жүйесі. Топографиялық-геодезиялық, картографиялық және маркшейдерлік жұмыстарды орындау кезінде геодезиялық және 1942 жылғы Гаусс-Крюгердің жазық тік бұрышты координаталар жүйесін пайдаланады.

Кішігірім аудандармен танылатын маркшейдерлік және топографиялық пландарда және түсірістерде координаталар жүйесіне келесі негізгі талаптар қойылады:

1. Координаталарды есептеуге, мәселелерді шешуге ыңғайлы және қарапайым болуы керек.

2. Барлық қабаттардың тау-кен жұмыстарының пландарын өзара және басқа пландармен (топографиялық, геологиялық) беттестіруді қамтамасыз етуі керек.

3. Координаталар остері қабылданған бағытқа бағдарланған, координаталар торы графиктерді құруға және әртүрлі геометриялық мәселелерді шешуге ыңғайлы болу керек.

4. Проекция масштабы кез келген нүктеде, барлық бағытта, тұрақты және барлық нүктелерге бірдей болуы керек.

5. Элипсоидта және проекциялар жазығында бұрыштардың теңдігі сақталуы керек.

Келтірілген талаптарды Гаусс-Крюгердің жазық тік бұрышты координаталар жүйесі қанағаттандырады.

Бірқатар аудандарда маркшейдерлік жұмыстарды орындап, пландарын дайындау кезінде жергілікті (шартты) координаталар жүйесін пайдаланады. Координаталар жүйесінің басы ретінде, кен орынының территориясында орналасқан, геодезиялық жүйенің бір пунктін пайдаланады. Координаталар остерінің бағыттары мемлекеттікке сәйкес. Бұл координаталарды шартты жүйеден жалпы мемлекеттікке көшіруді, яғни қайта есептеуді жеңілдетеді. Кей жағдайларда жергілікті координаталар жүйесінің остерінің жалпы мемлекеттіктен бұрылу бұрыштары болады. Бұл жағдайларда олардың координаталарын қайта есептеу күрделі аналитикалық тәуелділіктерді қолданумен жүзеге асырылады.