1

1. Цели освоения дисциплины

Одним из важнейших видов работ на всех стадиях освоения месторождений полезных ископаемых, строительстве подземных сооружений и тоннелей является перенос проектов сооружений, горных выработок и горнотранспортного оборудования.

Контроль за их сооружением, обеспечение геометрической точности и наблюдение за

их деформациями в процессе их строительства и эксплуатации.

Целью изучения дисциплины является решение проблем создания опорного и рабочего маркшейдерского обоснования для выполнения проектирования, разбивки осей сооружений, контроля геометрических параметров с необходимой точностью процессов строительства наземных и подземных объектов, производства контрольноисполнительных съемок на всех этапах строительства, мониторинг деформаций зданий и сооружений в процессе строительства и эксплуатации объектов.

Для выполнения этих работ необходимы знания технологии строительства зданий и сооружений на промплощадках и под землей, геометрии объектов, геометрии и точности сооружений, способы маркшейдерских съемок, приборы и технологии современных геодезических работ, знаний аналитической геометрии и математической обработки геодезических и маркшейдерских работ.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Маркшейдерские работы при строительстве подземных сооружений» относится к вузовскому блоку – С3.В.4 и опирается на знания следующих дисциплин, представленных в таблице Название дисциплины Разделы 1 Математика Аналитическая геометрия, теория вероятности, математическая статистика Начертательная геометрия, инже- Проекции с числовыми отметками нерная графика Геология Разведка и геолого-промышленная оценка МПИ Геодезия Геодезические сети и съемки, приборы, методики измерений и математической обработки результатов, основы картографии и ГИС Основы горного дела Технология и комплексная механизация открытых, подземных горных работ и строительство городских подземных сооружений и тоннелей.

Маркшейдерия Выполнение маркшейдерских работ на поверхности и под землей Анализ точности маркшейдерских Теория ошибок измерений, уравнивание измерений измерений Маркшейдерско-геодезические Устройство приборов, исследования и поверки, поприборы рядок работы с приборами Спутниковые навигационные си- Построение спутниковых систем и приборов, изместемы рение координат точек, точность, приборы Опорные маркшейдерско- Теория и практика создания МОГС, создание сетей геодезические сети IV класса и сетей сгущения, уравнивание сетей 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Освоение дисциплины направлено на формирование специальных компетенций:

- готовностью осуществлять производство маркшейдерско-геодезических работ, определять пространственно-временные характеристики состояния земной поверхности и недр, горнотехнических систем, подземных и наземных сооружений и отображать информацию в соответствии с современными нормативными требованиями (ПСК-4-1);

- готовностью осуществлять планирование развития горных работ и маркшейдерский контроль состояния горных выработок, зданий, сооружений и земной поверхности на всех этапах освоения недр с обеспечением промышленной и экологической безопасности (ПСК-4-2);

- способностью составлять проекты маркшейдерских и геодезических работ (ПСК-4-3).

знать:

- задачи маркшейдерской службы при строительстве зданий и сооружений на промплощадках, подземной части горных предприятий, подземного пространства городов и тоннелей (1);

- проектировать и создавать специальные маркшейдерские опорные сети на промплощадках и в подземных горных выработках (2);

- маркшейдерские и геодезические работы при строительстве зданий, сооружений и выработок подземного пространства (3).

уметь:

- читать горно-строительную документацию (1);

- проектировать и исполнять проекты производства маркшейдерских работ при строительстве зданий, сооружений, горных выработок и монтаже горнотранспортного оборудования (2).

владеть:

- компьютерными технологиями ведения полевых и камеральных работ (1);

- терминологией строительного производства (2).

3.1 Матрица соотнесения тем учебной дисциплины и формируемых в них профессиональных компетенций Профессиональная компетенция (ПСК-4-1; ПСК-4-2; ПСК-4-3) Темы Количество часов:

Знать Уметь Владеть Л Лаб С Всего 1 2 3 1 2 1 Тема1 2 4 6 + + + + Тема2 12 12 + + + + Тема3 4 8 16 28 + + + + + + Тема4 + + 4 8 12 24 + + + + Тема5 + 4 12 16 + + Тема6 2 8 15 25 + + + + + + Тема7 2 10 21 33 + + + + + + 18 34 92 4. Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5единиц – 180 часов.

4.1. Лекционные занятия Объем в Неделя часах Общие сведения о маркшейдерских работах при изысканиях, проектировании, строительстве и реконструкции шахт.

Задачи маркшейдерской службы на разных этапах строительства.

Проектная документация для строительства. Особенности маркшейдерских работ в шахтном строительстве. Последовательность выполнения маркшейдерских работ [1 - 4].

Теоретические основы маркшейдерских работ в шахтном строительстве.

Классификация строительных осей. Принципы и последовательность производства маркшейдерских работ. Расчет точности разбивочных работ. Нормативная документация. Построение на местности проектных углов, отрезов линий, отметок точек, точность. Способы и точность построения точек на местности (полярных координат, прямоугольных координат, створов, створных засечек, угловых и линейных засечек, замкнутого треугольника, проектного полигона). Вынос в натуру линий, плоскостей, поверхностей. Способы закрепления осей и точек на стройплощадке. Перенос точек по вертикали. Система допусков. Метрологическое обеспечение строительства. [8, 11, 16].

Маркшейдерские работы на промплощадке.

Создание (реконструкция) опорной сети. Проектная документация. Вертикальная планировка промплощадки. Картограмма земляных работ. Разбивка центра и осей ствола. Назначение, принципы, способы и точность построения разбивочной сетки на промплощадке. Разбивка зданий, высотных сооружений надшахтного комплекса, подземных и транспортных ком-муникаций (железных, автомобильных дорог), эстакад. Разбивочные работы при крупноблочном, сборном строительстве; сооружение фундаментов. Контроль за выполнением строительных работ согласно проекту. Назначение и точность исполнительных съемок. Исполнительная документация. [8, 11, 16].

Маркшейдерские работы при сооружении шахтного подъема.

Назначение и особенности эксплуатации подъемных установок.

Проектная документация. Основные геометрические элементы подъема. Разбивочные работы при монтаже копра. Подкопровая рама и ее установка. Проверка правильности установки и монтажа копра и укосин. Контрольные измерения при установке направляющих шкивов и разгрузочных устройств. Разбивочные работы и контроль при установке подъемной машины.

Маркшейдерские работы при сооружении башенных копров и установке многоканатных подъемных машин. Проверка действующего подъемного комплекса.

Меры безопасности при выполнении работ. Требования технической инструкции к точности выполняемых маркшейдерских работ. Особенности маркшейдерского обеспечения установки подъемных машин для наклонных стволов. Исполнительная документация. [1 -4, 5, 8, 9, 11].

Маркшейдерские работы при сооружении вертикальных стволов.

Проектная документация. Маркшейдерское обоснование для проходки, крепления и армирования ствола. Физические и световые отвесы. Контроль за проходкой и креплением ствола. Составление и ведение журнала проходки. Факторы, влияющие на точность проходки и возведения крепления при разных способах проходки. Исполнительная документация. Маркшейдерские работы при армировании ствола. Допуски, точность, меры безопасности. Профилирование стенок ствола, расстрелов, проводников при помощи шахтных отвесов.

Назначение, особенности строительства и эксплуатации вертикальных стволов. Допуски на точность возведения стволов.

Автоматизация маркшейдерских измерений в стволе, проектиры направлений, звуколокационные приборы для профилирования стенок, автоматические станции для профилирования проводников и т.п.

Маркшейдерские работы при сооружении стволов специальными способами (бурение, замораживание, цементация, кессонный, опускная крепь).

Маркшейдерские работы при углубке вертикальных стволов разными способами. Восстановление центра и осей ствола.

Маркшейдерские работы при углубке ствола сверху вниз и снизу вверх.

Особенности маркшейдерских работ при проходке стволов с одновременным армированием. Наблюдения за деформациями крепления ствола и армировки.

Маркшейдерские работы при проходке наклонных стволов. Допуски, точность. Исполнительная документация. [5, 7, 9, 11, 16].

Маркшейдерские работы при проведении околоствольных и капитальных выработок.

Назначение, особенности строительства и эксплуатации околоствольных и капитальных выработок.

Проектная документация. Увязка проектных полигонов (в плане и по высоте) по околоствольным выработкам. Маркшейдерские работы при рассечке околоствольных выработок, разбивке осей прямолинейных и криволинейных выработок, задание направления в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Контроль за проходкой выработок. Маркшейдерские работы при настилке путей в шахте, возведении фундаментов под горнотранспортное оборудование и его монтаже.

Маркшейдерские работы в выработках, оборудованных магистральными конвейерами. Допуски, точность. Маркшейдерская документация при сдаче шахты в эксплуатацию. [5, 11, 16].

Маркшейдерские работы при проведении выработок встречными забоями.

Сущность задачи проведения выработок встречными (догоняющими) забоями. Классификация сбоек. Расчет допусков на Состав работ и схема организации маркшейдерских работ при сбойках, права и обязанности маркшейдера.

Предрасчет погрешности смыкания забоев в плане и по высоте при различных схемах, общий и частные случаи, горизонтальные и вертикальные выработки. Предельная погрешность смыкания забоев.

Предрасчет погрешности смыкания забоев при многократном гироскопическом ориентировании сторон подземной полигонометрии использовании светодальномеров. Графические способы предрасчета погрешностей сбойки. Применение ЭВМ при Особенности предрасчета сбоек выработок, оборудованных магистральными конвейерными установками.

Маркшейдерское обеспечение проходки выработок, профодимых встречными забоями. Правила безопасности при проведении сбоек. [5, 9, 11, 12, 16].

Проект выноса центра и осей ствола. Проект вертикальной планировки промплощадки. [1,2, 3,5, 7,8, 9, 8 Геометрическая увязка элементов шахтного подъема.

Проектный полигон по околоствольным выработкам.

Предрасчет сбойки горных выработок. [1,2, 7,8, 9, 11].

4.3. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента семестра контроль Текущий конЭкзамен 1ЗЕ Учебная работа выполняется с использованием традиционных технологий:

- лекции - в традиционной форме;

- лабораторные работы – по вариантам, выдаваемым преподавателем и учебнометодическому пособию. Оформление работ по требованиям горно-графической документации, ТИПМР и компьютерным технологиям.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Для оценки учебной деятельности студентов применяется рейтинговая система:

- три письменных контрольных работ по два вопроса из блока вопросов, выдаваемых студентам на первой лекции (Т1, Т2, Т3) – шесть оценок;

- четыре лабораторных работ по две оценки (исполнение работы + защита) - восемь оценок;

- один реферат, который студенты пишут после поездки в апреле-месяце на международную выставку «Геосибирь» по геодезическому, маркшейдерскому, кадастровому, космическому оборудованию, где студент сам выбирает прибор и технологию для обеспечения строительства – одна оценка.

Оценки суммируются и делятся на число оценок (15). По результату ставится оценка по всей дисциплине.

Вопросы для письменных контрольных работ Маркшейдерские работы при строительстве подземных сооружений Перенесение в натуру элементов проекта (детальная разбивка) 1.1. Задачи маркшейдерской службы в шахтном строительстве.

1.2. Особенности маркшейдерских работ при строительстве шахт.

1.3. Принципы и последовательность производства маркшейдерских работ.

1.4. Расчет точности разбивочных работ.

1.5. Системы допусков в строительстве. Нормативное обеспечение строительства.

1.6. Схемы построения геометрических образов в натуру (точки, оси, лучи).

1.7. Классификация элементов маркшейдерских измерений для переноса геометрических образов в натуру (углы, длины, отметки, время).

1.8. Понятие о размерных цепях и их применение при расчете точности сборки зданий и сооружений.

1.9. Погрешности выполнения измерительных действий, операций.

1.10. Технология построения на местности элементов измерений 1.10.1. Горизонтальных углов. (Способы, точность) 1.10.2. Длин линий. (Способы, точность) 1.10.3. Отметок точек нивелиром, теодолитом. (Способы, точность) 1.10.4. Площадей с заданным уклоном.

1.11. Технологические схемы построения на местности точек с заданными координатами.

1.11.1. Определение проектных координат точек и способы построения их на местности.

1.11.2. Схемы накопления ошибок в измерениях.

1.11.3. Способ полярных координат.

1.11.4. Способ прямоугольных координат.

1.11.5. Способ створов.

1.11.6. Способ створной засечки.

1.11.7. Способ угловой засечки.

1.11.8. Способ триангуляции (замкнутого полигона).

1.11.9. Способ линейной засечки (трилатерации).

1.11.10. Способ проектного полигона.

1.12. Технологические схемы линий и осей в натуре 1.12.1. Классификация линий и осей.

1.12.2. Построение горизонтальных линий и осей.

1.12.3. Построение вертикальных линий и осей.

1.12.4. Закрепление линий и осей на промплощадке (стройплощадке) и в шахте.

1.13. Задач, решаемые маркшейдером, на различных этапах строительства горного предприятия (изыскания, проектирование, строительство).

1.14. Проектная документация для строительства.

1.15. Последовательность производства маркшейдерских работ при обслуживании строительства строительных объектов.

1.16. Особенности применения электронно-оптических тахеометров в строительстве.

1.17. Особенности применения лазерных нивелиров в строительстве.

1.18. Особенности применения GPS технологий в строительстве.

1.19. Способы переноса точек по вертикали.

1.20. Способы закрепления точек и осей.

2.1. Последовательность маркшейдерских работ (М.Р.) при строительстве зданий и сооружений.

2.2. Переход из одной системы прямоугольных координат в другую 2.2.1. Переход из истинной в условную систему координат (С.К).

2.2.2. Переход из условной С.К. в истинную.

2.3. Маркшейдерское обеспечение вертикальной планировки промплощадки 2.3.1. Маркшейдерское обоснование вертикальной планировки промплощадки.

2.3.2. Последовательность М.Р. по обеспечению вертикальной планировки промплощадки.

2.3.3. Картограмма земляных работ. Баланс нулевых работ.

2.3.4. Лазерные и цифровые нивелиры для обеспечения вертикальной промплощадки.

2.4. Способы разбивки зданий. Способы закрепления разбивки.

2.5. Вынесения центра и осей ствола.

2.6. Построение разбивочной сети (способы, последовательность работы, закрепление, точность).

2.7. Способы редуцирования точек.

2.8. Маркшейдерские работы при строительстве копров укосной системы 2.8.1. Маркшейдерское обеспечение монтажа копра.

2.8.2. Маркшейдерские работы при монтаже подкопровой рамы (схема, точность схемы, допуски, точность).

2.8.3. Маркшейдерские работы при сборке и установке станка копра (марк. основа, способы контроля:

- при монтаже над стволом, - при монтаже разворотом, - при монтаже надвигом;

профилирование, точность).

2.8.4. Маркшейдерские работы при монтаже подшкивной площадки и направляющих шкивов (контроль, точность, допуски).

2.8.5. Маркшейдерские работы при монтаже укосины.

2.8.6. Исполнительная профилировка копра (способы, точность, допуски).

2.8.7. Маркшейдерские работы при монтаже разгрузочных кривых.

2.9. Маркшейдерские работы при сооружении зданий и фундаменты подъемной машины.

2.10. Маркшейдерские работы при монтаже подъемной машины. (Технология, точность).

2.11. Геометрические элементы подъемной установки (схема, расчеты).

2.12. Конструкции копров. Способы монтажа копра.

2.13. Маркшейдерские работы при сооружении копров башенного типа.

2.14. Влияние солнечной (тепловой) радиации на положение станка копра.

2.15. Исполнительная съёмка подъёмной установки. (Способы, точность) 2.16. Расчёт элементов подземной установки по материалам исполнительной съёмки (допуски, точность).

2.17. Способы и точность перенесения осей ствола на подшкивную площадку допуски, точность, технология).

3.1. Технологические схемы проходки вертикального ствола и особенности маркшейдерского обеспечения.

3.2. Маркшейдерские работы при проходке вертикального шахтного ствола (технология, допуски, точность).

3.3. Конструкции проходческих отвесов (тросы, грузы, блоки, лебёдки).

3.4. Ошибки проектирования точек проходческими отвесами (факторы, точность).

3.5. Факторы, влияющие на точность проходки вертикальных стволов. Допуски.

3.6. Маркшейдерские работы при креплении шахтного ствола (технология, допуски, точность).

3.6.1. При последовательном и параллельном способах.

3.6.2. При тюбинговом креплении.

3.6.3. При совмещенном способе.

3.7. Профилирование стенок ствола (технология, точность).

3.8. Маркшейдерская документация при проходке ствола.

3.9. Маркшейдерские работы при армировании вертикальных стволов 3.9.1. Маркшейдерская основа в шахтном стволе (схемы армировочных отвесов).

3.9.2. Маркшейдерские работы при установке контрольного яруса армировки (технология, точность, конструкции отвесов, контроль.) 3.9.3. Контроль за монтажом армировки (схемы "догоняющие отвесы" и "неподвижные проволоки"). Шаблоны, точность. Ограничители качения.

3.9.4. Исполнительное профилирование армировки ствола (технология, точность).

Факторы, влияющие на точность профилирования.

3.9.5. Факторы, влияющие на точность армировки. Способы повышения точности.

3.9.6. Профилирование армировки станциями СИ-4, СИ-5. Точность.

3.10. Меры безопасности при проходке, креплении и армировке в вертикальном стволе.

3.11. Определение геометрического центра сечения ствола в зумпфной части при углубке ствола.

3.12. Определение дирекционного угла оси расстрелов.

3.13. Маркшейдерские работы при проходке стволов специальными способами (технология, точность) 3.13.1. Бурение ствола.

3.13.2. Способы опускной крепи.

3.13.3. Способ замораживания.

3.14. Марк. работы при рассечке выработок околоствольного двора (технологии, точность).

3.15. Передача координат(x, y, z, a) в шахту. Допуски.

3.16. Проектный полигон по околоствольным выработкам (назначение, схемы, проектные размеры и углы). Допуски.

3.17. Маркшейдерские работы при настилке путей и стрелочных переводов.

3.18. Задание направления выработкам в плане и по высоте (способы, точность).

3.18.1. На прямолинейном участке.

3.18.2. На закруглении.

3.19. Исполнительная профилировка капитальных выработок (последовательность, технология, точность, исполнительная документация).

3.20. Факторы, влияющие на точность проведения горизонтальных выработок.

3.21. Последовательность маркшейдерских работ при проведении выработок встречными забоями.

3.22. Особенности маркшейдерские обслуживания при проведении выработок, оборудованных конвейерами (порядок, точность).

3.23. М.Р. при обслуживании, монтаже и эксплуатации магистральных конвейеров в капитальных горных выработках.

3.24. Порядок и точность маркшейдерских работ при проходке транспортных тоннелей.

3.25. Последовательность предрасчета точности встречных забоев 3.25.1. Выработок, сообщающихся под землей.

3.25.2. Выработок, не сообщающихся под землей.

3.26. Технология построения опорных подземных сетей для обеспечения сбоек встречных выработок. (Последовательность, точность, конструкции).

3.26.1. Линейно-угловая полигонометрия.

3.26.2. Линейно-азимутальная полигонометрия.

3.26.3. Многократно-ориентированная полигонометрия.

3.27. Приборы и методы измерений в подземных опорных сетях для сбоек горных выработок. (Тахеометры, нивелиры, гиротеодолиты, лазерные рулетки).

3.28. Маркшейдерские работы по исправлению искривлений после сбоек горных выработок.

3.29. Правила безопасности при проведении выработок встречными забоями. Документация.

3.30. Маркшейдерские работы при устройстве сопряжений горных выработок.

3.31. Факторы, влияющие на точность крепления вертикальных стволов. Допуски.

3.32. Маркшейдерские работы при контрольной сборке передвижных опалубок на поверхности и в шахте. Допуски.

3.33. Погрешность координат конечной точки свободного полигона, обусловленная ошибками измерения углов.

3.34. Погрешность координат конечной точки свободного полигона, обусловленная случайными ошибками измерения линий.

3.35. Погрешность координат конечной точки свободного полигона, обусловленная ошибкой ориентирования исходной стороны.

3.36. Погрешность геометрического нивелирования.

3.37. Предрасчёт ошибок сбойки по оси Х.

3.38. Предрасчёт ошибок сбойки по оси Y.

3.39. Предрасчёт ошибки сбойки по оси Z.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 1. Попов, В. Н. Геодезия [Электронный ресурс] : учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности "Маркшейдерское дело" направления подготовки "Горное дело" / В. Н. Попов, С. И. Чекалин. – М. : Мир горной книги, 2007.

http://www.biblioclub.ru/book/79287/ 2. Геодезия и маркшейдерия [Электронный ресурс] : учебник для студентов вузов / под ред. В. Н. Попова, В. А. Букринского. – М. : Горная книга, 2010.

http://www.biblioclub.ru/book/79284/ 3. Певзнер, М. Е. Геомеханика [Электронный ресурс] : учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности "Маркшейдерское дело" направления подготовки дипломир. специалистов "Горное дело" / М. Е. Певзнер, М. А. Иофис, В. Н. Попов. – М.: МГГУ, 2008.

http://www.biblioclub.ru/book/79186/ 4. Попов, В. Н. Комментарии к инструкции по производству маркшейдерских работ [Электронный ресурс] : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по основ. образоват. программе подгот. магистров 550609 "Маркшейдерия" направления подгот. "Горн. дело" / В. Н. Попов, В. Н. Сученко, С. В. Бойко; Моск. гос. горн. ун-т http://www.biblioclub.ru/index.php?page=book&id= 5. Маркшейдерское дело / Оглоблин Д.Н., Герасименко Г.И. - 1981г.

6. Певзнер М.Е. Маркшейдерия. /М.Е. Певзнер [и др.]. М. – Издательство МГГУ, 2003г. – 419с.

7. Решение комплексных квалификационных маркшейдерских задач: учебное пособие / С. П. Бахаева, П. А. Марченко. – Кемерово: Кузбасс политехн.инст-т, 1993. – 108с.

8. Трубчанинов А.Д. Маркшейдерские работы в шахтном строительстве : учебное пособие. – Кемерово : Кузбасс политехн.инст-т, 1982. – 108с.

9. Трубчанинов А.Д. Автоматизация решения геодезических задач [Текст] :

учебное пособие / А.Д. Трубчанинов, А.В. Шахов. - Кемерово : КузГТУ, 2004. – 239с.

10. Бахаева, С. П. Сдвижение и деформации пород и земной поверхности при ведении горных работ [Электронный ресурс] : методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине для студентов специальности 130402 «Маркшейдерское дело» / С. П. Бахаева, Г. С. Головко, А. Д. Трубчанинов; ГОУ ВПО «Кузбас. гос.

техн. ун-т», Каф. маркшейд. дела, кадастра и геодезии. – Кемерово, 2010.

http://library.kuzstu.ru/meto.php?n= 11. Инструкция по производству маркшейдерских работ. М. : ВНИМИ, Недра, 1987 г. – 2002г.

12. Руководство по маркшейдерским работам в шахтном строительстве. – Л. :

ВНИМИ, 1963.

13. Руководство по строительству зданий и сооружений шахтной поверхности предприятий по добыче полезных ископаемых. – М. : Недра, 1971 г.

14. Руководство по расчету точности геодезических работ в промышленном строительстве. – М. : Недра, КУГК СССР, 1979г.

15. Общероссийский общественный фонд «Центр качества строительства».

Санкт-Петербургское отделение. Исполнительная документация в строительстве.

Санкт-Петербург, 2007г. – 176с.

16. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения, СНиП 11М., 1997г.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины а) Аудитории: 1405, 1406 – оборудованы мультимедийными средствами;

б) Компьютерные классы: 1409, 1419 – по 10 ПК.

в) Специализированные аудитории: 1412, 1418 – для работы с маркшейдерскими приборами.