Анализ точности маркшейдерских измерений

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Геология
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    33,39 Кб
  • Опубликовано:
    2014-03-17
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Анализ точности маркшейдерских измерений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачёва»

Кафедра Маркшейдерского дела, кадастра и геодезии





Контрольная работа

Дисциплина «Анализ точности маркшейдерских измерений»


Выполнил:

Огарков И.С.

Проверил:

Рогова Т.Б.




г. Кемерово 2014г.

Задание №1. Анализ точности угловых и линейных измерений по результатам производственных съемок


Цель работы: Научиться производить оценку фактической точности угловых и линейных измерений в подземных опорных маркшейдерских сетях.

Ход выполнения работы.

1. В соответствии с назначенным вариантом из табл. П1.2 [1] произвели выборку случайных чисел, количество которых (N =48) определяется согласно варианту по табл. П.1.1. [1]

. Из табл. П 1.3 [1] выписали основные параметры замкнутых полигонов, номера которых определяются случайными числами.

. Из табл. П 1.4 [1] выписали результаты двойных независимых измерений длин сторон.

4. Определяем среднюю квадратическую погрешность измерения горизонтального угла, рекомендуемая Инструкцией для подземных полигонометрических ходов () [2]

.1. Для каждого замкнутого полигона устанавливаем допустимую угловую невязку:

,

где  - средняя квадратическая погрешность измерения горизонтального угла,; n - количество углов в замкнутом полигоне.

.2. Полигоны, в которых фактическая угловая невязка  оказалась больше допустимой , в дальнейшие расчеты не принимаем.

До проверки N=48, после исключения N=44

.3. Вычисляем погрешность измерения углов по основной и контрольной формулам

, ,

где ;

N - количество принятых к расчету полигонов; ; .

4.4. Данные расчетов заносим в таблицу 1.

Номер полигона

Число вершин полигона n

Угловая невязка полигона ѓᵦ, с

Допустимая угловая невязка ѓᵦд, с

ѓᵦІ

ѓᵦІ/n








1

120

24

80

196

6400

267

2

44

31

162

223

26244

847

3

90

16

52

160

2704

169

4

63

20

145

179

21025

1051

5

59

53

21

291

441

8

6

85

19

142

183

20164

1061

7

183

23

120

174

14400

626

8

214

6

41

192

1681

280

9

73

11

68

98

4624

420

10

90

16

52

133

2704

169

11

164

21

139

160

19321

920

12

144

16

106

183

11236

702

13

49

20

21

160

441

22

14

197

24

42

179

1764

74

15

55

11

38

196

1444

131

16

46

11

38

133

1444

131

17

96

22

38

133

1444

66

18

125

24

46

237

2116

88

19

89

8

104

188

10816

1352

20

62

24

26

196

676

28

21

91

18

106

113

11236

624

22

36

13

73

196

5329

410

23

90

16

52

170

2704

169

24

38

16

46

144

2116

132

25

45

18

33

160

1089

61

26

70

33

14

160

196

6

27

96

22

38

170

1444

66

28

53

18

28

230

784

44

29

81

11

21

188

441

40

30

88

44

95

170

9025

205

31

203

12

24

133

576

48

32

120

24

80

265

6400

267

33

63

20

145

139

21025

1051

34

245

27

122

196

14884

551

35

289

19

34

179

1156

61

36

42

7

12

208

144

21

37

235

14

98

174

9604

686

38

216

17

97

106

9409

553

39

82

13

25

237

625

48

40

70

33

14

150

196

6

41

164

21

139

165

19321

920

42

257

29

90

144

8100

279

43

82

13

25

230

625

48

44

49

20

21

183

441

22

 

 

878

 

 

277959

14731

 

 

 

 

18

18


. Определяем коэффициент случайного влияния при измерении линий:

.1. Вычисляем фактическую разность двойных независимых измерений для каждой выбранной стороны по формуле

, м.

.2. Вычисляем для каждой из выбранных сторон допустимую разность двойных независимых измерений

,

где - длина стороны.

.3. Стороны, у которых фактические разности  оказались больше допустимых , в дальнейшие расчеты не принимаем.

.4. Устанавливаем наличие систематических погрешностей в двойных измерениях. Для этого проверяем условие

. Данное условие выполняется.

.5. При выполнении условия вычисляем коэффициент случайного влияния  по основной и контрольной формулам

, ,

где k - количество принятых к расчету сторон;

;

;

.

 = 2,7E-07 =2,5E-07

.6. При невыполнении условия в результатах измерений присутствуют систематические погрешности, которые следует исключить. Систематическая погрешность l рассчитывается

.

.7. Вычисляются двойные разности, свободные от систематической погрешности

 

и коэффициент случайного влияния  

.

.7. Данные расчетов заносим в таблицу 2.

случ. число

Длина, м

dᵢ

dᵢд

dᵢdᵢ

dᵢdᵢ/l



Прямо

Обратно





1

120

64,852

64,853

-0,001

0,022

1E-06

1,5E-08

2

44

26,902

26,904

-0,002

0,009

4E-06

1,5E-07

3

68

60,667

60,661

0,006

0,020

3,6E-05

5,9E-07

4

90

30,484

30,488

-0,004

0,010

1,6E-05

5,2E-07

5

63

44,465

44,457

0,008

0,015

6,4E-05

1,4E-06

6

59

30,423

30,42

0,003

0,010

9E-06

3,0E-07

7

242

28,158

28,156

0,002

0,009

4E-06

1,4E-07

8

85

38,369

38,373

-0,004

0,013

1,6E-05

4,2E-07

9

183

38,023

38,018

0,005

0,013

2,5E-05

6,6E-07

10

214

42,952

42,95

0,002

0,014

4E-06

9,3E-08

11

73

44,033

44,026

0,007

0,015

4,9E-05

1,1E-06

12

90

30,484

30,488

-0,004

0,010

1,6E-05

5,2E-07

13

164

55,731

55,724

0,007

0,019

4,9E-05

8,8E-07

14

144

170,837

170,851

-0,014

0,057

0,0002

1,1E-06

15

49

43,437

43,441

-0,004

0,014

1,6E-05

3,7E-07

16

55

67,427

67,429

-0,002

0,022

4E-06

5,9E-08

17

46

19,722

19,717

0,005

0,007

2,5E-05

1,3E-06

18

68

60,667

60,661

0,006

0,020

3,6E-05

5,9E-07

19

96

49,463

49,467

-0,004

0,016

1,6E-05

3,2E-07

20

125

45,864

45,866

-0,002

0,015

4E-06

8,7E-08

21

89

35,487

35,486

0,001

0,012

1E-06

2,8E-08

22

62

42,058

42,055

0,003

0,014

9E-06

2,1E-07

23

91

27,501

27,5

0,001

0,009

1E-06

3,6E-08

24

36

19,285

19,286

-0,001

0,006

1E-06

5,2E-08

25

90

30,484

30,488

-0,004

0,010

1,6E-05

5,2E-07

26

38

29,762

29,768

-0,006

0,010

3,6E-05

1,2E-06

27

70

18,216

18,218

-0,002

0,006

4E-06

2,2E-07

28

96

49,463

49,467

-0,004

0,016

1,6E-05

3,2E-07

29

53

46,812

46,812

0

0,016

0

0,0E+00

30

81

56,914

56,912

0,002

0,019

4E-06

7,0E-08

31

88

43,155

43,161

-0,006

0,014

3,6E-05

8,3E-07

32

203

24,282

24,28

0,002

0,008

4E-06

1,6E-07

33

120

64,852

64,853

-0,001

0,022

1E-06

1,5E-08

34

63

44,465

44,457

0,008

0,015

6,4E-05

1,4E-06

35

245

28,156

28,152

0,004

0,009

1,6E-05

5,7E-07

36

289

20,005

20,009

-0,004

0,007

1,6E-05

8,0E-07

37

42

26,458

26,454

0,004

0,009

1,6E-05

6,0E-07

38

68

60,667

60,661

0,006

0,020

3,6E-05

5,9E-07

39

235

44,01

44,008

0,002

0,015

4E-06

9,1E-08

40

41,311

41,304

0,007

0,014

4,9E-05

1,2E-06

41

82

38,885

38,883

0,002

0,013

4E-06

1,0E-07

42

70

18,216

18,218

-0,002

0,006

4E-06

2,2E-07

43

164

55,731

55,724

0,007

0,019

4,9E-05

8,8E-07

44

257

48,863

48,87

-0,007

0,016

4,9E-05

1,0E-06

45

82

38,885

38,883

0,002

0,013

4E-06

1,0E-07

46

49

43,437

43,431

0,006

0,014

3,6E-05

8,3E-07

 

 

1990,32

 

0,03

 

0,00107

2,3E-05

 

 

 

 

 

 

2,7E-07

2,5E-07


Задание №2. Определение погрешностей положения пункта свободного полигона в плане и по высоте


Цель работы: Научиться устанавливать погрешность положения любого пункта свободного полигонометрического хода в заданном направлении.

Ход выполнения работы.

Составить в масштабе 1:1000 схему околоствольных выработок и наметить вершины проектного свободного полигонометрического хода.

Погрешность положения пункта хода в плане

. На схеме проектного полигонометрического хода А, 1, 2, …8, К через конечный пункт хода К проводят условные координатные оси Х и Y. Ось Х, как ответственное направление, проводят перпендикулярно оси выработки на этом участке, ось Y - вдоль оси выработки. Таким образом, расчет погрешности положения пункта в плане будет производиться по направлениям выбранных осей, т. е. в направлении, перпендикулярном оси выработки и вдоль неё.

. В общем виде погрешность координат конечного пункта свободного (висячего) полигонометрического хода К определяют по формулам

,

,

где  - средняя квадратическая погрешность соответственно абсциссы и ординаты пункта, обусловленная погрешностями измерения углов в ходе;

 - средняя квадратическая погрешность соответственно абсциссы и ординаты пункта, обусловленная погрешностями измерения длин сторон хода;

 - средняя квадратическая погрешность координат пунктов, обусловленная погрешностями ориентирования исходной стороны хода.

. Расчет погрешности координат пункта К, обусловленной погрешностями измерения углов в ходе.

.1. В общем виде погрешность определяют по формулам

,

,

где  - проекции на координатные оси расстояний , соединяющих конечный пункт хода К, погрешность которого определяется, со всеми вершинами хода (снимают с плана);

 - количество углов, измеренных в ходе;

 - средняя квадратическая погрешность измерения угла.

.2. Расчет средней квадратической погрешности измерения горизонтального угла  производится по формуле

,

где  - линейные погрешности центрирования соответственно теодолита и сигналов (принять ), м;

a, b - стороны измеренного угла (снимают с плана), м;

 - значение измеренного угла (определяют на плане), град;

 - погрешность собственно измерения угла.

Погрешность собственно измерения угла определяют по формулам:

- при измерении углов способом повторений

;

 при измерении углов способом приемов

,

где n, g - соответственно количество повторений и приемов;

- погрешность визирования на сигнал;

 - погрешность отсчитывания по отсчетным приспособлениям теодолита.

Мы выбираем метод приемов при g=1

Погрешности  и  определяют по формулам

,

,

где  - кратность увеличения трубы теодолита;

t - точность отсчитывания по верньеру или микроскопу, с.

Выбираем теодолит Т15 =25 t=15

Все расчеты по определению погрешности  (по формулам 17-21) рекомендуется производить в таблицу №1.

Таблица №1. Расчет погрешности измерения углов

вершина

Длина стороны l, м

Угол в, град

m˳с, с

mᵥ, с

mᵢ, с

eт, м

eс, м

mвᵢ, с


a

b








1

19

44

148

7,5

5,6

9,36

0,0014

0,001

19,5

2

44

53

28






10,5

3

53

51

182






12,9

4

51

50

177






13,0

5

50

32

181






15,1

6

32

38

179






16,2

7

38

36

56






12,1

8

36

59

182






13,9

9

59

49

120






12,1

10

49

50

182






13,2

 

 

 

 






 


3.3. Расчет значений ,  и  для вычисления погрешностей  и  по формулам (14), (15), (16) рекомендуется производить в таблице №2.

Таблица №2. Расчет величин ,  и

вершина

mвᵢ, с

Rxᵢ, м

RІxᵢmІвᵢ

Ryᵢ, м

RІyᵢ,mІвᵢ

Rᵢ, м

RІᵢmІвᵢ

1

19,5

60

1365944

35

464800

70

2E+06

2

10,5

81

729963,6

79

694361

109

1E+06

3

12,9

80

1058220

21

72918

83

1E+06

4

13,0

81

1114993

30

152948

87

1E+06

5

15,1

80

1450742

80

1450742

113

3E+06

6

16,2

81

1716051

112

3280925

139

5E+06

7

12,1

80

934370,8

150

3284897

170

4E+06

8

13,9

51

504076,6

130

3275238

139

4E+06

9

12,1

0

0

100

1466266

100

1E+06

10

13,2

1

173,318

50

433295

51

450800

 

 

 

8874535

 

1,5E+07

 

2E+07

4. Расчет погрешности координат конечного пункт хода , обусловленной погрешностями измерения длин сторон в ходе, в общем виде выполняется по формулам

,

,

,

где  - коэффициенты соответственно случайного и систематического влияния при измерении длин линий ( м1/2, ;

 - длина стороны хода, м;

 - дирекционный угол стороны хода (определяют на плане или рассчитывают по дирекционному углу исходной стороны и измеренным углам хода );

 - длина замыкающей хода, м;

 - дирекционный угол замыкающей хода, град.;

- количество сторон в ходе.

Расчеты параметров формул (22)-(24) рекомендуется производить в таблице №3

Таблица №3. Расчет значений  и

Сторона

Длина стороны l, м

Дирекционный угол б, град

lsinІб, м

lcosІб, м

А-1

19

273

18,948

0,05204

1_2

44

241

33,6582

10,3418

2_3

53

269

52,9839

0,01614

3_4

51

91

50,9845

0,01553

4_5

50

89

49,9848

0,01523

5_6

32

91

31,9903

0,00975

6_7

38

89

37,9884

0,01157

7_8

36

146

11,2571

24,7429

8_9

59

148

16,5681

42,4319

9_10

49

89

48,9851

0,01492

10-К

50

49,9848

0,01523

 

481

 

403,333

77,6671


5. Расчет погрешности конечного пункта хода , обусловленной погрешностью ориентирования исходной стороны хода.

В общем виде погрешность определяется по формулам

,

,

,

где ,  - проекции на координатные оси кратчайшего расстояния  от пункта хода, погрешность которого определяют, - пункта , до исходного пункта хода А ( - длина замыкающей хода).

. По формулам (12) и (13) определяют погрешности координат пункта хода  от всех видов погрешностей и по формуле (28) общую линейную погрешность



=0,001231

. Определяют ожидаемую погрешность положения пункта


Ожидаемая погрешность  не должна превышать допустимую, рекомендуемую Инструкцией [1]. Согласно [1] средняя квадратическая погрешность положения наиболее удаленных пунктов подземной маркшейдерской опорной сети относительно исходных пунктов допускается не более 0,8 мм на плане. Так при масштабе съемки 1:1000 эта погрешность составит 0,8 м, при масштабе съемки 1:2000 - соответственно, 1,6 м.

Данное условие выполняется.

Вывод:

Научились устанавливать погрешность положения любого пункта свободного полигонометрического хода в заданном направлении.

Задание №3. Определение погрешности положения пункта полигонометрического хода, многократно ориентированного гироскопическим способом

Цель работы.

Научиться устанавливать погрешность положения любого пункта полигонометрического хода многократно ориентированного гироскопическим способом.

Ход выполнения работы.

Составляем в масштабе 1:10000 план горных выработок.

При многократном гироскопическом ориентировании (более двух сторон) полигонометрия разбивается на секции.

Под секцией понимается участок хода между «твердыми» дирекционными углами, полученными из гироскопического ориентирования, или опирающийся на один дирекционный угол. Секция, опирающаяся на один дирекционный угол, называется начальной или конечной, на две - промежуточной.

Многократно ориентированная полигонометрия может быть вычислена:

по непосредственно измеренным горизонтальным углам и «твердым» дирекционным углам из ориентирования;

по исправленным горизонтальным углам отдельных секций за условие «твердых» дирекционных углов.

Требования «Инструкции…» [1] к подземной многократно ориентированной полигонометрии:

п. 156: Построение подземных маркшейдерских опорных сетей выполняется с разделением полигонометрических ходов на секции с гироскопически ориентированными сторонами (гиросторонами).

п. 157: Построение систем полигонометрических ходов, разделенных на секции гиросторонами, производят при удалении пунктов сетей от точек центрирования на расстояние более 2 км. Гиростороны размещают через 20-30 углов, или их положение и число определяют при составлении проекта сети. Закрепляют гиростороны постоянными пунктами.

. Для предрасчета погрешности положения пункта полигонометрии на плане горных выработок намечают вершины проектных полигонометрических ходов.

. Согласно «Инструкции…» [1, п. 159] определяют максимально допустимые средние квадратические погрешности измерения:

- горизонтальных углов ();

дирекционных углов сторон, полученных путем гироскопического ориентирования ().

. Устанавливают согласно «Инструкции…» допустимую погрешность положения конечной точки хода Дs [1, п. 156: Средняя квадратическая погрешность положения наиболее удаленных пунктов подземной маркшейдерской опорной сети относительно исходных пунктов допускается не более 0,8 мм на плане].

4. После установления необходимого числа гиросторон их размещают примерно равномерно по всей сети.

. Погрешность положения конечного пункта К многократно ориентированного хода определяют из выражения:


где  - средняя квадратическая погрешность положения пункта, обусловленная погрешностями измерения горизонтальных углов в ходе;

 - средняя квадратическая погрешность положения, обусловленная погрешностями многократного ориентирования хода;

 - средняя квадратическая погрешность положения пункта, обусловленная погрешностями измерения длин сторон хода.

.1. Для определения погрешности положения конечного пункта К, обусловленной погрешностями многократного ориентирования  и погрешностями измерения горизонтальных углов , строят специальные расчетные полигоны.

6.1.1. Порядок построения расчетного полигона для хода, вычисленного по непосредственно измеренным горизонтальным углам и дирекционным углам из гироскопического ориентирования:

- начальный пункт хода А соединяют со всеми пунктами начальной секции - Si;

 конечный пункт хода К соединяют со всеми пунктами конечной секции - Ri;

 все пункты промежуточной секции соединяют с центром тяжести секции - Di.

Погрешность  определяют по формуле:


ri

riri

410

168100

1010

1020100

560

313600

700

490000

310

96100

 

2087900


=0,177

Погрешность  определяют по формуле:


Si

SiSi

D1

D1D1

D2

D2D2

D3

D3D3

D4

D4D4

50

2500

50

2500

450

202500

500

250000

25

625

100

10000

100

10000

400

160000

450

202500

75

5625

150

22500

150

22500

360

129600

400

160000

125

15625

200

40000

200

40000

310

96100

350

122500

175

30625

250

62500

250

62500

260

67600

300

90000

225

50625

290

84100

300

90000

210

44100

260

67600

275

75625

340

115600

350

122500

160

25600

210

44100

25

625

390

152100

400

160000

120

14400

170

28900

75

5625

440

193600

450

202500

80

6400

130

16900

125

15625

490

240100

500

250000

60

3600

100

10000

175

30625

540

291600

50

2500

80

6400

90

8100

225

50625

590

348100

100

10000

110

12100

100

10000

275

75625

640

409600

150

22500

160

25600

140

19600

 

357500

580

336400

200

40000

200

40000

180

32400

 

 

530

280900

250

62500

250

62500

200

40000

 

 

480

230400

300

90000

290

84100

230

52900

 

 

440

193600

350

122500

260

67600

270

72900

 

 

390

152100

400

160000

230

52900

300

90000

 

 

350

122500

450

202500

210

44100

340

115600

 

 

320

102400

500

250000

200

40000

390

152100

 

 

280

78400

 

1925000

210

44100

 

1586100

 

 

 

3469000

 

 

 

1229300

 

 

 

 


=0,080

.2. Расчет погрешности положения конечного пункта хода К, обусловленной погрешностями измерения длин сторон в ходе, при измерении длин сторон рулеткой выполняют по формуле


=0,176

=0,263

.3. Устанавливают ожидаемую линейную погрешность конечного пункта хода и сравнивают ее с допустимой по «Инструкции…» [1].


Вывод:

В ходе задания установили ожидаемую погрешность конечной точки хода. Сравнив ее с допустимой выясняли, что она не удовлетворяет «Инструкции по производству маркшейдерских работ». Таким образом, что бы уменьшить ожидаемую погрешность нам можно будет выполнить несколько изменений: увеличить число гироскопических сторон; изменить способ измерения длин; увеличить число точек хода между гироскопическими сторонами.

Погрешность пункта хода по высоте.

При геометрическом нивелировании по выработкам околоствольного двора погрешность пункта хода относительно исходного пункта на поверхности определяют по формуле


где  - погрешность передачи высотной отметки  с поверхности в шахту

, м;

 - погрешность хода геометрического нивелирования

, м2;


м

 входит в допуск

Н - глубина ствола, через который выполнена передача отметки , м; - количество станций нивелирования в ходе


где  - периметр хода нивелирования, м;

 - длина плеча нивелирования (расстояние от нивелира до рейки), м;

 - погрешность определения превышения на станцию.

При использовании нивелира с компенсатором

,

где  - кратность увеличения трубы нивелира;

 - цена деления уровня нивелира, с.

 - погрешность (точность) компенсации (погрешность самоустановки), с.

Ожидаемую погрешность пункта  по высоте определяют как

маркшейдерский погрешность полигонометрический измерение

Рассчитаем погрешность пункта хода относительно исходного пункта на поверхности:

 мІ

 м

Используемая литература

1.      Головко Г.С., Рогова Т.Б. Анализ точности маркшейдерских измерений: Программа, методические указания и контрольные задания: для студентов специальности 130402 «Маркшейдерское дело» заочной формы обучения / Т.Б. Рогова. - Электрон. дан. - Кемерово: ГУ КузГТУ, 2011.

2.      Маркшейдерия: учеб. для вузов / под ред. М.Е. Певзнера, В.Н. Попова. - М.: Изд-во МГГУ, 2003. - 419 с.

Похожие работы на - Анализ точности маркшейдерских измерений

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!