Беспалов Ю.И., Терещенко Т.Ю. Лазерные маркшейдерско-геодезические измерения в строительстве
Подождите немного. Документ загружается.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Монография представляет собой изложение результатов исследований, выпол-
ненных в целях дальнейшего совершенствования методики лазерных маркшей-
дерско-геодезических измерений при подземном строительстве. Выполнен ана-
лиз погрешностей измерений при производстве съемок подземных горных выра-
боток и рассмотрены факторы, влияющие на точность результатов измерений.
Разработаны предложения по выбору оптимального типа лазерных приборов
и методов
, способствующих совершенствованию методики съемок.
1. Уст а н о в ле н о , что наиболее надежными являются маркшейдерско-геодези-
ческие приборы, снабженные компенсаторами углов наклона жидкостного типа.
Это положение подтверждается практикой широкого использования таких уст-
ройств в современных электронных приборах.
2. Анализ жидкостных компенсаторов различной конструкции позволил обо-
сновать рекомендации по использованию их для конкретных типов маркшейдерс-
ко-
геодезических приборов. Исследование вопросов теории физических и физи-
ко-химических процессов в жидкостных компенсаторах способствовали разра-
ботке оригинальной методики расчета их основных параметров. Сделан вывод
о перспективности использования в лазерных маркшейдерско-геодезических при-
борах одножидкостных компенсаторов клинового типа или с полным внутренним
отражением.
3. Рассмотрены вопросы теории и дано обоснование принципа действия
ла-
зерных приборов различных типов с использованием положений векторной ал-
гебры. Выполнены исследования инструментальных погрешностей маркшейдер-
ско-геодезических приборов с учетом способов формирования и горизонтирова-
ния лазерного излучения. Разработаны предложения по совершенствованию
лазерных нивелиров с ПЛД на основе использования жидкостных компенсаторов.
4. Выполнен анализ погрешностей маркшейдерско-геодезических измерений,
вызванных влиянием факторов внешней
среды. Рассмотрены теоретические воп-
росы, связанные с определением роли формирователей лазерного излучения
в обеспечении точности и надежности измерений при проявлениях капежа в гор-
ных выработках. Определен характер влияния атмосферной рефракции на точ-
ность маркшейдерско-геодезических измерений в горных выработках и разрабо-
таны соответствующие формулы на основе современных положений теории реф-
ракции
. Изложены принципы действия оригинальных устройств – УОРГ и УНОК,
позволяющих осуществить непосредственно в горной выработке инструменталь-
ный метод измерения регулярной составляющей рефракции. Этот метод апроби-
рован в производственных условиях тоннелей Метростроя. Разработаны предло-
жения по усовершенствованию инструментального метода определения рефрак-
ции в подземных горных выработках на основе использования электронного при-
бора
ЭОР.
5. Разработаны конкретные рекомендации по применению современных ла-
зерных и визуальных маркшейдерско-геодезических приборов при подземном стро-
ительстве в зависимости от требуемой точности измерительных операций. Пред-
ложены методы измерений, позволяющие исключить влияние атмосферной реф-
ракции на точность результатов съемок в подземных горных выработках.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Адам Н. К. Физика и химия поверхностей. – М.; Л.: Гостехиздат, 1947. – 413 с.
2. Антоновъ Г. О натяжении на границе двухъ несмешивающихся жидкостей. –
Санкт-Петербургъ, Б. и., 1914. – 98 с.
3. Беспалов Ю. И. Жидкостные компенсаторы. Теория и практика применения
в маркшейдерско-геодезических лазерных приборах. – Владивосток: Изд-во Дальневост.
ун-та, 1989. – 148 с.
4. Беспалов
Ю.И., Голованов М.Н. Новые приборы и методы ведения маркшей-
дерско-геодезических работ. – Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1993. – 100 с.
5. Беспалов Ю. И., Зайков В И. Лазерный нивелир НКЛЗ // Геодезия и картогра-
фия. – 1990. – № 6. – С. 46 – 47.
6. Борн М., Вольф Э. Основы оптики; пер. с англ. – 2-е изд., испр. – М.:
Наука,
1973. – 719 с.
7. Бурачек В. Г., Крячок С. Д. Примнение оптических жидкостных компенсаторов
повышенной точности в приборах передачи вертикальных направлений // Сб. тезисов докл.
Всесоюзн. конф. «Оптические и оптикоэлектронные методы и приборы для точных угло-
вых и линейных измерений и оптронная техника». – М.: ЦНИИ и ТЭИ. – 1989. – С. 53.
8. Виноградов В. В. Влияние атмосферы
на геодезические измерения. – М.: Недра,
1992. – 253 с.
9. Грейм И. А. Оптические дальномеры и высотомеры геометрического типа. –
М.: Недра, 1983. – 320 с.
10. Гусев Н. А. Жидкостный компенсатор // Геоде зия и картография, 1958. – № 9. –
С. 23–33.
11. Гусев Н. А. Маркшейдерско-геодезические инструменты и приборы. – М.: Не-
дра, 1968. – 318 с.
12. Гусев Н. А., Новак В. Е. Новая книга
о компенсаторах // Геодезия и картография,
1990. – № 11. – С. 53–54.
13. Давидовъ А. Теория капиллярных явлений. – М.: Б. и., 1851 (Университетская
типография), 1851. – 292 с.
14. Елисеев С. В. Геодезические инструменты и приборы. – М.: Недра, 1973. – 392 с.
15. Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве
транспортных тоннелей (ВСН 160–69). – М.: Оргтрансстрой, 1970. – 464 с.
16. Кметко И. Н., Пандул И. С., Литинский
В. О. Влияние электромагнитного поля
ЛЭП на результаты геометрического нивелирования // Геодезия и картография. – 1984. –
№ 1. – С. 27–29.
17. Кочетов Ф. Г. Нивелиры с компенсаторами. – М.: Недра, 1985. – 148 с.
18. Кузнецов П. Н., Васютинский И. Ю., Ямбаев Х. К. Геодезическое инструменто-
ведение: учеб. пособие. – М.: Недра, 1984. – 364 с.
19. Кулакова А. Ф., Смирнов С. П. Лазерные маркшейдерско-
геодезические прибо-
ры для задания и контроля опорных направлений // Го рная геомеханика и маркшейдер-
ское дело. – Санкт-Петербург, 1990. – С. 349 – 359.
20. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Гидродинамика. – М.: Наука, 1986. – 736 с.
21. Левич В. Г. Физико-химическая гидродинамика. – М.: Физматгиз, 1959. – 700 с.
22. Левчук Г. П., Новак В. Е., Лебедев Н. Н. Прикладная геодезия. Геодезические
работы
при изыскании и строительстве инженерных сооружений: учеб. для вузов: под
ред. Г. П. Левчука. – М.: Недра, 1983. – 400 с.
23. Лимка-горизонт 1; Лазерный нивелир, паспорт / Лазерные приборы. – Новоси-
бирск, Б. и., 2003. – 7 с.
24. Маркшейдерское дело: учеб. для вузов / Д. А. Казаковский, С. Г. Авершин,
А. Н. Белоликов и др. – М.: Углетехиздат, 1959. – 688 с.
25. Никаноров
В. Б. Новые технологии в геодезическо-маркшейдерском обеспече-
нии строительства метрополитена // 1-я конф. пользователей и партнеров компании
Magellan в России и странах СНГ, Москва, 23–24 сент. 1998 г. – М., 1999. – С. 5–8.
26. Павлив П. В. Проблемы высокоточного нивелирования. – Львов: Вища школа,
1980. – 145 с.
27. Потапов А. И., Камзалов В. А., Павлов С. Н. Экспериментальные исследования
точности визуального
наблюдения марок на реперную ось светового пучка // Маркшей-
дерское дело и геодезия. Совершенствование съемочных работ на горных предприятиях
и в строительстве: Сб. науч. трудов. – Л.: Изд. ЛГИ, 1986. – С. 38 – 41.
28. Прикладная оптика / под ред. А. С. Дубовика. – М.: Недра, 1982. – 612 с.
29. Распространение лазерного пучка в атмосфере / под ред. Д. Стробена. – М.: Мир,
1981. – 240
с.
30. Руднев Л. Н., Шеховцов Г. А. Состояние и возможные пути развития маркшей-
дерских методов съемки недоступных очистных камер // Тр. Всесоюзн. науч.-исслед.
Маркшейд. ин-та. – 1966. – Сб. 62. – С. 241–257.
31. Просветляющие и защитные покрытия на оптических деталях из несиликатных
стекол / Свиридова А. И. и др // ОМП. – 1972. – № 6. – С. 31–34.
32. Слюсарев Г. Г. Геометрическая
оптика. – М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1946. – 203 с.
33. Совушкина В. П., Горелов В. А., Лавриненко Е. Д. Влияние кривизны поверхно-
сти относимости при строительстве тоннеля и монтаже оборудования УНК по высоте.
Современные методы проектирования, технической эксплуатации и реконструирования
зданий и сооружений: Сб. трудов МГСУ. – М., 2005. – С. 145 – 147.
34. Соустин В. Н. Передача
отметок безотражательным дальномером и нивелиром //
Геодезия и картография. – 2001. – № 5. – С. 15–18.
35. Терещенко Т. Ю. Исследование влияния атмосферной рефракции в условиях гео-
полигона СПбГТУ // XXVIII неделя науки Санкт-Петербургского государственного тех-
нического университетата: Материалы межвуз. науч. конф. – СПб., 2000. – С. 9–10.
36. Терещенко Т. Ю. Исследования влияния факторов внешней среды на точность
нивелирования в тоннелях Метростроя
Санкт-Петербурга // XXIX неделя науки Санкт-
Петербургского государственного технического университета: Материалы межвуз. науч.
конф. – СПб., 2000. – С. 55–56.
37. Терещенко Т. Ю. Разработка методики маркшейдерских работ при подземном
строительстве с использованием лазерных приборов / автореф. дис. … канд. техн. наук
МГГУ, 2004. – 22 с.
38. Терещенко Т. Ю. Сравнительное исследование двух способов определения ат-
мосферной рефракции // XXX юбилейная неделя науки
Санкт-Петербургского госу-
дарственного технического университета: Мат. межвуз. науч. конф. – СПб., – 2002. – С. 24–25.
39. Тудоровский А. И. Теория оптических приборов. – М.: Л.: Изд. АН СССР, 1948. –
Т. 1. – 452 с.
40. Учет атмосферных влияний на астрономо-геодезические измерения / Остро-
вский А. Л. и др. – М.: Недра, 1990. – 235 с.
41. Фтор и его соединения / под ред. Дж. Саймонса; пер. с англ. – М.: И. л., 1953. –
Т. 1. – 510 с.
42. Охрана недр и геолого
-маркшейдерский конт роль. Инструкция по производству
маркшейдерских работ (РД 07-603–03). Сер. 07. Вып. 15 / Субботин, В. В. Грицьков, М.
Г. Козаченко, О. А. Коняхина и др. – М.: ГУП «Научно-технический центр по безопас-
ности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. – 120 с.
43. Строительные нормы и правила. Несущие и ограждающие конструкции.
СНиП 3.0301–87// Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Го с строя СССР 1988. – 192
с.
44. Устр ой с тво для определения величины нивелирной рефракции в подземных гор-
ных выработках: а. с. 1155851 А СССР МКИ G 01 С 5/02 / Беспалов Ю. И. – № 3512845/
24–10; заявл. 15.11.82; опубл. 15.05.85, Бюл. №18.
45. Уст р о йс т в о для определения изменений рефракции: а. с. 1793220 СССР, МКИ
G 01 С 5/00 / Беспалов Ю. И., Голованов М. Н., Зайков В. И., Терещенко Т. Ю. –
№
4938783/10; заявл. 24.05.91; опубл. 07.02.93, Бюл. № 5.
46. Клепинин С. В. Результаты исследования оптических характеристик жидкостей
для компенсаторов геодезических приборов / Моск. ин-т инженеров геодезии, аэрофо-
тосъемки и картографии. – М., 1992. – 9 с.
47. Chmelina K., Staubmann P. Geodätische Aspekte beim Einsatz von Motorlasersystem
im Tunnelbaum // Allg. Vermess. – Nachr. – 2000. – № 1. – S. 2–8.
48. Deumlich F. Instrumentenkunde der Vermessungstechnik. – Berlin: VEB Verl. für
Baumwesen, 1988. – 295 s.
49. Deumlich F. Flussigkeitskompensatoren – Teorie und Praxis der Anwendung in
markscheiderischen und geodatischen Lasergeraten / Bespalov Ju. I. – Vermessungstechnik. –
1990. – Nr. 11. – S. 396.
50. Gharibi M., Pedersen L. Removal of DC power-line magnetic-field effects from airborne
total magnestic-field measure ments // Geophys. Prospect. – 2000. –№ 3. – P. 617–627.
51. Knufinke P. Untersuchungen über den Einfluß des Erd magnetismus auf Kompensator-
Nivellire // Vermessungsw. und Raumordn. – 1987. – № 1.– S. 47–54.
52. Marold T., Wähnert C. Präzisionskompensatornivelliere und das Magnetfeld //
Veressungstechnik. – 1990. – № 2. – S. 49–54.
53. Straub H. Computation of magnitude of vertical refraction in leveling operations //
The Canadian surveyer. – 1973. – № 4. – P. 228–292.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ............................................................................................................................ 3
Введение .................................................................................................................................. 4
Глава 1. ОПТИМИЗАЦИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ЛАЗЕРНЫМ
МАРКШЕЙДЕРСКО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИМ ПРИБОРАМ ........................................... 6
1.1.
Особенности подземного строительства.......................................................... 6
1.2. Современные лазерные маркшейдерско-геодезические приборы ..............10
1.3. Инструментальные погрешности измерений лазерными приборами ........14
1.4. Компенсаторы маркшейдерско-геодезических приборов ............................ 17
1.5. Оценка надежности маркшейдерско-геодезических приборов
c компенсаторами .....................................................................................................20
Глава 2. ЖИДКОСТНЫЕ КОМПЕНСАТОРЫ МАРКШЕЙДЕРСКО-
ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ....................................................................................26
2.1. Классификация жидкостных компенсаторов .................................................26
2.2. Принципиальные схемы жидкостных компенсаторов с отражением
световых лучей .........................................................................................................27
2.3. Принципиальные схемы компенсаторов, основанных на преломлении
лучей в
жидкостных призмах и линзах ................................................................. 30
Глава 3. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТНЫХ
КОМПЕНСАТОРОВ МАРКШЕЙДЕРСКО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ.... 41
3.1. Капиллярные явления в ампулах жидкостных компенсаторов .................... 41
3.2. Прохождение пучка лучей в компенсаторах с плоской поверхностью
жидкости ................................................................................................................... 48
3.3. Прохождение пучка лучей через жидкостные линзы ...................................59
3.4. Гидродинамические процессы в ампулах жидкостных компенсаторов .....65
3.5. Подбор жидкостей для компенсаторов маркшейдерско-геодезических
приборов ................................................................................................................... 82
3.6. Погрешности маркшейдерско-
геодезических приборов с жидкостными
компенсаторами, вызванные изменением формы оптических деталей
и термическими изменениями жидкости .............................................................. 95
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ МАРКШЕЙДЕРСКО-
ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ..................................................................................107
4.1. Исследование точности зенит-проектира ЗЦЖК ........................................107
4.2. Исследование точности лазерного нивелира НКЛ3 ................................... 116
4.3. Исследование точности нивелиров с полупроводниковым
лазерным диодом ................................................................................................... 126
Глава 5. ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА ТОЧНОСТЬ
ЛАЗЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ........................................................................................... 132
5.1. Внешние источники погрешностей маркшейдерско-
геодезических
измерений ...............................................................................................................132
5.2. Влияние капежа в горизонтальных горных выработках
на распространение лазерного излучения ...........................................................136
5.3. Влияние капежа в вертикальных горных выработках
на распространение лазерного излучения ...........................................................144
5.5. Инструментальный метод определения рефракции устройством УОРГ ..163
5.6. Практическое применение устройства УОРГ ..............................................172
5.7. Инструментальный метод определения рефракции устройством УНОК 181
5.8. Результаты исследования атмосферной рефракции устройством УНОК .188
5.9. Электронное устройство для определения рефракции...............................194
Глава 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАЗЕРНЫХ ПРИБОРОВ ПРИ ПОДЗЕМНОМ
СТРОИТЕЛЬСТВЕ..........................................................................................................197
6.1. Основные виды маркшейдерских измерений при подземном
строительстве .........................................................................................................197
6.2. Нормативные требования к точности маркшейдерско-геодезических
работ ........................................................................................................................203
6.3. Учет влияния источников погрешностей на точность маркшейдерско-
геодезических измерений ......................................................................................206
6.4. Разработка методики измерений, способствующей снижению влияния
рефракции ...............................................................................................................210
6.5. Рекомендации по совершенствованию методики маркшейдерско-
геодезических работ ..............................................................................................213
Заключение ..........................................................................................................................220
Список использованной литературы ................................................................................222
Научное издание
Беспалов Юрий Иванович,
Терещенко Татьяна Юрьевна
ЛАЗЕРНЫЕ МАРКШЕЙДЕРСКО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ
ИЗМЕРЕНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Публикуется в авторской редакции
Корректор О. Д. Камнева
Компьютерная верстка И. А. Яблоковой
Подписано к печати 31.05.10. 2010. Формат 60u84 1/16. Бум. офсетная.
Ус л. печ. л. 13,2. Уч.-изд. л. 14,2. Тираж 500 экз. Заказ 45. «С» 32.
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный
университет. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 4.
Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 5.
ДЛЯ ЗАПИСЕЙ
ДЛЯ ЗАПИСЕЙ
