background image

Marian Poniewiera

Gliwice, marzec 2007

Paweł Sikora

Materiały powielane powstały na podstawie wykładów pracowników Zakładu Geodezji i Ochrony Terenów Górniczych Pol. Śl. w Gliwicach oraz na 
podstawie literatury i nie stanowią publikacji w rozumieniu ustawy o prawach autorskich

Ogólne informacje z miernictwa górniczego. Zadania miernictwa górniczego  

Miernictwo   górnicze,   inaczej   nazywane   geodezją   górniczą,   jest   działem   geodezji 

gospodarczej   nastawionego   na   obsługę   potrzeb   związanych   z   wydobywaniem   kopalin   ze   złóż 
ukrytych w skorupie ziemi. Zadania miernictwa górniczego nie ograniczają się jednak wyłącznie do 
zagadnień   bezpośrednio   dotyczących   eksploatacji,   lecz   obejmują   także   sprawy   zabezpieczenia 
budynków, dróg i innych obiektów położonych nad kopalnią przed tzw. szkodami górniczymi, które 
mogą powstać w wyniku zmian tektonicznych, spowodowanych eksploatacją. Z punktu widzenia 
techniki   geodezyjnej   możemy   ująć   główne   zadania   miernictwa   górniczego   w następujących 
punktach:

Sporządzanie   i   utrzymywanie   w   stanie  aktualnym  map  sytuacyjnych  powierzchni   ziemi 
obejmujących obszar górniczy i jego najbliższą okolicę.

Wykonywanie   map   i   profilów   kopalni   niezbędnych   do   utrzymania   w   stanie   aktualnym 
dokumentacji mierniczo-geologicznej jako podstawy do racjonalnej gospodarki i utrzymania 
kopalni w ruchu.

Zadawanie kierunku przebijanym nowym wyrobiskom, jak chodniki, sztolnie, pochylnie, 
szyby,   itp.,   a   w   tym   zadania   przebitkowe,   tj.   ukierunkowywanie   wyrobiska   pędzonego 
z różnych miejsc na spotkanie („zbicie”)

Badanie procesu odkształceń spowodowanych robotami wybierkowymi.

W zależności od rodzaju kopaliny, jej nagromadzenia w złożu, a także eksploatacji wyróżnia 

się   różne   metody   pracy,   jakimi   posługuje   się   miernictwo   górnicze.   Innych   metod   wymaga 
wybieranie   węgla   kamiennego   lub   rudy   żelaznej   w   kopalniach   podziemnych,   a   innych 
eksploatowanie   węgla   brunatnego   w   kopalniach   odkrywkowych,   a   jeszcze   innych   ujęcie   gazu 
ziemnego lub ropy naftowej. 

Trzeba jednak zaznaczyć, że pewne elementy pracy miernictwa górniczego możemy znaleźć 

poza  górnictwem  kopalnianym,  np.  przy  budowie  szybkich  kolei  podziemnych  („metro”),  albo 
przebijaniu tuneli na trasach komunikacyjnych.

Kopalnie podziemne stwarzają specyficzne warunki dla prac geodezyjnych. Z warunków 

tych zasługują na wymienienie następujące:

wyrobiska   podziemne   są   udostępniane   z   powierzchni   tylko   punktowo,   głównie   poprzez 
szyby pionowe i poprzez te punkty udostępnienia ( szyby ) trzeba dokonywać połączenia 
osnów podziemnych z osnowami geodezyjnymi na powierzchni,

spąg   wyrobiska   praktycznie   uniemożliwia   wykorzystywanie   go   do   stabilizacji   punktów 
geodezyjnych, a także w niektórych przypadkach utrudnia stosowanie typowych urządzeń 
ustawczych, np. statywów,

przebieg   wyrobisk,   warunki   atmosferyczne   w   nich   panujące,   a   także   ich   zapylenie 
w znacznym stopniu ograniczają długość celowych,

wymiary wyrobisk, ich pochylenie, często wymuszają stosowanie przyrządów o niewielkich 
wymiarach   i   wadze,   a   przy   tym   dostosowanych   do   możliwości   ich   ustawienia   w   tych 
wyrobiskach,

zagrożenie   wybuchem   metanu   ogranicza   możliwość   stosowania   niektórych   przyrządów, 
które   mogłyby   podnieść   dokładność   wykonywanych   pomiarów   i   uczynić   te   pomiary 
bardziej ekonomicznymi.

Powyższe   warunki   w   istotny   sposób   wpływają   na   kształtowanie   kopalnianych   osnów 

geodezyjnych.

1

background image

Osnowy geodezyjne (Poziome osnowy geodezyjne w wyrobiskach górniczych )

Osnowa geodezyjna – jest to usystematyzowany zbiór punktów geodezyjnych, dla których 

określono ich wzajemne położenie przy zastosowaniu techniki geodezyjnej. Dzieli się na:

Osnowę   poziomą  

 

 –   w   kopalniach   podziemnych   położenie   punktów   osnowy   poziomej 

określa się  metodą poligonową. Cechą charakterystyczną osnów poligonowych, wynikającą 
z   warunków   panujących   w   wyrobiskach   podziemnych,   są   ich   krótkie   boki.   Ciągi 
poligonowe   ze   względu   na   dokładność   dzielimy   na   ciągi   poligonowe   I,   II   i   III   rzędu, 
z czego tylko ciągi I i II rzędu tworzą podstawową osnowę geodezyjną. Ciągi III rzędu mają 
charakter podrzędny. Wśród ciągów poligonowych rozróżniamy:

ciągi jednostronnie nawiązane – elementami nawiązania są azymut jednego boku 
i współrzędne jednego punktu – takie ciągi są najczęściej spotykane w przypadku 
jednoszybowej orientacji danego poziomu,

ciągi wliczeniowe – są to ciągi nawiązane dwustronnie, ale z każdej strony tylko do 
jednego   punktu   o   znanych   współrzędnych   –   rozwiązanie   takie   jest   najczęściej 
wykorzystywane w procesie dwuszybowej orientacji kopalni,

ciągi   dwustronnie   nawiązane   –   o   pełnych   elementach   nawiązania   -   są 
wykorzystywane najczęściej jako ciągi niższego rzędu,

sieci poligonowe – najczęściej jest to zespół ciągów dwustronnie nawiązanych (a nie 
sieć poddawana równoczesnemu wyrównaniu) – można je spotkać w zasadzie tylko 
na znacznie rozbudowanych kopalniach.

Osnowę wysokościową

 

   – w kopalniach podziemnych osnowy wysokościowe tworzy się 

metodami niwelacji geometrycznej lub trygonometrycznej. Ze względu na dokładność dzieli 
się   na   trzy   rzędy   –   ciągi   niwelacyjne   I,   II   i   III   rzędu.   W   ciągach   I-go   rzędu   znaki 
wysokościowe zakłada się w odległościach nie większych niż 0,5 km, przy czym korzystne 
jest zakładanie pary znaków w odległościach 20 – 50 m od siebie. Wysokości punktów 
w ciągach I rzędu powinny być określone wyłącznie w drodze niwelacji geometrycznej.

Orientacja kopalń. Cel i zasady orientacji kopalń. Orientacja pozioma i wysokościowa kopalń 

Aby   wszystkie   mapy   kopalniane   sporządzić   w   jednym   obowiązującym   układzie 

współrzędnych, należy z powierzchni ziemi przenieść pionowo na dół kopalni co najmniej jeden 
kierunek i punkt o określonych współrzędnych albo dwa takie punkty i od nich rozpocząć pomiar. 
Zadanie to jest możliwe do wykonania dzięki wyrobiskom łączącym kopalnię z powierzchnią, tj. 
szybom (pionowym) i sztolniom. 

Wyróżniamy:

Orientacja pozioma

 

  kopalń podziemnych – ma na celu określenie elementów niezbędnych 

do  nawiązania  poziomej  osnowy  zakładanej  w  wyrobiskach  do osnowy na  powierzchni 
terenu. Jest zespołem czynności mających na celu określenie tych elementów, tj. co najmniej 
azymutu  jednego,  dowolnego  boku,  współrzędnych  jednego,  dowolnego  punktu  osnowy 
dołowej   w   układzie   współrzędnych   obowiązujących   na   powierzchni.   Orientację   danego 
poziomu można przeprowadzić także w dowiązaniu do osnowy na innym poziomie, która 
już   wcześniej   została   zorientowana   względem   układu   obowiązującego   na   powierzchni. 
Dokładność orientacji wyznacza dokładność, z jaką został wyznaczony azymut w procesie 
orientacji   kopalni.   Przed   wykorzystaniem   do   nawiązania   punktów   geodezyjnych   na 
powierzchni,   czy   też   na   wcześniej   zorientowanym   poziomie,   należy   bezwzględnie 
przeprowadzić kontrolę ich stałości. Kontrolą powinien być objęty kąt wierzchołkowy na 
przedostatnim punkcie wykorzystywanym do nawiązania , oraz długości ramion tego kąta. 
Punkty   można   uznać   za   przydatne   do   nawiązania   jeżeli   różnica   między   pomierzonym 
aktualnie kątem a jego wartością z poprzedniego pomiaru (lub obliczoną ze współrzędnych) 
nie przekracza dla poligonizacji I i II rzędu +/- 30'', a dla poligonizacji III rzędu +/-5''. 
Natomiast   różnica   długości   boków   z   pomiaru   aktualnego   i   poprzedniego   nie   powinna 
przekraczać dwukrotnej wartości dopuszczalnej odchyłki przy pomiarze długości boków 
w danym   rzędzie   poligonu.   Orientację   poziomą   można   przeprowadzić,   w   zależności   od 

2

background image

sposobu udostępnienia orientowanego poziomu oraz użytych instrumentów, w różny sposób:

Orientowanie przez sztolnię – w tym przypadku wystarczy wprowadzić do 
pochyłości sztolni ciąg poligonowy z powierzchni do kopalni i tam dalej prowadzić 
poligonizację.

Orientowanie   przez   szyb   metodą   Weisbacha   –   metoda   orientacji   polega   na 
przeniesieniu z powierzchni kierunku i długości na orientowany poziom przez jeden 
udostępniający szyb i dwa opuszczone w nim piony (Ilustracja 1). Ważne jest aby 
piony   znajdowały   się   w   jak   największej   odległości   od   siebie.   Orientowanie 
pomiarów   w   kopalni   przez   jeden   szyb   wymaga   wyjątkowo   dużej   dokładności, 
zwłaszcza   w   kopalniach   rozległych,   bowiem   błąd   tej   orientacji,   opartej   na 
ograniczonej odległości między liniami pionów, obciąża położenie każdego punktu 
dowiązanego ciągu poligonowego tym więcej, im bardziej dany punkt jest oddalony 
od szybu. 

Rysunek przedstawia poziome trójkąty łączące BP

1

P

 na powierzchni i IP

1

P

2

 w głębi 

kopalni; po zrzutowaniu ich na jedną płaszczyznę.

Orientowanie   przez   szyb   z  zastosowaniem   instrumentu   giroskopowego   –  w   tych 
pomiarach  wykorzystywane  są   specjalne  teodolity  giriskopowe  ,  a  także  nasadki 
giroskopowe   do   teodolitów.     Zastosowanie   instrumentów   geodezyjnych 
giroskopowych nie eliminuje wprawdzie potrzeby pionowania, lecz ogranicza się do 
stosowania tylko jednego pionu w szybie i – co jest bardzo istotne – wydatnie skraca, 
w porównaniu z metodą Weisbacha, okres unieruchomienia szybu, a tym samym 
zaoszczędza kopalni poważnej części strat spowodowanych przerwą w normalnym 
procesie eksploatacji. Giroskop w przeciwieństwie do igły magnetycznej nie reaguje 
na czynniki zniekształcające wskazania kierunku północy (np. obecność w pobliżu 
przewodów pod prądem) i zawsze ustawia się swoją osią obrotu w płaszczyźnie 
wyznaczonej   przez  punkt,  na   którym   go   ustawiono  i   oś   obrotu  ziemi,  a   więc   – 
w płaszczyźnie południka. Dokładność wyznaczenia kierunku północy giroskopem 
wynosi +/- 30''. 

Orientowanie przez dwa szyby – jest możliwe do przeprowadzenia, gdy szyby są 
połączone   na   orientowanym   poziomie   wyrobiskami,   poprzez   które   może   być 
przeprowadzony ciąg poligonowy zwany ciągiem wliczeniowym (Ilustracja 2). Ta 
metoda   orientacji   jest   dokładnościowo   i   ekonomicznie   najwłaściwsza   i   dlatego 
powinna być stosowana zawsze, jeśli tylko pozwalają na to warunki. Podobnie jak 
przy metodzie giroskopowej szyby zostają unieruchomione na względnie krótki czas. 
Odległości   między   opuszczonymi   pionami   P

1

  i   P

2

  opuszczonymi   w   szybach, 

a wykorzystywanymi w tej metodzie orientacji są z zasady duże, gdyż wynoszą od 
kilkudziesięciu   do   kilku   tysięcy   metrów.   Współrzędne   punktów   P

1

  i   P

przenoszonych do kopalni są wyznaczane w nawiązaniu do (skontrolowanych pod 
względem ich stałości) punktów osnowy na powierzchni terenu. Metoda orientacji 

3

Ilustracja 1: Nazwiązanie oparte na trójkącie

background image

Ilustracja 2: Ciąg wliczeniowy

przez dwa szyby, oparta na ciągu wliczeniowym, ma i tę przewagę, że w jej wyniku 
uzyskuje się azymuty wszystkich boków tego ciągu i współrzędne wszystkich jego 
punktów. Dokładność orientacji to dokładność, z jaką został wyznaczony azymut 
w procesie orientacji. 

Orientacja   wysokościowa

 

   –   zgodnie   z   wytycznymi   dotyczącymi   projektowania   osnów 

wysokościowych na dole kopalni muszą one być nawiązane do osnowy wysokościowej na 
powierzchni.   Właśnie   to   nawiązanie   stanowi   przedmiot   orientacji   wysokościowej. 
Orientacja   wysokościowa   –   jest   to   zespół   czynności   geodezyjnych   mających   na   celu 
określenie   wysokości   co   najmniej   jednego   punktu   zastabilizowanego   na   orientowanym 
poziomie   kopalni   w   układzie   odniesienia   obowiązującym   na   powierzchni   terenu. 
W uzasadnionych przypadkach można wykorzystać do nawiązania znaki zastabilizowane 
na innym, wcześniej zorientowanym poziomie kopalni. Pod pojęciem dokładności orientacji 
należy   rozumieć   dokładność   (średni   błąd),   z   jaką   została   określona   wysokość   punktu 
w procesie   przeprowadzanej   orientacji   wysokościowej   danego   wyrobiska.   Przed 

wykorzystaniem   do   nawiązania   znaków 
wysokościowych   na   powierzchni,   czy   też   na 
wcześniej   zorientowanym   poziomie,   należy 
bezwzględnie przeprowadzić kontrolę ich stałości. 
W   przypadku   nawiązania   wysokościowego   przez 
szyb  pionowy  przy  zastosowaniu  taśmy  szybowej 
(Ilustracja   3)   ustawia   się   na   nadszybiu 
i w podszybiu niwelatory, a w szybie opuszcza się 
rozwijaną   z bębna   specjalną   taśmę   stalową, 
dziurkowaną co 100 cm, obciążoną na końcu. Na 
wysokości   osi   celowej   niwelatorów   przytwierdza 
się   metalowe   podziałki   milimetrowe,   tzw. 
„stalówki” (do określenia wysokości stropu można 
także   użyć   łaty   stojącej,   którą   należy   odwrócić   i 
przystawić   „zerem”   do   określonego   punktu   na 
stropie), a na dowiązanym reperze B na podszybiu i 
znanym   co   do   wysokości   drugim   reperze   P   na 
powierzchni   ustawia   się   łaty   niwelacyjne.   Na 
umówiony   sygnał   obserwator   przy   niwelatorze   u 
góry i drugi obserwator u dołu odczytują podział na 
taśmie,   a następnie   na   odpowiedniej   łacie.   Jeżeli 
różnicę odczytów poprawioną o wpływ temperatury, 

ciężaru własnego i dodatkowego obciążenia nazwiemy ΔH, odczyty z łat odpowiednio przez 

4

Ilustracja 3: Orientacja 
wysokościowa przy zastosowaniu 
taśmy szybowej

background image

O

P

  i  O

D

,  wysokość   reperu   P  przez  H

P

,   to   określimy   wysokość   reperu   D   z następującej 

zależności:

H

D

 = H

A

 + O

P

 -  ΔH –  O

D

Prace geodezyjne przy realizacji przebitek górniczych.

Prace przebitkowe (przebitki górnicze) jest to zespół prac górniczo-geodezyjnych mających 

doprowadzić do prawidłowego spotkania dwóch naprzeciw siebie zdążających wyrobisk, lub też 
mających doprowadzić dane wyrobisko do określonego punktu.

Zadania   przebitkowe   mogą   występować   w   wielu   różnych   odmianach:   może   to   być 

doprowadzenie do spotkania (zbicia) dwóch wyrobisk korytarzowych poziomych czy pochyłych, 
prosto- czy krzywoliniowych, ale może to być także spotkanie wyrobiska korytarzowego z szybem 
czy zbicie wyrobisk dwóch sąsiadujących z sobą kopalń.

W każdym realizowanym zadaniu przebitkowym można wyodrębnić trzy rodzaje prac:

Przygotowanie   materiałów   –   w   tym   etapie   następuje   ustalenie   z   kierownictwem   robót 
górniczych kopalni na podstawie projektu budowy czy rozbudowy kopalni, spodziewanego 
miejsca   zbicia   oraz   ewentualnie   niezbędnej   dokładności   zbicia.   Przy   ważniejszych 
przebitkach przygotowanie materiałów to także zebranie danych dotyczących istniejących 
punktów osnowy, która ewentualnie będzie wykorzystana przy realizacji danej przebitki.

Geodezyjne   opracowanie   projektu   przebicia   –   ten   etap   ma   znaczenie   w   ważniejszych, 
bardziej skomplikowanych zadaniach przebitkowych. W wyniku tego etapu otrzymuje się 
wytyczne niezbędne do realizacji zbicia, tj.:

projekt osnowy realizacyjnej,

metody pomiaru kątów i długości boków w osnowie realizacyjnej,

ewentualnie lokalizację azymutów wyznaczonych w drodze giroskopowej,

elementy geometryczne niezbędne do realizacji zbicia, a więc przede wszystkim kąty 
poziome (ewentualnie azymuty) i pionowe, pod jakimi powinno być prowadzone 
wyrobisko.

Realizacja przebitki górniczej – cechą specyficzną tego etapu jest z pewnością zadawanie 
kierunków, według których maja być prowadzone projektowane 
wyrobiska tak w płaszczyźnie poziomej, jak i pionowej. Dla 
właściwego usytuowania wyrobiska w rzucie poziomym 
wyznacza się tzw. kierunki pionowe (Ilustracja 4). Nazwa 
pochodzi stąd, że płaszczyzną kierującą jest płaszczyzna 
pionowa. Zadanie kierunku pionowego sprowadza się do 
odłożenia, wyliczonego w 2 etapie, kąta poziomego 
(wierzchołkowego) lub oznaczenia i oznaczenia tego kierunku w 
wyrobisku. Odkładane ramię kąta pozwala na zaznaczenie w 
drążonym wyrobisku jego osi, lub – co częściej ma miejsce – 
prostej równoległej do osi przechodzącej w niewielkiej (0,3 – 0,5 
m) odległości od jednego z ociosów. Dla właściwego 
usytuowania wyrobiska w rzucie pionowym wyznacza się (zadaje) tzw. kierunki poziome. 
W wyniku tego działania zostają zaznaczone (zastabilizowane) na stojakach obudowy lub 
ociosach wyrobiska punkty, poprzez które przechodzi płaszczyzna kierująca pochyleniem 
danego wyrobiska (Ilustracja 5). 

5

Ilustracja 4: Wyznaczenie 
kierunku pionowego

background image

Ilustracja 7: Wyznaczanie kierunku poziomego 
przy wykorzystaniu niwelatora

Wyznaczanie   znaków   kierunkowych   przy   wykorzystaniu   niwelatora   przedstawia   ilustracja   7. 
Pierwszą parę znaków 3' i 3'' stabilizuje się w odległości t od projektowanego spągu. Niwelator 
ustawia się w dowolnym miejscu. Na punkcie 3' ustawia się przymiar z podziałem milimetrowym 
i wykonuje   niwelatorem   odczyt   O

3

.   Następny   znak   2'   osadza   się   w   odległości   O

2

  od   celowej 

niwelatora, przy czym ta długość wyznacza się z zależności 

                   O

2

 =  O

3

 + d

23 

tgα , gdzie

α – kąt pochylenia projektowanego 
wyrobiska,

        d

23

 – pozioma odległość między punktami 2' i 3'.

 W podobny sposób wyznacza się odległość O

1

 punktu 

1' od celowej niwelatora

  

O

=  O

3

 + ( d

23

 + d

12

 ) tg α 

W dalszej kolejności, w sposób analogiczny, wyznacza 
się punkty 1'', 2'' i 3'' (ilustracja 6).

Mapy górnicze.

Prawo   górnicze   nakładana   każde   przedsiębiorstwo   górnicze   obowiązek   posiadania 

dokumentacji   mierniczo-geologicznej   sporządzonej   przez   osoby   uprawnione   i   stałego   jej 
uzupełniania.   Prezes   Wyższego   Urzędu   Górniczego   określa   rodzaje   dokumentacji   mierniczo-
geologicznej oraz sposoby i terminy sporządzania i uzupełniania tej dokumentacji.

Podstawowe wymagania dotyczące map górniczych zostały ujęte w normie PN-70/G-09002, 

oraz w wielu dalszych normach dotyczących m.in. umownych znaków obiektów i urządzeń na 
powierzchni,   umownych   znaków   podziemnych   wyrobisk   górniczych,   umownych   znaków 
geologicznych,   zagrożeń   i   urządzeń   zabezpieczających   w   wyrobiskach   podziemnych,   granic 
obszarów   górniczych,   podziemnych   urządzeń   transportowych,   maszyn   przodkowych,   robót 
strzelniczych w górnictwie odkrywkowym, urządzeń energetycznych.

Mapa górnicza – jest to dokument kartograficzny, na którym przedstawiono obraz sytuacji 

powierzchni   ziemi,   sytuacji   wyrobisk   górniczych,   sytuacji   geologicznej   względnie   jednej 
z wymienionych sytuacji, sporządzony metodą rzutów geometrycznych lub metodą odwzorowania 
dla potrzeb działalności górniczej.

W skład dokumentów kartograficznych powinny wchodzić:

mapy powierzchni,

mapy wyrobisk górniczych (w przypadku kopalń odkrywkowych  będą to mapy wyrobisk 
górniczych tak w złożu jak i w nadkładzie)

mapy geologiczne.

W każdej z tych grup występują:

Mapy   podstawowe

 

   (zasadnicze)   –   są   dokumentami   technicznymi   i   prawnymi 

przedsiębiorstwa   górniczego   i   sporządza   się   je,   bezpośrednio   na   podstawie   danych 

6

Ilustracja 5: Sposób 
wykorzystywania kierunku 
pionowego

Ilustracja 6: Oznaczanie kierunku 
poziomego

background image

uzyskanych z pomiaru, na pokładzie kreślarskim dobrej jakości. Sporządza się je najczęściej 
w skalach 1:2000 i 1:1000, a czasami 1:500. Mapy podstawowe powierzchni powinny być 
aktualizowane co najmniej raz na dwa lata. Mapy podstawowe wyrobisk górniczych oraz 
przekroje   geologiczne   w   skalach   od   1:500   do   1:5000   powinny   być   aktualizowane     co 
najmniej raz na kwartał.

Mapy przeglądowe

 

   – są w zasadzie pochodnymi map podstawowych o mniejszej skali, 

pomijające   w   swej   treści   niektóre   mniej   istotne   elementy.   Mapy   te   powstają   przez 
pomniejszenie mapy zasadniczej lub przez jej reprodukcję. Sporządzane są w skali 1:5000, 
rzadziej 1:10000 czy 1:25000. Mapy przeglądowe powierzchni powinny być aktualizowane 
co   najmniej   raz   na   dwa   lata.   Mapy   przeglądowe   wyrobisk   górniczych   powinny   być 
aktualizowane co najmniej raz na kwartał.

Mapy   specjalne

 

   –   są   to   też   pochodne   mapy   zasadniczej,   uzupełnione   szczegółami 

o specjalnym znaczeniu dla ruchu zakładu górniczego. Z map specjalnych można wymienić 
w przypadku kopalń podziemnych m.in. mapy przestrzenne wyrobisk górniczych, mapy 
przewietrzania,   mapy  transportu  podziemnego,  itd.  Skala  mapy  specjalnej   zależy  od   jej 
przeznaczenia, ilości szczegółów, jakie mają być na niej prezentowane, a także podkładów 
na jakich mają być tworzone. Powinny być aktualizowane co najmniej raz na dwa lata. 
Profile   wiertnicze   należy   aktualizować   w   terminie   do   sześciu   miesięcy   od   chwili 
zakończenia wiercenia. 

Treść   map   górniczych   przedstawia   się   za   pomocą   znaków   i   symboli   zgodnych   ze 

wspomnianymi poprzednio normami państwowymi. Mapy górnicze sporządza się na podstawie 
punktów osnowy geodezyjnej, których współrzędne zostały obliczone najczęściej w państwowym 
układzie współrzędnych (1965) lub w układzie lokalnym (Sucha Góra, Borowa Góra). 

Rodzaj   przyjętego   układu   współrzędnych   oznacza   się   na   dolnym   marginesie   mapy 

zasadniczej i przeglądowej, który to margines jest przeznaczony na opisy formalne mapy, skalę, 
datę   założenia   mapy,   imię   i   nazwisko   oraz   podpis   osoby   uprawnionej   do   sporządzania   mapy 
górniczej, która dany arkusz założyła.

7

Ilustracja 8: Fragment mapy górniczej kopalni podziemnej

background image

Pomiar szczegółów w kopalni.

Pomiar szczegółów w kopalni wykonuje się po to, aby na mapach górniczych i przekrojach 

kopalni   przedstawić   kształt   wyrobisk   i   stałych   urządzeń   pobudowanych   w   wyrobiskach   oraz 
odtworzyć na wymienionych dokumentach obraz układu elementów geologicznych. Wynika z tego, 
że przez pomiar szczegółów w miernictwie górniczym określa się nie tylko rzut poziomy, lecz także 
wysokość każdego zmierzonego punktu. 

Każdy bok poligonowy w kopalni, określony współrzędnymi prostokątnymi i wysokością 

jego   początku   i   końca,   spełnia   zarazem   funkcję   przestrzennej   osnowy   pomiarowej,   na   którą 
bezpośrednio dokonuje się zdjęcia szczegółów. W miarę potrzeby zagęszcza się ciągi poligonowe 
wiążąc do nich linie pomiarowe i podobnie jak w geodezji naziemnej oblicza się współrzędne 
punktów posiłkowych, a ponadto wysokości tych punktów.

Szczegóły mierzy się przeważnie metodą domiarów 

prostokątnych, aczkolwiek inne metody  są również dopuszczalne. 
Oprócz elementów określających rzut poziomy mierzy się także 
odległość zamierzonego punktu od stropu i od spągu.

Pomiarowi szczegółowemu podlegają w kopalni następujące 

elementy:

charakterystyczne załomy wyrobisk, a w wyrobisku typu 
chodnikowego również odległości punktów poligonowych 
i posiłkowych od spągu, stropu i ścian bocznych,

tamy ogniowe i wodne, urządzenia wentylacyjne, obudowa 
trwałą, kolejki stałe, itp.,

elementy dotyczące zalegania złoża kopaliny, jak rozciągłość, 
upad i grubość,

przerosty skał obcych w złożu kopaliny,

miejsca wierceń otworów badawczych,

poziomy wodonośne,

elementy zaburzeń tektonicznych (uskoki, nasunięcia, itp.),

miejsca ukazania się kurzawki, wody lub gazu.

Szczegóły o kształtach regularnych mierzy się z dokładnością 

+/-5 cm, pozostałe +/-10 cm.

Niwelacja

Niwelacja geometryczna 
Ten rodzaj niwelacji jest stosowany przede wszystkim w ciągach wysokościowych I rzędu. 

W ciągach niższych rzędów o stosowaniu tej metody powinny decydować czynniki ekonomiczne.

Wyposażenie   do   niwelacji   geometrycznej   tylko   w   niewielkim   zakresie   wymaga 

dostosowania do warunków panujących w kopalni. Niwelatory stosowane w kopalniach powinny 
charakteryzować się małymi wymiarami, a luneta dużą jasnością i krótką celową. 

Niwelację ciągów (osnowy wysokościowej) prowadzi się dla określenia wysokości znaków 

zastabilizowanych   w   wyrobiskach   podziemnych.   Ciągi   niwelacyjne   są   nawiązywane   bądź   do 

8

Ilustracja 9: Charakterystyka niwelatorów libelowych w świetle 
wymagań instrukcji

Ilustracja 9: Szkic z pomiaru 
szczegółów

background image

punktów   wysokościowych   wyższego   rzędu,   bądź   też   do   punktów   tego   samego   rzędu   pod 
warunkiem   sprawdzenia   ich   stałości.   Celem   wyeliminowania   wpływu   podstawowego   błędu 
systematycznego przy niwelacji geometrycznej, jakim jest nierównoległość osi celowej lunety do 
głównej osi libeli niwelacyjnej, niwelację ciągów należy wykonywać jako niwelację ze środka. 
Długości celowych wstecz i w przód, na poszczególnym stanowisku, nie powinny różnić się od 
siebie więcej niż o 10% ich wartości. 

Niwelacja trygonometryczna

Trygonometryczny   pomiar   wysokości   jest   szczególnie   korzystny   do   stosowania 

w przypadku określania wysokości punktów w wyrobiskach o większym pochyleniu. Decyduje o 
tym także szereg czynników, jak np. wysokość wyrobiska czy wymagana dokładność pomiaru. 
Jednak czynnikiem przesądzającym w większości przypadków o celowości stosowania tej metody 
jest jej duża efektywność w porównaniu z niwelacją geometryczną i to szczególnie wtedy, gdy 
niwelacja   trygonometryczna   jest   prowadzona   równocześnie   z   pomiarem   poligonowym. 
Obowiązująca   instrukcja   dopuszcza   stosowanie   metody   trygonometrycznej   w   ciągach 
wysokościowych II i III rzędu.

W   niwelacji   trygonometrycznej  przyrosty   wysokości   wyznacza   się   na   podstawie 

pomierzonego kata pionowego, odległości oraz domiarów do punktów, których różnica wysokości 
jest określana. Wynika stąd wyposażenie niezbędne do pomiaru. Jest nim teodolit oraz przymiar do 
pomiarów odległości, a więc takie samo wyposażenie jakie jest potrzebne przy poligonizacji.

Przed pomiarem właściwym konieczna jest kontrola stałości punktów nawiązania. Aktualnie 

określony przyrost wysokości między tymi punktami nie może się różnić od przyrostu wysokości 
określonego pomiarem wyjściowym więcej niż określa to instrukcja. Dla ciągów III rzędu wielkość 
ta nie może przekroczyć  +/- 3cm. 

Niwelację trygonometryczną w wyrobiskach kopalń podziemnych prowadzi się w zasadzie 

jako   niwelację   z   końca,   gdyż   dzięki   temu   można   ją   prowadzić   równocześnie   z   pomiarem 
poligonowym. Kąty pionowe należy mierzyć w dwóch położeniach lunety. 

Przyrost wysokości między dwoma sąsiednimi punktami (ilustracja 11) oblicza się 

z zależności:

9

Ilustracja 10: Charakterystyka teodolitów stosowanych wg 
instrukcji do niwelacji trygonometrycznej

Ilustracja 11: Niwelacja trygonometryczna z końca

background image

Δh

i+1,i

 = -d

i

 + l

i,i+1

 sinα

i

 + d

i+1        

,gdzie:

d

i

- domiar od środka teodolitu do punktu,

d

i+1

- domiar od sygnału (najczęściej od zaznaczonego miejsca na pionie, na którym się celuje) 
  do punktu,

l

i,i+1

- odległość pochyła między punktami,

α

i

- kąt pionowy na i-tym stanowisku.

Pomiar długości boków poligonowych w kopalniach podziemnych.

Do pomiaru długości boków poligonowych w kopalniach podziemnych mogą być 

wykorzystywane następujące przyrządy:

przymiary wstęgowe (taśmy, ruletki),

przymiary drutowe (druty stalowe lub inwarowe),

dalmierze elektroniczne,

dalmierze optyczne.

W praktyce wykorzystywane są przymiary wstęgowe oraz dalmierze elektroniczne. 

Dalmierze optyczne oraz przymiary drutowe w zasadzie są nie używane

Obowiązująca instrukcja dopuszcza stosowanie każdego z tych przyrządów. Jedynym 

kryterium właściwego doboru przyrządu jest w tym przypadku nie przekroczenie, przy jego 
stosowaniu, dopuszczalnej przez tę instrukcję różnicy dwukrotnie mierzonego boku. 

Zasadniczo stosuje się pomiar:

w ciągach I rzędu przymiarami wstęgowymi, drutowymi lub dalmierzami elektronicznymi,

w ciągach II rzędu przymiarami wstęgowymi i dalmierzami elektronicznymi,

w ciągach III rzędu przymiarami wstęgowymi.

Poligonizacja kopalniana.

W kopalniach podziemnych osnowę poziomą tworzy się metodą poligonową. Dominują 

ciągi kątowe, jednostronnie dowiązane. W przypadku ich znacznej długości dla zwiększenia 
dokładności wyznaczania współrzędnych punktów w takim ciągu, a także i dla jego kontroli, 
wskazane jest wyznaczenie jednego lub kilku azymutów na drodze giroskopowej. 

Ciągi i sieci poligonizacji kopalnianej, zgodnie z obowiązującą instrukcją, są wyrównywane 

w przybliżony sposób. Obliczenia te aktualnie ułatwia stosowanie elektronicznej techniki 
obliczeniowej.

Literatura:
1. Milewski M.: Geodezja górnicza. Część I. Wydawnictwo AGH., Kraków 1988r.
2. Milewski M.: Geodezja górnicza. Część II. Wydawnictwo AGH., Kraków 1991r.
3. Rajnich R., Siembab J., Sosna A.: Mapy górnicze. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1988r.

1

Ilustracja 12: Dopuszczalne odchyłki kątowe i liniowe