Маркшейдерское искусство (1896 год)

Маркшейдерское искусство — составляет часть практи­ческой геометрии (geometria subterranean), но обыкновенно выделяется в самостоятельную дисциплину. Оно имеет своей задачею:

1) съемку рудничных выработок, месторождений полезных ископаемых и находящейся над ними земной поверхности;

2) графическое изображение выработок и земной поверх­ности на основании результатов съемки.

Название свое маркшейдерское искусство получило от од­ной из многочисленных своих задач — определения межи или границы между горными владениями различных горнопромыш­ленников (нем. Mark — «граница», «межа»  и scheiden — «раз­делять»).

Результаты маркшейдерской съемки служат единственным руководством при проведении новых выработок. Неточное ее исполнение может служить причиною различных затруднений, а иногда даже и гибели целых рудников (например, при втор­жении в область старых затопленных водою выработок).

Прежде висячая буссоль и висячий полукруг были почти единственными инструментами маркшейдера, но с 1830-х го­дов стали употребляться и более точные приборы, как то: тео­долит (в 1831 году приспособленный Брейтгауптом к марк­шейдерским целям), мензула, нивелир и др.

Теодолиты, употребляемые в маркшейдерской практи­ке, отличаются от обыкновенных своими малыми размерами (3 ½ ‒ 5 дюймов1 в диаметре). Кроме трубы между дву­мя стойками они иногда снабжаются эксцентренной трубою, помещаемой на одном конце вне стоек и служащей для визи­рования значительно наклоненных друг другу направлений.

Важнейшие операции, производимые маркшейдером:

1) Маркшейдерская триангуляция производится с целью точного определения относительного положения главных пун­ктов рудничного округа, как то: устьев шахт и штолен, руд­ничных строений ит. п., находящихся друг от друга в больших расстояниях. Такая триангуляция становится необходимою, когда требуется изготовить верную рудничную карту для по­стоянного сличения подземных работ с дневною поверхностью именно в тех случаях, когда рудничные выработки достигли уже значительного развития, простираются на большое протя­жение и открываются на дневную поверхность несколькими устьями, которые достаточно удалены друг от друга и которые трудно было соединить с требуемою точностью полигонною съемкою или периферизированием.

Маркшейдерские триангуляции производятся по тем же правилам, что и геодезические триангуляции, с тем только от­личием, что первые никогда не бывают так обширны, как три­ангуляции собственно геодезические, вследствие чего и изме­рение базиса (редко превышающего 300‒400 саженей) для целей маркшейдерских производится обыкновенно более уп­рощенно, при меньшей затрате времени.

2) Триангуляция совершенно невыполнима в рудниках, где из каждой точки стояния можно визировать только по двум направлениям — вперед и назад. Невозможна она и на днев­ной поверхности в местностях гористых и лесистых вследствие отсутствия в них свободного кругозора. В подобных случаях, а в подземных выработках всегда, маркшейдеры вместо три­ангуляции прибегают к переферизированию или полигонной съемке. Последняя состоит в разделении всего рудничного пространства на полигоны и в определении взаимного положе­ния отдельных угловых точек полигона.

Угловые точки полигона отмечаются в руднике с помощью различных сигналов, висячих и стоячих ламп и т. п. Удачный выбор угловых точек зависит от опытности маркшейдера и обусловливает отчасти точность съемки. Для определения по­ложения угловых точек за одну из плоскостей координат при­нимается в маркшейдерской практике вертикальная плоскость астрономического меридиана, за другую — плоскость, к ней перпендикулярная, идущая по направлению OW, а за тре­тью — горизонтальная плоскость.

Отыскание астрономического меридиана имеет в маркшей­дерской практике особое значение: оно необходимо как при три­ангуляциях, так и при полигонных съемках. При употребле­нии угломерных инструментов с магнитною стрелкою, например буссоли, магнит- или компас-теодолита, для определения взаим­ного положения точек полигона измеряются углы простирания всех сторон полигона, то есть углы, составляемые стороною полигона с направлением магнитной стрелки или магнитным меридианом. Но последний подвергнут различным существенным изменениям (ве­ковым, суточным и случайным), поэтому необходимо все углы простирания приводить к постоянному в данном месте астроно­мическому меридиану, что достигается вычитанием из каждого измеренного угла простирания склонения магнитного меридиана, соответствующего времени измерения этого угла. Очевидно, что на каждой рудничной карте должно быть означено склонение маг­нитного меридиана во время производства съемки. Равным обра­зом без знания магнитного склонения в различные периоды не­возможно соединить с верностью в один общий план различные частные планы, снятые в отдаленные между собою времена, и нельзя ожидать требуемой точности от плана, съемка которого продолжалась значительное время. Вот почему при каждом бла­гоустроенном руднике должно быть определено направление аст­рономического меридиана и устроена магнитная обсерватория с целью ежедневного, в определенные часы, измерения магнитного склонения (маркшейдерская обсерватория, магнитная деклинатория).

3) Соединительная съемка имеет своею целью соедине­ние рудничной съемки с надземной и их взаимное ориентиро­вание. Соединительная съемка наиболее проста в том случае, когда рудник сообщается с поверхностью с помощью штоль­ни: здесь рудничная съемка соединяется с поверхностной съем­кой с помощью устья штольни и таким образом ориентируется относительно сторон света.

Наиболее трудной является соединительная съемка в тех рудниках, которые открываются на поверхность одной только вертикальной или крутопадающей шахтой, это так называе­мый способ отвесов: 2 выбранные в устье шахты точки и ли­ния, их соединяющая, проектируются с помощью отвесов на некоторый горизонт рудника. Так как проекция линии соеди­нения выбранных точек по величине равна, а по направлению совпадает с самой линией, и линия эта, как составная часть поверхностной съемки, ориентирована относительно сторон света, то, приурочивая рудничную съемку к проекции этой ли­нии, можно ориентировать последнюю относительно съемки над земной поверхностью, что дает возможность соединять несколько рудничных съемок, произведенных в различных пунктах и в различное время, в одну общую рудничную карту.

С расширением горных работ маркшейдерские съемки ус­ложняются. Исходные точки съемок более и более удаляются от передовых разработок. Привязка каждой новой съемки к начальным пунктам требует прохождения с инструментом боль­ших расстояний как по вертикальному, так и по горизонталь­ному направлениям. Постоянно оседающие закладки делают недоступными точки прежних лет и требуют изготовления но­вых, которые, в свою очередь, необходимо связывать как со старыми, так и с новыми съемками. Таким образом, маркшей­дерская съемка обращается в очень сложные геометрические задачи. Для решения их недостаточно одной лишь построен­ной по координатам геометрической сети рудника.

Параллельно с геометрическою необходимо проводить так­же геогностическую съемку и связывать их между собою, т. е. изображать как в планах, так и в вертикальных разрезах фор­мы залегания в совмещении с геометрическою сетью.

Горнопромышленники обязаны вести точные планы горных разработок по установленному образцу. За составлением этих планов они могут, но не обязаны обращаться к правительствен­ным маркшейдерам. Последние назначаются преимуществен­но из горных инженеров и состоят под контролем местного окружного инженера. Они обязаны иметь надзор за тем, что­бы горные работы велись согласно планам и правилам, уста­новленным в видах их безопасности.

Маркшейдеры производят ограничение в натуре отводов в казенных и частных землях площадей, предоставляемых част­ным лицам для разработки ископаемых, и снимают с них пла­ны. На их же обязанностях лежит принятие известного рода мер в случае, если работы горнопромышленника зашли далее границ предоставленного ему участка.

Инструкция для производства маркшейдерских работ, ут­вержденная Министром государственных имуществ, в «Со­брании Узаконений» 1888 г. № 73. Ср. Weisbach, «Die neue Markscheidekunst» (2 т. Брауншвейг, 1851‒59); его же «Abriss der Markscheidekunst» (Фрейбург, 1873); Borchers, «Die praktische Markscheidekunst» (Ганновер, 1870); Werner, «Markscheidertabellen» (Вена, 1876); Brathuhn, «Lehrburh der praktischen Markscheidekunst» (Лейпциг, 1884; 2 изд., 1894; русский перевод, СПб., 1895); его же, «Katechismus der Markscheidekunst» (Лейпциг, 1892); Lüling, «Mathematische tabellen für Markscheider und Bergingenieure» (2 изд., Бонн, 1887); Bauemfeind, «Elemente der Verlessungskunde» (7 изд. 2 т. Штуттгарт, 1890); Sarran, «Manuel de Geometrie souterraine» (Париж, 1880); Тиме, «О производстве и вычис­лении маркшейдерской триангуляции» («Горный журнал», 1872 г., № 3); его же, «О производстве и вычислении руд­ничной съемки, соединении ее с надземной съемкою и взаим­ном ориентировании» (ibid., 1872 г., № 5‒12); его же, «Отыс­кание астрономического меридиана и учреждение магнитных деклинаторий для целей маркшейдерии» (СПб., 1880; печа­тано в приложении к «Горному журналу», 1879‒80 г.); его же, «Руководство к рудничному нивелированию и к съемке рудников градусником и компасом» (2 изд. СПб., 1890); Крат, «Маркшейдерская практика. Собрание статей из маркшейдер­ской практики автора в Алтайском горном округе» (вып. 1‒12, СПб., 1892-94).

Примечания

Публикуется по изданию: Энциклопедический словарь Ф. А. Брок­гауза и И. А. Ефрона, т. 36. М., 1991.

1 Дюйм — мера длины, равная 2,54 см.