Topografia Miniera

CUPRINS

Capitolul 1. Considerații generale

1.1. Introducere

1.2. Metoda topo.geodezică de lucru

1.2.1. Rețele geodezice de triangulație de stat

1.2.2. Rețele geodezice de nivelment geometric de stat

1.2.3. Rețele gravimetrice

1.3. Rețele de sprijin geodezice și topografice

1.3.1. Ridicări topografice în rețeaua geodezică de stat și în cadrul rețelei locale

1.4 Poligonometria

1.4.1 Plantarea reperelor poligonometrice

1.4.2 Măsurarea lungimilor

1.4.3 Măsurarea unghiurilor

1.4.4 Legarea poligonațiilor de rețeaua de triangulație

1.5. Documente ce se predau beneficiarului privind rețeaua planimetrică

1.5.1. Piese scrise

1.5.2. Piese desenate

1.6. Rețeaua de sprijin pentru ridicarea planimetrică

1.7 Rețeaua de sprijin pentru ridicarea altimetrică

1.7.1. Nivelmentul geometric

1.7.2 Nivelmentul trigonometric

1.8. Metode de determinare a punctelor de dtationare și de ridicare a punctelor de detaliu

1.8.1 Metode de determinare a punctelor principale de staționare

1.8.2 Metode de ridicare a punctelor de detaliu

Capitolul 2 Lucrări topografice în exploatările miniere la zi

Osatura ridicărilor

Ridicarea detaliilor

Calculul excavațiilor

Observarea stabilității treptelor

Capitolul 3 Sistemul informațional specific fondului minier. Cadastrul Minier.

3.1. Cadastrul minier

3.2. Organizarea lucrărilor de cadastru minier

3.3. Executarera lucrărilor de cadastru minier

3.4. Lucrări de cadastru minier

3.5. Conținutul documentației de cadastru minier

Capitolul 4 Lucrări topografice specifice exploatării miniere la zi executate la Cariera de

piatră Chicioara, U.A.T. Dud, județul .

4.1. Prezentarea generală a carierei de piatră Chicioara

4.2 Descrierea aparaturii utilizate

4.2.1. Stația totală Sokkia SET5F

4.2.2. Programe de calcul

4.3. Prezentarea rezultatelor

Concluzie

Bibliografie

Anexe:

1. Carnet de teren SOKKIA sdr

2. Calculul drumuirii TERRAMODEL

3. Inventar de coordonate al punctelor

4. Profile longitudinale si transversale

5. Plan topografic sc. 1:1000

6.Calcul de volume Autocad – TopoLT

– suprafețe 3D schelet-rapoarte

– suprafețe 3D mulaj poze

– suprafețe 3D mulaje suprapuse

7. Calcul de volume

– suprafețe 3D mulaj poze

– raport de calcul suprafață

8. Poze Carieră din ziua măsuratorilor în teren

CAPITOLUL 1

CONSIDERAȚII GENERALE

Introducere

Motivul pentru care am ales această temă pentru proiect, este acela că, am participat direct la această lucrare începând cu anul II de facultate, in anul 2008, am repetat procedura observațiilor la cererea beneficiarului SC Company Agregat SRL, Arad în anul 2009, urmând ca in acest an 2011 luna martie să repet observațiile la cariera de piatră Chicioara, aparținând U.A.T. Dud, jud. Arad.

Topografia minieră este o ramură a măsurătorilor terestre, adaptată la nevoile industriei miniere, pe care o deservește în mod operativ. După metodele generale de lucru privind măsurătorile se încadrează în topografie, iar după domeniul de activitate, scop și metode speciale proprii aparține tehnicii miniere. Domeniul ei de activitate se extinde la determinarea prin măsurători și reprezentarea grafică pe planuri a tuturor obiectivelor importante din câmpul minier și la rezolvarea problemelor cu caracter de geometrie aplicată ce se nasc din activitatea minieră. Topografia minieră s-a dezvoltat o dată cu industria minieră. Cel mai vechi plan minier datează din jurul anului 1500 î.e.n. și reprezintă lucrările miniere prin care sa exploatat un zăcamânt aurifer în Italia la Torino. Heron din Alexandria a descris în urmă cu 2100 de ani câteva metode primitive de ridicare a lucrărilor miniere, ajungând azi să se realizeze prin metode moderne de scanare sau fotogrametrie.

1.2. Metoda topo-geodezică de lucru

1.2.1. Rețele geodezice de stat

Rețelele geodezice de pe teritoriul țării noastre sunt realizate astfel:

Rețele geodezice de triangulație de stat.

Rețele geodezice de nivelment geometric geodezic de stat.

Rețele gravimetrice

1.2.1. Rețele geodezice de triangulație de stat.

Pentru cunoașterea rețelei geodezice de triangulație de stat este necesară prezentarea modului de realizare și ordonarea punctelor de pe teritoriul României.

Rețelele geodezice de triangulație de stat se împart în patru ordine determinând, funcție de modul cum sunt ele construite, lungimea laturilor, mărimea minimă a unghiurilor, precizia elementelor măsurate, felul bornării, semnalizării etc.

Rețelele geodezice de ordinul I:

Se construiesc fie sub formă de lanțuri de triangulație de ordinul I dezvoltate de-a lungul meridianelor și paralelelor formând poligoane închise cu perimetre maxime până la 600-800 km., fie sub formă de rețele compacte care să cuprindă întreaga suprafață a țării.

În țară rețeaua geodezică de ordinul I cuprinde un număr de 9 lanțuri de triangulație (3 pe meridian și 2 pe paralelă) compensate într-un sistem unic și completate de o rețea longitudinală de ordinul I care acoperă întreaga suprafața din interiorul poligoanelor.

Lungimea unui lanț de triangulație nu depășește 200 km. iar în intersecția cu un alt lanț se face totdeauna printr-un poligon cu un punct central. Un lanț de triangulație de ordinul I precum și rețeaua complementară sunt construite dintr-o înlănțuire de triunghiuri, patrulatere geodezice, poligoane cu punct central sau combinații de-ale lor

La construirea acestor figuri pentru ordinul I se va avea în vedere următoarele:

triunghiurile să fie cât mai echilaterale;

mărimea unghiurilor triunghiurilor nu va fi mai mică de 45g sau 400;

în patrulaterul geodezic triangulațiile ascuțite de legătură pe diagonale să nu fie mai mici de 35g (300);

lungimea laturilor triunghiurilor și patrulaterelor să fie medie de 25 km., însă nu mai mici de 20 km. la munte sau 15 km. la șes;

valoarea ponderii inverse a ultimei laturi dintr-un regim de lan de triangulație nu va depăși eroarea relativă de ();

unghiurile se măsoară obligatoriu prin metoda Schreiber cu ponderea ;

viza se realizează pe silueta semnalului, pe heliotrop sau pe far;

eroarea medie pătratică a unghiului măsurat calculată din neînchiderile triunghiului nu va fi mai mare de 2cc,3 sau 0cc,7; neînchiderea în triunghiul de ordinul I nu va fi mai mare de 8cc(2cc,5);

toate vizele se măsoară obligatoriu în ambele sensuri;

la capetele de lanț de triangulație de ordinul I se determină câte o latură de plecare

prin dezvoltarea unei baze măsurate direct cu firul invar sau electronic care asigură o precizie de cel puțin .

În cazul determinării laturei de plecare printr-o rețea de dezvoltare, lungimea bazei măsurate direct nu va fi mai mică de 6 km., eroarea relativă de măsurare va fi .

Rețeaua de dezvoltare a bazei va avea o formă cât mai simplă, de regulă sub formă de romb simplu sau dublu.

La ambele capete ale laturii de plecare printr-o rețea se vor determina coordonatele precum și azimutul laturii. Determinările sunt astronomice, calculul se efectuează cu formulele La Place.

În lungul lanțului de triangulație de ordinul I se vor face măsurători gavimetrice necesare calcului corecțiilor de trecere de geoid la elipsoid. Pentru măsurarea unghiurilor se vor folosi aparate cu valoarea gradației celei mai mici pe edimetru de 1. Rețeaua geodezică de ordinul I se calculează pe elipsoidul de referință Krasovski, determinându-se coordonatele geodezice B și L și apoi cu ajutorul unei proiecții cartografice, punctelor li se calculează și planele X și Y.

În România în banca de date găsim aceste coordonate în proiecția stereografică în plan secant stereo .

b) Rețeaua geodezică de triangulație de ordinul II:

Se construiește sub forma unor rețele compacte de triunghiuri și patrulatere care acoperă intervalele dintre figurile de triangulație de ordinul I.

Rețeaua geodezică de triangulație de ordinul II constituie cu cea de ordinul I rețeaua de bază de ordin superior.

Punctele de ordinul II asigură o densitate de 1 punct la 120-150 km2.

La proiectarea și construirea figurilor geometrice de ordinul II se va avea în vedere următoarele:

mărimea unghiurilor triunghiurilor să fie mai mare de 33g (300), iar la patrulatere unghiurile formate de diagonale să fie mai mari de 17g (150);

lungimea laturilor între punctele de ordinul II este în medie de 13 km. dar nu mai mici de 7 km.;

unghiurile se măsoară prin metoda Schreiber cu p = 24, viza efectuându-se pe silueta semnalului, pe far sau pe heliotrop;

eroarea medie pătratică a unghiului măsurat s = 3cc,3 (1cc,1);

neînchiderile triunghiului de ordinul II nu vor fi mai mari în valoare absolută de 12cc,5;

toate vizele se măsoară în ambele sensuri;

Pentru măsurarea unghiurilor se folosesc instrumente a căror diviziune pe micrometrul optic să nu depășească 2cc.

Punctele de ordinul II se compensează și calculul se face în planul de proiecție X,Y stereo 1970.

c)Rețelele geodezice de triangulație de ordinul III:

Se construiesc sub forma unor rețele compacte de triunghiuri și patrulatere, care acoperă spațiile libere din interiorul rețelelor de ordinul I și II.

Punctele de triangulație de ordinul III trebuie să aibă legături la punctele de ordin superior fie izolat fie pe grupe de puncte. În cazul punctelor izolate trebuie să aibă cel puțin 3 direcții către punctele de ordin superior, iar în grup cel puțin 2 direcții

Rețelele geodezice de triangulație de ordinul III împreună cu cele de ordinul I și II trebuie să asigure o densitate de un punct la 50 km2.

La construirea figurilor geometrice de ordinul III se va avea în vedere următoarele:

mărimea unghiurilor triunghiurilor să fie mai mare de 28g (250).

lungimea medie a laturii este de 8 km., să nu fie mai mică de 5,5 km.;

unghiurile se măsoară prin metoda reiterației: metoda scrierilor complete cu 9 serii

se folosesc aparate cu precizia de lecturare de 2cc÷5cc;

se vizează pe silueta semnalului sau pe cilindrul antifazic de vizare;

eroarea medie pătratică a triunghiului să nu depășească 18cc sau 6cc.

Rețelele geodezice de triangulație de ordinul III conțin puncte legate (vizate) între ele numai prin vize reciproce și se calculează în planul de proiecție stereo 1970.

d)Rețelele geodezice de triangulație de ordinul IV:

Se construiesc sub forma unei rețele de puncte intercalate în golurile punctelor de ordinul I, II, III. Sunt izolate sau un grup de mai multe puncte. Punctele au legături către punctele vechi, 3 direcții pentru cele izolate și 2 direcții pentru cele în grup.

Rețeaua geodezică de triangulație de ordinul IV împreună cu punctele I, II, III formează rețeaua geodezică de bază pe care se construiesc celelalte rețele de ridicări topografice. Aceste puncte asigură o densitate de cel puțin 1 punct la 20 km.

La construirea rețelelor geodezice de ordinul IV se au în vedere următoarele:

mărimea unghiurilor triunghiurilor este de cel puțin 28g (250).

lungimea medie a laturii este de 4 km., dar nu mai mică de 2 km.;

eroarea medie pătratică a unghiului măsurat calculat din neînchiderile în triunghi s = 6cc,5 (2cc);

neînchiderea maximă a triunghiului să nu depășească 28cc,8 (8cc,6).

vizele se măsoară în ambele sensuri prin metoda reiterației, numărul de serii fiind 6 (șase).

se folosesc teodolite cu diviziunea cea mai mică de 2cc sau 5cc.

Tuturor punctelor rețelelor geodezice de ordinul I-IV li se calculează altitudinea față de suprafața de referință adoptată prin nivelment trigonometric geodezic și obligatoriu punctele rețelei de triangulație sunt materializate în teren cu borne la suprafață și repere la subsol. Excepție fac punctele de ordinul I care au în loc de borne pilaștrii din beton armat.

OBSERVAȚIE: pentru necesitățile topografice la ridicările pe suprafețe mici și la întocmirea plangături la punctele de ordin superior fie izolat fie pe grupe de puncte. În cazul punctelor izolate trebuie să aibă cel puțin 3 direcții către punctele de ordin superior, iar în grup cel puțin 2 direcții

Rețelele geodezice de triangulație de ordinul III împreună cu cele de ordinul I și II trebuie să asigure o densitate de un punct la 50 km2.

La construirea figurilor geometrice de ordinul III se va avea în vedere următoarele:

mărimea unghiurilor triunghiurilor să fie mai mare de 28g (250).

lungimea medie a laturii este de 8 km., să nu fie mai mică de 5,5 km.;

unghiurile se măsoară prin metoda reiterației: metoda scrierilor complete cu 9 serii

se folosesc aparate cu precizia de lecturare de 2cc÷5cc;

se vizează pe silueta semnalului sau pe cilindrul antifazic de vizare;

eroarea medie pătratică a triunghiului să nu depășească 18cc sau 6cc.

Rețelele geodezice de triangulație de ordinul III conțin puncte legate (vizate) între ele numai prin vize reciproce și se calculează în planul de proiecție stereo 1970.

d)Rețelele geodezice de triangulație de ordinul IV:

Se construiesc sub forma unei rețele de puncte intercalate în golurile punctelor de ordinul I, II, III. Sunt izolate sau un grup de mai multe puncte. Punctele au legături către punctele vechi, 3 direcții pentru cele izolate și 2 direcții pentru cele în grup.

Rețeaua geodezică de triangulație de ordinul IV împreună cu punctele I, II, III formează rețeaua geodezică de bază pe care se construiesc celelalte rețele de ridicări topografice. Aceste puncte asigură o densitate de cel puțin 1 punct la 20 km.

La construirea rețelelor geodezice de ordinul IV se au în vedere următoarele:

mărimea unghiurilor triunghiurilor este de cel puțin 28g (250).

lungimea medie a laturii este de 4 km., dar nu mai mică de 2 km.;

eroarea medie pătratică a unghiului măsurat calculat din neînchiderile în triunghi s = 6cc,5 (2cc);

neînchiderea maximă a triunghiului să nu depășească 28cc,8 (8cc,6).

vizele se măsoară în ambele sensuri prin metoda reiterației, numărul de serii fiind 6 (șase).

se folosesc teodolite cu diviziunea cea mai mică de 2cc sau 5cc.

Tuturor punctelor rețelelor geodezice de ordinul I-IV li se calculează altitudinea față de suprafața de referință adoptată prin nivelment trigonometric geodezic și obligatoriu punctele rețelei de triangulație sunt materializate în teren cu borne la suprafață și repere la subsol. Excepție fac punctele de ordinul I care au în loc de borne pilaștrii din beton armat.

OBSERVAȚIE: pentru necesitățile topografice la ridicările pe suprafețe mici și la întocmirea planurilor la scări mari 1: 5.000; 1 : 500 se execută lucrări de triangulație topografică de îndesire de ordinul V.

1.2.2. Rețele geodezice de nivelment geometric de stat.

Rețeaua națională de nivelment geometric de înaltă precizie a României este formată din 19 poligoane uniform distribuite pe suprafața țării, ale cărei linii marginale imbracă în mod corespunzător hotarele țării printr-un număr de 24 de linii, asigurându-de legătura cu toate țările vecine astfel: 5 legături cu Ungaria, 3 legături cu Ucraina, 6 legături cu Bulgaria, 10 legături cu Iugoslavia, dar legăturile cu Iugoslavia sunt inoperante deoarece Serviciul Geodezic Iugoslav nu participă la rețeaua comună est europeană, ei adoptând planul de referință „ 0 ” Marea Adriatică.

Etapa de compensare și întocmire a registrelor de cote conform concluziilor mai sus enunțate, a constituit o problemă tehnică deosebită, în rezolvarea căreia atât specialiștii Secției de Geodezie din cadrul I.G.F.C.O.T. cât și cei din cadrul catedrei de Geodezie a facultății de profil, și-au adus un aport deosebit.

Pentru a elimina orice posibilitate de introducere în compensare a unor date greșite, precum și pentru a avea un control asupra softului de compensare, aceasta a fost executată în paralel atât de un colectiv al catedrei de Geodezie, cât si din cadrul Secției de geodezie din I.G.F.C.O.T. cu un prgram de calcul realizat în cardul colectivului de cercetare.

Algoritmul de calcul pentru ambele programe a urmarit principiile compensării prin metoda observațiilor indirecte din rețele geodezice libere, aplicate rețelelor de nivelment geometric de înaltă precizie.

Rețeaua poligoanelor maregrafelor din Constanța, măsurată în 1974, a folosit la stabilirea cotei RNAConsiliul Popular Județean Constanța, în funcție de cota Reperului la sol tip I D.T.M. Capela Militară, origine a sistemului de cote „ Marae Neagră 1975 ”, reper a cărui cotă a fost stabilită de Direcția Topografică Militară și are valoarea 36.49970 m.

Finalizarea lucrărilor legate de realizarea rețelei de nivelment de înaltă precizie a României, reprezintă o etapă deosebită în procesul de modernizare a rețelei geodezice ale țării noastre și în special a rețelelor de nivelment de ordinul I – IV.

Crearea noii rețele a impus ca necesitate imediată extinderea noului sistem de cote in rețele de nivelment geometric de ordin II – IV, atât pentru omogenizarea preciziilor acestor rețele cât și pentru modernizarea lor în vederea satisfacerii în cele mai bune condiții a necesităților științifice și tehnice solicitate de economia nașională.

Rețelele de ordinul II – IV au fost proiectate în cadrul rețelei de ordinul I, executate de D.T.M., iar măsuratorile au fost executate de aceași unitate in perioada anilor 1955 – 1972.

În total rețeaua de nivelment de ordinul II – IV a țării conține un număr de 10450 reperi și se desfășoară pe o lungime de 19035,9 km.

La simpoziomul E.U.R.E.F. ținut la Helsinki în 1995, sa peopus realizarea în viitorul paropiat a Rețelei de Nivelment Europene E.U.V.N., în cadrul căreia să fie unite Rețeaua Vest Europeană U.E.L.N. cu Rețeaua Est Europeana U.P.L.N.

Ea va fi formată dintr-o serie de puncte nodale ale rețelelor de nivelment statale uniform distribuite pe teritoriul Europei, împreună cu o serie de marefrafe cu activitate îndelungată.

În acest sens subcomisia pentru Europa a transmis specialiștilor noștrii un proiect care vizează realizarea unei campanii G.P.S. la nivel european, proiect în care țara noastră este prinsă cu un număr de 5 puncte ce urmează a fi stabilite în urma unei recunoasteri la teren și eventual numărul acestora va fi mărit la 7 prin includerea în această rețea a unui punct în zona Vrancea și a unuia la maregraful de la Constanța.

Figura nr. 1.1. Rețea de nivelment de ordinul I

Nivelmentul geometric geodezic de ordinul 0 și ordinul I sunt de înaltă precizie și se repetă efectuarea lor la cel mult 25 de ani. În cadrul acestui ordin se aplică corecțiile de principiu, deci se ține seama de forma curbă a Pământului.

Rețeaua completă de nivelment geometric-geodezic de ordinele 0 – IV constituie scheletul unic de stat de puncte, ridicările nivelitice ulterioare pentru întocmirea planelor topografice și rezolvarea obiectivelor economice.

Rețeaua de nivelment geometric-geodezic se realizează în general prin drumuiri de nivelment geometric de precizie pe trasee închise formând poligoane de diferite mărimi.

Se compensează riguros prin metoda celor mai mici pătrate și se execută conform instrucțiunilor elaborate în cazul nivelmentului de ordinul 0 de către I.G.F.C.O.T. 1976, iar în cazul ordinelor I-IV conform instrucțiunilor elaborate de D.T.M. 1965.[5]

a) Rețeaua geodezică de nivelment geometric geodezic de stat de ordinele 0 și I

Sunt numerotate și de înaltă precizie. Constituie împreună cu rețeaua de ordinul II baza principială altimetrică a țării.

Aceste rețele au un scop dublu:

un scop practic: stabilesc un sistem altimetric unic pentru toată țara.

un scop științific: ajută la studierea aspectelor geometrice legate de suprafețele denivel ale Pământului. Asigură determinarea deplasărilor mici verticale ale scoarței terestre, determină nivelul mediu al apelor mărilor deschise și oceanelor și ajută la definirea suprafeței geoidului și cvasigeoidului.

Nivelmentul geometric geodezic de ordinele 0 și I se execută simultan pe 2 trasee distanțate între ele la circa 1m dus-întors astfel ca pe fiecare secțiune de niveleu vor rezulta 8 determinări. Nivelmentul se execută pe linii de nivelment foarte mari, linii ce formează poligoane închise cu perimetre cuprinse între 500-600 km. Se folosesc cele mai perfecționate aparate, mire de invar și se admite o abatere de până la 0,5m a așezării instrumentului intr-un niveleu. Linia de nivelment de ordinele 0 și I se leagă de liniile de nivelment a țărilor vecine. Traseele nivelmentului de ordinele 0 și I sunt de-a lungul fluviilor și a magistralelor de C.F. unde este asigurată panta mică și uniforma.

b) Rețele geodezice de nivelment geometric general de ordinul II:

Se compune din linii ninelitice sprijinite pe ordinele 0și I formând poligoane cu perimetrul de 250-300 km. Se execută dus-întors pe un singur traseu rezultând pe fiecare secțiune 4 determinări. Se folosesc instrumente de înaltă precizie (CONI 007, NI 004, NI 002, CONI 004).

Liniile de nivelment urmăresc râurile principale, căile ferate și drumurile naționale. Acestor linii li se aplică corecții din cauza formei curbe a Pământului.

c) Rețele geodezice de nivelment geometric de stat de ordinul III:

Se dezvoltă în interiorul poligoanelor formate de punctele 0, I și II și se execută pe linii și traverse de nivelment geometric. Perimetrul poligoanelor rezultate este cuprins între 100-150 km. Se execută dus și întors cu 4 determinări pe fiecare secțiune.

Se folosesc aparate de precizie și se prelucrează riguros. Liniile de nivelment se execută pe râuri mici, căi ferate, drumuri județene și comunale etc.

d) Rețele geodezice de nivelment geometric de stat de ordinul IV:

Este o îndesire a rețelei de nivelment general de ordinele I, II și III. Se execută pe traverse de nivelment sprijinite pe puncte vechi cunoscute. Dacă se formează poligoane, perimetrul poligoanelor este maxim 50 km. Se execută într-un singur sens cu stații duble rezultând pentru fiecare secțiune 2 determinări. Se folosesc aparate de precizie, mire invar sau mire topografice obișnuite, însă verificate și fără defecțiuni. Traseele de nivelment sunt după necesități, pe văi, râuri, drumuri de exploatare, dealuri cu pante mici.

OBSERVAȚII: Pentru rezolvarea unor probleme de ordin tehnic în centrele populate, în zonele industriale, în marele complexe hidrotehnice, se efectuează nivelmentul geometric pe 2 categorii:

rețele principale;

rețele secundare.

Mărimea traverselor și poligoanelor este în funcție de obiectivele construite în zonă. În mod obligatoriu aceste rețele se leagă nivelitic de rețeaua geodezică de stat a țării. Aceste ridicări se execută conform instrucțiunilor M.L.P.A.T.

Mărimea poligoanelor de nivelment principale trebuie să fie de 5-10 km., iar a celor secundare de 1-5 km.

1.2.3. Retele Gravimetrice

În fiecare punct al rețelei geodezice se poate imagina dreapta ce definește direcția gravității terestre ( direcția verticalei locului ). Astfel pentru fiecare punct al rețelei geodezice tridimensionale trebuie să se determine 5 parametrii: 3 pentru poziția spațială

( X, Y, Z, ) și doi unghiulari ( α – azimutul direcției verticalei locului și β – distanța zenitală )

Rețele gravimetrice

Cunoașterea câmpului gravitațional terestru constituie o preocupare de larg interes a specialiști1or geodezi, geofizicieni și geologi și are ca obiect: determinarea formei, dimensiunilor și structurii Pământului, studierea mareelor terestre, stabilirea locului, naturii și volumului zăcămintelor din subsol, studiul influenței asupra navelor aeriene și cosmice, a lansărilor de rachete, a tragerilor de artilerie s.a. În acest scop, la nivel internațional s-au creat rețele gravimetrice internaționale cum este “Rețeaua Internațională Standardizată de Gravimetrie 1971” (International Gravity Standardizated Net 1971, prescurtat IGSN-71), constituită din1854 stații gravimetrice caracterizate printr-o precizie a gravității absolute cuprinsă intre ±0,01 mGal – ±0,1 mGal. Un număr de circa 500 puncte de stații principale din această rețea constituie sistemul gravimetric internațional de referință.

La nivel național, fiecare și-a creat propria rețea gravimetrică sub forma unor mulțimi de puncte distribuite cât mai uniform în teren, în care a fost determinată valoarea gravității. Rețelele gravimetrice naționale sau regionale sunt racordate la sistemul gravimetric internațional.

Rețelele gravimetrice se realizează, ca și cele de triangulație sau de nivelment, pe ordine, de la mic la mare. Rețeaua gravimetrică a României, realizată de Institutul de Geologie și Geofizică în colaborare cu Direcția Topografică Militară, în perioada 1976-1987, sub formă de rețea de triunghiuri, este structurată pe trei ordine (I, II și III). Rețeaua de ordinul I, a cărei configurație este constituită din l9 puncte și 42 laturi de lungimi cuprinse între 150 și 300 km. Gravitatea absolută în punctele rețelei, transmisă prin măsurări de diferențe de gravitate de-a lungul laturilor pornind de la punctul origine cu gravitatea absolută cunoscută (situat in București), a fost determinată cu o precizie de± 0,05 mGal.

Rețeaua de ordinul II, sprijinită pe rețeaua de ordinul I, este constituită din 222 puncte și 605 laturi cu lungimi cuprinse între 30 și 40 km. Precizia de determinare a gravității absolute în punctele rețelei de ordinul II este de ±0,04 mGal. Rețeaua de ordinul III era în curs de realizare în 1989, ulterior neglijându- se continuarea lucrărilor.

Studiul câmpului gravitațional terestru la nivel global se realizează și prin gravimetria satelitară, cu ajutorul sateliților geodezici, care evoluează pe orbite polare la mică altitudine, echipați cu accelerometre. [4]

1.3. Rețele de sprijin geodezice și topografice.

Generalități.

Pentru a ridica în plan detaliile planimetrice din teren, este necesar ca operațiile de măsurare să se sprijine pe “osatură” alcătuită din puncte precis determinate. Aceste puncte de coordonate determinate precis, permit legarea măsurătorilor de detalii cu rețeaua de sprijin.

De exemplu, pentru a cunoaște coordonatele unui punct P, ce reprezintă un detaliu, este necesar să se cunoască coordonatele a două puncte de sprijin, distanța de la punctul A până la punctul P (care se măsoară pe teren) precum și unghiul α (care se măsoară pe teren). (fig. 1.2.).

Figura nr. 1.2.

θAP = θAB + α ;

;

Cunoscându-se orientarea θAP și distanța d, se calculează coordonatele punctului P după relațiile:

XP = XA + d . sin θAP

YP = YA + d . cos θAP;

De exemplu, pentru controlul determinării punctului P, se măsoară distanța PB care trebuie să fie egală cu aceea calculată din coordonatele punctelor P și B.

;

În concluzie, pentru a ridica în plan detaliile planimetrice din teren, sunt necesare puncte precis determinate, constituite într-o rețea numită “osatură”.

Osatura (rețeaua de sprijin) este formată din puncte de triangulație de diferite ordine. Lucrările topografice se efectuează în lanț, adică, orice lucrare se leagă de rezultatele lucrărilor anterioare. De exemplu, după lucrările de triangulație, se execută lucrări de îndesire a triangulației și după acestea, lucrări de ridicare a detaliilor etc. Ca atare, precizia lucrărilor de ridicare va fi în funcție de precizia de determinare a punctelor în cadrul îndesirii triangulației și așa mai departe.

În concluzie, la executarea lucrărilor topografice trebuiesc respectate din punct de vedere al preciziei, normele prescrise în instrucțiunile tehnice. Numărul punctelor necesare lucrării se stabilește în funcție de scopul măsurătorilor, gradul de acoperire a terenului, metodele de măsurătoare folosite precum și de scara la care se întocmește planul. De exemplu, densitatea medie a punctelor de triangulație de ordinul V este următoarea:

pentru măsurătorile la scara 1 : 5.000 câte un punct la 200 – 250 ha.

pentru măsurătorile la scara 1 : 2.000 câte un punct la 100 – 150 ha.

în cazuri speciale, unde desimea detaliilor este mare, triangulația de ordinul V poate avea o densitate de 1 punct la 100 ha, distanța între puncte fiind 500 – 1.000 m.

d) în cazul masivelor păduroase, densitatea medie a punctelor triangulației de ordinul V, se reduce la un punct pentru 8 km2. În concluzie, osatura trebuie să aibă o densitate suficient de mare, pentru a permite în bune condiții, efectuarea lucrărilor topografice de detaliu.

În cadrul efectuării lucrărilor topografice se pot întâlni următoarele osaturi:

osatură geodezică;

osatură topografică;

osatură arbitrară (locală);

osatură altimetrică.

Osatura geodezică. În cazuri în care, lucrările se efectuează pe suprafețe mari de teren, având o rază mai mare de 8 km., ridicările topografice se sprijină pe osaturi geodezice care includ puncte determinate precis, calculate în funcție de sfericitatea pământului. Osatura geodezică este formată din puncte de triangulație de ordin superior I, II, III și IV.

Osatura topografică. În cazul în care, lucrările se efectuează pe suprafețe mici de teren, ridicările topografice se sprijină pe osaturi geodezice dacă ele există. În lipsa punctelor geodezice, lucrările se sprijină pe osaturi topografice, constituite din puncte determinate precis, dar la calculul cărora nu s-a ținut cont de sfericitatea pământului. În general osatura topografică este formată din puncte de triangulație de ordin inferior (ordinul V).

Osatura arbitrară (locală). În cazuri în care, lucrările se efectuează pe suprafețe mici de teren, în care nu există puncte din osatura geodezică sau topografică, ridicările topografice se sprijină pe osaturi arbitrare (locale). Pentru constituirea osaturii arbitrare se folosește metoda triangulației locale.

Osatura altimetrică. Se referă la determinări altimetrice. Spre deosebire de celelalte rețele, osatura altimetrică este constituită din puncte determinate precis, prin metode de nivelment, a căror trasee se desfășoară în formă de poligoane închise. Desfășurarea traseelor de nivelment se face de-a lungul căilor de comunicație și fluviilor. Astfel, osatura altimetrică este constituită din 5 ordine de nivelment. Ordinele I, II și III reprezintă osatura nivelmentului general de precizie, iar ordinele IV și V osatura nivelmentului de clasă inferioară.

1.3.1. Ridicări topografice în rețele geodezice de stat și în cadrul rețelelor locale.

Generalități.

Ridicările topografice se pot efectua prin mai multe metode:

ridicări numerice;

ridicări grafice;

ridicări fotogrametrice;

ridicări mixte.

Ridicările numerice. În cazuri în care, punctele caracteristice ale suprafeței terestre, sunt determinate prin măsurători precise de unghiuri și distanțe, iar rezultatul lor este prezentat sub formă de coordonate rectangulare sau polare, avem de-a face cu ridicări numerice. Ridicările numerice se împart în trei faze:

faza de teren, în care se culeg datele sub formă de unghiuri și distanțe;

faza de birou, în care se calculează datele din teren , pentru a se obține coordonatele punctelor respective;

faza de redactare a planului, în care cu ajutorul coordonatelor se întocmește planul topografic.

Având în vedere că, punctele din rețeaua de sprijin sunt determinate întotdeauna pe cale numerică, se recomandă ca detaliile pe suprafețe mici să fie ridicate tot prin metode numerice. Ridicările numerice se efectuează în mod obligatoriu, în cazuri în care ni se cer rezultate numerice.

Precizia ridicărilor numerice este cea mai mare, deoarece ele atrag după sine aplicarea metodelor numerice de calcul precum și folosirea unei aparaturi de precizie mare.

Ridicările numerice se folosesc în cadrul redactării planurilor necesare proiectării și executării lucrărilor unde se cer precizii mari de determinare a punctelor: în construcții, în construcții hidrotehnice, la proiectarea căilor de comunicații terestre, la trasarea liniilor de înaltă tensiune, la exploatări miniere etc.

Ridicările grafice. În cazul în care, detaliile de pe suprafața terestră sunt prezentate sub formă grafică, avem de-a face cu ridicări grafice. Ridicările grafice se efectuează într-o singură fază.

Măsurătorile și redactarea planului se execută concomitent pe teren. Ridicările grafice sunt specifice scărilor 1:5.000, 1:10.000 și 1:20.000, ele sunt utilizate în lucrările în care precizia grafică asigură proiectarea și aplicarea lucrărilor respective.

Ridicările fotogrametrice. Când detaliile de pe suprafața terestră sunt prezentate sub formă de fotografii numite fotograme, avem de-a face cu ridicări fotogrametrice. Spre deosebire de ridicările numerice, la ridicările fotogrametrice, determinarea unghiurilor și distanțelor nu se face direct pe teren, ci pe fotograme. Ridicările fotogrametrice sunt indicate pentru măsurarea suprafețelor mari la scări cuprinse între 1:100, . . . 1:50.000. de asemenea, ridicările fotogrametrice sunt indicate pentru măsurarea terenurilor acoperite și accidentate. Planurile topografice obținute pe căi fotogrametrice sunt din ce în ce mai mult folosite la proiectarea lucrărilor de construcții, irigații, desecări, organizarea teritoriului, căi de comunicații terestre etc.

Ridicări mixte. În cazuri în care, detaliile de pe suprafața terestră sunt prezentate prin elemente numerice și grafice avem de-a face cu ridicări mixte. De exemplu, după efectuarea unor ridicări grafice cu ajutorul planșetei.

Pentru verificarea calității măsurătorilor și a preciziei rețelei realizate, se calculează:

Eroarea medie pătratică a unității de pondere, calculată la rezolvarea ecuațiilor normale și calculată după compensare, din unitățile de corecție;

Erorile medii pătratice ale coordonatelor punctelor noi;

Mărimea elipselor de erori.

Condițiile ce trebuie îndeplinite de rețeaua de triangulație-trilaterație secundară sunt:

Densitatea punctelor: 1-2 puncte/kmp;

Laturi cuprinse între 1-3 km;

Precizia de determinare a coordonatelor x,y să fie de ± 5 cm;

Materializarea punctelor cu borne sau pilaștri;

Semnalizarea punctelor la sol sau pe clădiri prin balize sau piramide;

Transmiterea la sol a punctelor de pe clădiri prin trei puncte;

Laturile sau bazele de plecare măsurate cu eroare relativă de 1:400.000;

Observațiile zenitale executate cu trei serii.

Poligonometria

Rețelele poligonometrice se utilizează pentru asigurarea densității de puncte și pot înlocui triangulația în următoarele cazuri:

– unde rețeaua poligonometrică este mai economică, realizându-se într-un timp mai scurt;

– unde vizibilitatea în tur de orizont este redusă;

– unde atmosfera încărcată cu gaze împiedică realizarea observațiilor de triangulație în condiții normale;

– unde prin suprafața mică a localității executarea lucrărilor de triangulație nu este eficientă din punct de vedere economic.

Poligonometria se realizează sub forma de trasee izolate sau trasee cu puncte nodale ce se leagă de punctele de triangulație.

Rețelele poligonometrice se împart în:

1. Rețele poligonometrice principale – care se sprijină direct pe punctele de triangulație și care au o formă aproximativ rectilinie, fiind desfășurate, de regulă, pe arterele principale;

2. Rețele poligonometrice secundare – care se sprijină fie pe puncte poligonometrice principale, fie pe puncte de triangulație.

Condițiile pe care trebuie să le îndeplinească rețeaua poligonometrică principală sunt:

compensarea riguroasă ca drumuiri cu puncte nodale sau drumuiri închise;

laturile drumuirilor se vor sprijini, atât la plecare, cât și la sosire, pe cel puțin două vize de orientare;

densitatea punctelor: 1 punct / 10 ha;

laturile drumuirii: 300-500 m;

din 3 în 3 stații și în punctele nodale punctele vor fi materializate cu borne, iar celelalte cu picheți de fier;

punctele nodale alese vor avea asigurate cel puțin două vize de orientare;

observațiile azimutale se vor face cu patru serii;

observațiile zenitale se vor face cu două serii;

precizia de determinare a coordonatelor x,y: ± 5 cm;

lungimea maximă a drumuirilor:

în zona construită 3-4 km;

în zona neconstruită 4-8 km;

eroarea relativă maximă la măsurarea distanțelor: 1:20.000;

toleranțe admise la măsurarea unghiurilor:

eroarea medie pătratică a unghiului măsurat: 8CC;

diferența între valori succesive pe o direcție: 10cc;

închiderea în turul de orizont: 15CC;

neînchiderile unghiulare pe trasee liniare sau în poligoane:

unde: n este numărul unghiurilor măsurate.

Condițiile pe care trebuie să le îndeplinească rețeaua poligonometrică secundară sunt:

compensarea riguroasă ca drumuiri sprijinite la ambele capete sau ca drumuiri cu punct nodal;

densitatea punctelor: 1 punct / 5 ha;

laturile drumuirii: 60 – 300 m;

observațiile azimutale se vor face cu două serii;

observațiile zenitale se vor face cu o serie;

precizia de determinare a coordonatelor x,y: ±10 cm;

lungimea maximă a drumuirilor:

în zona construită 1,8-3 km;

în zona neconstruită 2-4 km;

eroarea relativă maximă la măsurarea distanțelor: 1:10.000;

toleranțe admise la măsurarea unghiurilor:

eroarea medie pătratică a unghiului măsurat: 12CC;

diferența între valori succesive pe o direcție: 16CC;

închiderea în turul de orizont: 20cc;

neînchiderile unghiulare pe trasee liniare sau în poligoane:

unde: n este numărul unghiurilor măsurate.

1.4.1. Plantarea reperelor poligonometrice

Punctele rețelei poligonometrice se materializează în teren prin borne sau picheți metalici, plantate în punctele nodale și în punctele de frângere ale poligonației. Celelalte puncte ale poligonației se materializează ca puncte ale rețelei de ridicare.

Punctelor materializate ale poligonației li se vor întocmi descrieri topografice după plantare, luându-se distanțe din 3-4 puncte fixe.

1.4.2. Măsurarea lungimilor

Laturile poligonațiilor principale se determină cu fir de invar sau cu stații totale.

Laturile poligonațiilor secundare se vor determina cu fir de oțel sau cu panglica de 50 m gradată la capete, iar în condiții de circulație intensă sau la treceri peste ape, laturile se măsoară pe cale paralactică, cu precizia rețelei.

1.4.3. Măsurarea unghiurilor.

Măsurarea unghiurilor, se face cu teodolite cu citire de 2-10cc. în punctele nodale diferențele deduse din reiterații pentru măsurătorile făcute cu teodolitul de 2CC nu trebuie să depășească 16CC, iar neînchiderea pe turul de orizont nu trebuie să depășească 15-20cc. Neînchiderile unghiulare pe trasee separarate sau în poligoane închise nu pot depăși , unde n este numărul unghiurilor măsurate.

1.4.4. Legarea poligonațiilor de rețeaua de triangulație

Rețelele poligonometrice se sprijină la capete pe puncte de triangulație. Pentru legare se măsoară unghiurile primei și ultimei laturi ale poligonației cu cel puțin două direcții ale triangulației de stat.

Pentru mărirea preciziei de transmitere a orientărilor se recomandă ca punctele de frângere ale traseului să fie astfel alese, încât să poată fi transmisă orientarea de la mai multe puncte de triangulație.

Evaluarea preciziei măsurătorilor de teren permite să se verifice măsurarea corectă a unghiurilor și distanțelor, precum și să se controleze dacă observațiile corespund preciziei cerute.

Evaluarea preciziei constă din stabilirea neînchiderilor longitudinale și transversale, stabilirea preciziei de măsurare a distanțelor pe baza diferențelor dintre măsurătorile duble, stabilirea preciziei măsurătorilor liniare pe baza erorilor de neînchidere longitudinală, stabilirea preciziei măsurătorilor unghiulare pe baza erorilor de neînchidere unghiulară și erorilor de neînchidere transversală.

Rezultatele calculelor definitive se înscriu în inventarul de coordonate.

1.5. Documente ce se predau beneficiarului privind rețeaua planimetrică.

1.5.1 Piese scrise

1. Memoriu justificativ (date despre lucrare, analiza situației existente, proiectul tehnic);

2. Inventarul punctelor geodezice ale rețelei planimetrice a localității;

3.Dosarul documentației de teren;

4. Carnetul de teren cu observații paginate sau pe dischete;

5. Foile cu elementele de centrare și reducere;

6. Dosarul calculelor de determinare a coordonatelor rectangulare ale rețelei planimetrice a localității;

7. Racordarea grupelor de observații;

8. Calculul corecțiilor de centrare și reducere;

9. Calculul coordonatelor;

10. Evaluarea preciziei;

11. Dosarul calculului altitudinilor rețelei planimetrice a localității;

12. Proces verbal de verificare-recepție a lucrărilor;

13. Proces verbal de predare a punctelor geodezice.

1.5.2 Piese desenate:

1. Fișe cu descrierile topografice ale punctelor planimetrice;

2. Proiectul rețelei planimetrice a localității – plan la scara 1:10.000 sau 1:25.000.

1.6. Rețeaua de sprijin pentru ridicarea planimetrică

În vederea ridicării detaliilor se realizează pe teren o bază de ridicare planimetrică care îndesește rețeaua de sprijin prin intersecții și drumuiri cu teodolitul sau stații totale.

Drumuirile cu teodolitul sau stația totală trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

1. Să se sprijine pe puncte de triangulație sau poligonometrice;

2. Să parcurgă terenuri adecvate măsurătorilor (străzi, drumuri, alei etc.);

3. Distanțele între punctele drumuirii să fie aproximativ egale, astfel:

– 250 m la ridicările pentru scara 1:2000;

– 150 m la ridicările pentru scara 1:1000;

– 100 m la ridicările pentru scara 1:500;

4. Laturile drumuirii se măsoară de două ori, în sens direct și invers cu panglici de oțel sau cu instrumente electronice;

5. Distanțele măsurate se reduc la orizont când panta terenului este > 1°;

6. Distanțelor măsurate cu panglica de oțel li se aplică corecția de temperatură atunci când diferența între temperatura de etalonare și temperatura la care se efectuează măsurătorile este mai mare de 5° C;

7. Lungimea maximă a unei drumuiri să nu depășească:

– 3 km la ridicările pentru scara 1:2000;

– 2 km la ridicările pentru scara 1:1000;

– 1 km la ridicările pentru scara 1:500.

Toleranța la măsurarea directă a distanțelor se calculează cu formula:

Pentru distanțe măsurate în terenuri cu pante toleranțele se majorează:

Cu 20 % pentru terenuri cu panta între 3-10°;

Cu 50 % pentru terenuri cu panta între 10-15°;

Cu 100 % pentru terenuri cu panta peste 15°.

Măsurarea indirectă a distanțelor se face când există aparatura corespunzătoare unor determinări cu precizia de minimum 1:2000.

Măsurarea unghiurilor se face cu aparate de 100cc.

Centrarea aparatului pe punctul de stație se face cu toleranța de 3 mm.

Toleranța de închidere a drumuirilor pe punctele de sprijin este:

unde: n este numărul stațiilor.

Toleranțele admise la închiderea pe coordonate a drumuirilor principale se calculează cu formula:

1.7. Rețeaua de sprijin pentru ridicarea altimetrică

1.7.1. Nivelmentul geometric

Nivelmentul geometric al bazei de ridicare se efectuează pentru cotarea punctelor drumuirii planimetrice, pentru trasarea curbelor de nivel și pentru obținerea cotelor construcțiilor (colțuri de clădiri, soclul monumentelor, culeele și pilele podurilor, capacele rețelelor edilitare, intersecții de străzi etc.), precum și pentru punctele radiate tahimetric și materializate.

Acest nivelment se sprijină pe puncte ale nivelmentului geometric de ordin superior.

Condițiile tehnice pe care trebuie să le îndeplinească nivelmentul geometric sunt cele echivalente nivelmentului de ordinul IV.

Compensarea drumuirilor se face astfel:

1.Dacă drumuirea de nivelment geometric se sprijină la capete pe puncte de cote cunoscute, discordanța se repartizează în mod egal la fiecare diferență de nivel; când niveleele sunt toate de aceeași lungime, și în mod proporțional cu lungimea niveleelor, când acestea sunt neegale.

2. Când drumuirea se închide pe același punct, neînchiderea se repartizează ca mai sus;

3 În cazul poligoanelor sau punctelor nodale, neînchiderea se repartizează în mod ponderat, proporțional cu numărul de nivelee la fiecare secțiune;

4. În cazul când din punctele de stație ale drumuirii s-au executat radieri, cotele punctelor radiate se măsoară cu toleranța de 1,5 cm;

5. Atunci când rețeaua de drumuiri poate fi conformată din poligoane sau puncte nodale, compensarea se face prin metoda aproximațiilor succesive sau a înlocuirilor echivalente.

1.7.2. Nivelmentul trigonometric

Determinarea altitudinilor punctelor bazei de ridicare prin nivelment trigonometric trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

1.Drumuirea de nivelment trebuie să se sprijine pe puncte ale căror cote sunt determinate prin nivelment geometric;

2.Lungimea drumuirii să fie în medie de 2 km;

3.Se aplică când echidistanța curbelor de nivel nu este mai mică de 1 m;

5.Măsurarea unghiurilor verticale se face în cele două poziții ale cercului vertical, a cărui precizie trebuie să fie de lc;

6.Nivela cercului vertical trebuie să aibă ca valoare a diviziunii 20-30";

7.Valoarea punctului 0 al cercului vertical în fiecare punct de stație nu trebuie să fie mai mare decât dublul valorii diviziunii cercului;

8.Diferența de nivel între punctele bazei de ridicare și punctele de stație ale drumuirii trebuie să fie obținută de două ori, în sens direct și în sens invers;

9.Discordanța între diferența de nivel obținută în sens direct și cea obținută în sens invers în lungul unei laturi nu trebuie să depășească 0,004D, unde D este lungimea laturii în sute de metri;

10.Discordanța admisibilă în drumuirile și poligoanele închise se determină cu formula:

,

unde D= lungimea medie a laturii exprimată în sute de metri

D=[d]/n,

unde d= lungimea drumuirii și n este numărul laturilor drumuirii sau poligonului. Repartizarea discordanței se face proporțional cu lungimea laturilor.

Pentru punctele cotate prin radieri toleranța este de ± 5cm pentru punctele nematerializate, și de ± 4cm pentru punctele materializate.

1.8. Metode de determinare a punctelorde staționare și de ridicare a punctelor de detaliu

1.8.1. Metode de determinare a punctelor principale de staționare.

Generalități.

Pentru ridicarea în plan a suprafețelor întinse de teren, sunt necesare puncte de coordonate cunoscute.

Determinarea coordonatelor acestor puncte , grupate în rețele de patrulatere sau lanțuri de triunghiuri, se efectuează prin metoda triangulației. Această metodă a fost imaginată de W. Snelius la începutul sec. al XVII-lea și aplicată în măsurarea arcelor de meridian.

Triangulația geodezică ce formează osatura tuturor lucrărilor topografice din țara noastră se compune din două ordine:

triangulația geodezică de ordin superior;

triangulația geodezică de ordin inferior.

Rețeaua de triangulație geodezică de ordin superior este formată din puncte geodezice de ordinul I, II, III și IV.

Rețeaua de triangulație geodezică de ordin inferior este formată din puncte geodezice de ordinul V, care se sprijină pe canevasul geodezic de ordinul I, II, III și IV, și este ultima fază în construirea canevasului geodezic general al țării. Ea are drept scop îndesirea punctelor de triangulație de ordin superior.

Pentru determinarea coordonatelor punctelor de triangulație de ordinul V se pot folosi următoarele metode:

metoda intersecției înainte;

metoda intersecției înapoi (retrointersecția);

metoda intersecției combinate;

metoda punctelor duble;

metoda punctelor triple;

metoda rețelelor de triunghiuri;

metoda poligonației de precizie;

metoda triangulației locale.

La proiectarea rețelei de triangulație de ordinul V se va avea în vedere ordinea de determinare a punctelor, aceasta cu scopul de a satisface pentru fiecare punct un număr suficient de determinări independente. De asemenea, se va avea în vedere ca, punctele noi să fie proiectate pe movile, locuri înalte, pentru că, acestea asigură vizibilitatea maximă și exclud construcții de semnale costisitoare.

Metoda intersecțiilor.

Metoda intersecțiilor servește la îndesirea rețelei de triangulație de ordin superior.

Caracteristica esențială a metodei intersecțiilor constă în aceea că folosește exclusiv intersecției de vize orientate precum și coordonatele punctelor de ordin superior, pentru determinarea coordonatelor noi.

După modul în care se staționează punctele în teren, intersecțiile pot fi de trei feluri: – intersecții înainte – în care se staționează – cu instrumentul – punctele 1, 2, 3 de puncte cu coordonate cunoscute; (fig. a.)

Fig. a Fig. b.

intersecții înapoi – în care se staționează – cu instrumentul – în punctul nou P de coordonate necunoscute, în care se măsoară unghiurile α și β; (fig. b.);

intersecții combinate – în care se staționează atât puncte de coordonate cunoscute, cât și punctele noi de coordonate necunoscute. (fig. c.).

Fig. c.

Interesecția înainte.

La determinarea punctelor folosind metoda intersecției înainte se iau următoarele măsuri:

punctul nou (P) să fie determinat din minimum pentru puncte vechi;

vizele folosite în calcul să fie răspândite uniform în turul de orizont;

vizele folosite în calcul să fie cât mai scurte ți pe cât posibil egale ca lungime;

se vor evita unghiuri (din punctul de intersecție) ascuțite sau optuze.

Intersecția înapoi (retrointersecția).

Rezolvarea retrointersecției se reduce la determinarea coordonatelor unui punct nou (P), folosind unghiurile măsurate în acel punct, precum și coordonatele punctelor vechi către care s-a măsurat unghiurile respective.

Avantajul acestei metode constă în aceea că, operațiile de teren se reduc numai la observațiile unghiulare efectuate într-un singur punct (punctul nou P). faptul că pe teren se staționează numai punctul determinat P, face ca metoda intersecției înapoi să fie folosită în producție pe o scară largă.

Având în vedere avantajele pe care le prezintă această metodă, s-au căutat procedee simplificate de rezolvare. Astfel, se cunosc următoarele procedee de rezolvare a intersecției înapoi:

procedeul lui W. Snelius (1617);

procedeul lui J. D. Cassini (1669);

procedeul lui J. Collins (1671);

procedeul lui L. Pothenot (1682);

procedeul lui B. Delambre (1749 – 1820);

procedeul lui A. Ansermet (1912);

procedeul Gorodetzki – Demianov (1939);

procedeul lui O. Martinian (1941);

procedeul lui V. Emanoil (1955);

Intersecția combinată.

Metoda constă în determinarea unui punct P prin combinații dintre intersecția înainte și intersecția înapoi. În teren operațiunile decurg astfel:

Se staționează cu instrumentul punctele de coordonate cunoscute ca la intersecția

înainte;

Se staționează cu instrumentul punctul nou P ca la intersecția înapoi.

Operațiile de calcul se desfășoară în trei faze:

orientarea vizelor din stațiile vechi;

orientarea vizelor din stația nouă;

calculul intersecțiilor înainte folosind metoda vizelor reciproce.

Metoda punctelor duble.

Metoda punctelor duble rezolvă determinarea concomitentă a unor perechi de puncte în cadrul unui ansamblu de trei probleme.

Potrivit acestei metode, cele două puncte noi pot fi determinate pe baza a două, trei sau patru puncte de sprijin.

Problema determinării coordonatelor a două puncte noi din două puncte de sprijin, problemă ce a fost studiată pentru prima dată Hansen.

Problema determinării punctelor duble cu ajutorul a trei puncte de sprijin – problema specială.

Problema determinării coordonatelor a două puncte noi din patru puncte de sprijin, problemă ce a fost studiată pentru prima dată de Marek.

1.8.2. Metode de ridicare a punctelor de detaliu.

Generalități.

La întocmirea unui plan de situație pentru o anumită porțiune de teren, sunt necesare operații preliminarii, care se execută la birou. Astfel, se studiază amănunțit pe un plan director zona respectivă de măsurat. În baza studiilor ce se fac pe planuri directoare, se întocmește o schiță anteproiect a lucrării pe care se trec toate detaliile din teren ca: drumuri, căi ferate, șosele, centre populate etc.Pe aceeași schiță se raportează toate punctele de triangulație din zona respectivă, stabilindu-se și eventualele zone cu lipsuri sau goluri de puncte, ce ar îngreuna desfășurarea ulterioară a lucrărilor de măsurătoare.În cazul în care, se constată că pe porțiuni mari de teren nu sunt puncte suficiente de triangulație, se proiectează în zona respectivă un număr suficient de puncte de sprijin, care să permită o bună desfășurare a lucrărilor de măsurătoare.

Ca metode de ridicare a detaliilor din teren, se pot folosi:

metoda drumuirilor;

metoda radierilor;

metoda intersecțiilor sau combinații ale acestora în funcție de natura și relieful terenului. În baza studiilor făcute pe planuri existente, se efectuează calculul necesarului de materiale, precum și planificarea lucrărilor.

Metoda drumuirii.

După forma de desfășurare a lor, drumuirile se împart în:

drumuiri desfășurate (sprijinite);

drumuiri în circuit;

drumuiri cu puncte nodale;

poligonații (drumuiri în formă de poligoane).

După forma de executare a lor, drumuirile se împart în:

drumuiri cu stații sărite;

drumuiri cu stație unică.

După greutatea punctelor pe care se sprijină, drumuirile se împart în:

drumuiri principale;

drumuiri secundare;

drumuiri terțiare.

După forma de încastrare în rețeaua geodezică, drumuirile pot fi:

drumuiri normale;

drumuiri deschise;

drumuiri suspendate;

drumuiri oarbe.

În funcție de desfășurarea lungimei lor, drumuirile pot fi:

drumuiri de ordinul I, care se desfășoară de-a lungul meridianelor și paralelelor.

Ele pot avea o desfășurare de 200 km;

drumuiri de ordinul II, care au laturi cuprinse între 8 – 15 km. Ele se folosesc pentru îndesirea punctelor drumuirilor de ordinul I;

drumuiri de ordinul IV și V se execută de-a lungul principalelor cîi de comunicație ca : șosele, căi ferate, hotare.

Metoda radierii.

Ca principiu, metoda radierii sau a coordonatelor polare, este o metodă de ridicare ce permite determinarea unui număr mare de puncte de detaliu, caracteristice terenului pe care dorim să-l reprezentăm pe plan.

Punctele caracteristice ale terenului sunt dispuse radial față de punctul staționat, de unde și denumirea de metoda radierii sau metoda polară.

Elementele de bază ale unei radieri sunt:

unghiul θi format de direcția nordului – ca direcție de origine – cu direcția ce unește punctul de stație S cu punctul radiat;

distanța di redusă la orizont.

Fig.a.

Direcția de origine pentru măsurarea unghiurilor θi, poate fi o direcție oarecare din teren, atunci când punctul de stație este independent. În funcție de acesta, metoda radierii poate fi ca:

metodă independentă – și se folosește atunci când avem de ridicat suprafețe mici de teren;

metodă dependentă – și se folosește la ridicarea suprafețelor mari de teren cu densitate mare de puncte. La această metodă, punctele sunt ridicate din stațiile de drumuire.

În acest caz, direcția de origine pentru măsurarea unghiurilor drumuirii, va fi și direcția de origine pentru radieri.

Controlul determinării coordonatelor punctelor de radieri se face prin compararea rezultatelor obținute prin calcule cu cele măsurate pe teren. În acest scop, se măsoară pe teren cu panglica de oțel distanțele dintre punctele radiate. Diferența dintre distanțele calculate și cele măsurate nu trebuie să depășească ± 5 cm.

CAPITOLUL 2

LUCRĂRI TOPOGRAFICE ÎN EXPLOATĂRILE MINIERE LA ZI

Exploarările miniere la zi se caracterizează printr-o mare extindere a fronturilor de lucru și prin capacități mari de producție, datorită gradului înalt de mecanizare a operațiilor de dezvelire și extragere a substanței minerale utile. Lucrările topografice trebuie adaptate la specificul procesului de producție, care se desfășoară la zi, în orice condiții climatice și într-un ritm intens.

Ridicarea topografică a incintelor miniere nu diferă prea mult față de ridicările obișnuite, decât prin natura obiectelor ridicate și scările necesare care sunt de obicei 1:2.000 – 1:500, pentru planurile de ansamblu. Conținutul planurilor miniere de suprafață se caracterizează prin detaliile ce se reprezintă potrivit dimensiunilor și formei pe care o au în teren, la scara respectivă, dacă acest lucru este posibil, sau în caz contrar, prin semne convenționale. Pe planuri trebuie să apară toate punctele de triangulație, de drumuiri, reperele și mărcile de nivelment încastrate în fundații, precum și punctele care au folosit la ridicarea detaliilor. De asemenea se reprezintă toate clădirile, numereotate pe grupuri de procese tehnologice. Pe planurile la scara 1:2.000 și mai mari se indică și numărul de etaje, rețelele de alimentare cu apă, canalizare, de telecomunicații, liniile aeriene precum și stâlpii izolați. De asemenea trebuie să apară toate construcțiile hidrotehnice, căile ferate normale si înguste, funicularele, pasajele de nivel, viaductele, instalațiile de semnalizare, drumurile, spațiile verzi, formele de relief, hidrografia, elementele de sol și vegetație și toate lucrările miniere de la suprafață.

2.1. Osatura ridicărilor

Dacă pe teren există puncte ale triangulației geodezice superioare acestea vor fi utilizate prin îndesirea lor cu puncte de ordinul IV și V. Când numărul, poziția și depărtarea punctelor de ordin superior nu sunt suficiente pentru crearea unei rețele de ordin IV și V, ele se vor îngloba într-o rețea de triangulație topografică locală. Când nu există nici un punct superior de suprafață, se va crea o rețea de triangulație locală.

Osatura trebuie să îmbrace în întregime terenul de ridicat, deci tipul rețelei va fi funcție de forma perimetrului terenului respectiv. Punctele se amplasează în exteriorul suprafeței active, pentru a se asigura stabilitatea lor pentru a se asigura stabilitatea lor in toate fazele exploatării. Cele mai frecvente tipuri de rețele sunt lanțuri de triunghiuri și patrulatere.

Pentru sprijinirea ridicărilor curente, rețeaua de bază se îndesește printr-o serie de puncte amplasate chiar în interiorul carierei. Îndesirea se face prin metode clasice, cum ar fi interecțiile și drumuirile, sau prin metode specifice ridicării carierelor, cum sunt rețeaua de pătrate sau triunghiuri și liniile de profil. Metoda de îndesire aleasă depinde de relieful terenului, dimensiunile, configurația și adîncimea carierei și de metoda de exploatare aplicată. În anumite cazuri se folosesc combinații ale metodelor enumerate.

Densitatea punctelor depinde de scara ridicării. Pentru scara 1:2.000 sunt necesare cel puțin 25 de puncte pe kilometru pătrat, iar pentru scara 1:1.000 cel puțin 100 de puncte. Distanța intre puncte nu va depășii 300 m pentru scara 1:2.000 , 200m pentru scara 1:1.000 și 100m pentru scara 1:500. Precizia de determinare a punctelor trebuie să fie cel puțin echivalentă cu precizia grafică, adică cu 0,2 mm la scara planului.

La îndesirea punctelor prin intersecții trebuie avută în vedere vizibilitatea directă între punctele de osatură și interiorul carierei, cea ce se poate asigura doar la adăncimi mici sau prin amplasarea punctelor de osatură la marginea excavației.

Drumuirile se execută de-a lungul treptelor și se sprijină pe punctele de osatură. În cazul treptelor circulare se folosesc drumuiri în circuit închis. Lungimea laturii nu poate depășii 4 km pentru scara 1:5.000 și 0,6 km pentru scara 1:500.

Rețeaua de pătrate poate fi folosită numai pentru ridicarea primei trepte, cînd suprafața terenului este plată. Caroiajul poate fi orientat după axele de coordonate x, y sau după direcția de înaintare a treptei . Lungimea laturilor variază între 200m și 50m, în funcție de scara ridicării și viteza de înaintare a frontului. Pentru ridicarea detaliilor, pătratele mari se subdivid în pătrate mai mici cu laturi de 5 – 20 m.

Liniile de profil se folosesc la ridicarea carierelor cu taluz abrupt. La marginea carierei punctele de osatură se amplasaeză fie sub forma unui poligon închis ABCD fie formând aliniamente paralele. De-a lungul laturilor AB și CD se bornează o serie de puncte echidistante care formează sistemul de drepte paralele 0-0, 1-1, ……., 8-8, egal depărtate între ele. Pe aliniamentele paralele I – I și II –II se amplasaeză punctele 4,…,10 respectiv 4’,…….10’, în așa fel încât treptele 4 – 4’, ……, 10 – 10’ să fie paralele, echidistante și perpendiculare pe cele două aliniamente de bază.

Cotele punctelor pot fi determinate prin nivelmentul geometric sau trigonometric, în funcție de precizia cerută și scopul urmărit. În general osatura altimetriei este formată de punctele osaturii planimetrice a căror cote se determină prin nivelment geometric de precizie. La nevoie se pot amplasa repere speciale de nivelment în zonele stabile ale suprafeței.

Drumuirile de nivelment geometric, prin care se determină cotele punctelor de îndesire, nu pot depășii 4 km lungime. Citirile se fac la două orizonturi de viză prin schimbarea înălțimii aparatului, iar vizele trebuie să fie sub 150 m lungime. Drumuirile de nivelment trigonometric se execută dus-întors, diferența dintre cele 2 valori obținute trebuie să fie sub 0,03 L in metri ( L este lungimea drumuirii). Neînchiderea pe cote nu poate fi mai mare de ±20 cm, iar lungimea drumuirii de 1.300 m.

2.2 Ridicarea detaliilor

Scopul ridicării detaliilor este calculul și reprezentarea grafică completă și precisă a tuturor lucrărilor ce se execută în perimerul exploatărilor la zi. Se ridică și se reprezintă prin planuri și secțiuni relieful și situația suprafeței, marginile superioare și inferioare ale treptelor de dezvelire și de exploatare, variația înclinării taluzurilor și lațimii bermelor , haldele de steril și depozitele de substanță minerală utilă, gurile lucrărilor miniere subterane și de exploatare, aflorimentul substanței minerale utile și liniile de contact cu rocile înconjurătoare, accidentele tectonice etc.

Precizia punctelor de detaliu trebuie să fie de cel puțin 0,5 mm la scara planului. Metodele de ridicare sunt cele utilizate în ridicările la zi, cu anumite adaptări la condițiile de teren.

Metoda absciselor și a ordonatelor se sprijină pe laturile drumuirilor executate de-a lungul treptelor. Dacă punctele de sprijin sunt colțurile unei rețele de pătrate se vor coborî perpendiculare pe două laturi ale pătratului

Metoda radierilor este larg aplicată atât la ridicările tahimetrice cît și la cele grafice; ea se sprijină pe punctele și laturile drumuirilor de îndesire. Fiecare treaptă se ridică separat.

Metoda profilelor se întrebuințează la ridicarea carierelor cu pereți abrupți și fără trepte, unde nu pot fi aplicare celelalte metode descrise. De-a lungul liniilor de profil se determină pozițiile planimetrice și cotele unui număr de puncte situate pe taluzele și vatra carierei. Prin transpunerea lor pe plan se obțin o serie de puncte cotate. Forma și dimensiunile carierei în momentul ridicării se redau prin curbe de nivel, trasate prin interpolarea punctelor cotate. Documentația grafică mai cuprinde secțiuni verticale de-a lungul liniilor de profil.

Dacă excavația nu este adâncă, punctele de schimbare de pantă a, b, c,…..e se jalonează. Se staționează cu teodolitul în punctul M, situat pe dreapta 7 -7 și se măsoară unghiurile dintre puncte aflate pe direcția M – 3 și celelalte jaloane din carieră. Se măsoară de asemenea, unghiurile de înclinare. Se măsoară de asemenea unghiurile de înclinare a fiecărei vize. Pozițiile liniei de profil 3 -3 și a punctului M fiind cunoscute pe plan, pentru determinarea planimetrică a punctelor a, b, c,…..e este suficientă transpunerea grafică a unghiurilor βi ele se vor găsii la intersecția vizelor cu linia de profil. Cotele punctelor se determină cu ajutorul distanțelor orizontale Ma, Mb, ….., Me și a unghiurilor de pantă, pornind de la cota cunoscută a punctului M.

Poziția punctelor de detaliu poate fi determinată și analitic prin intersecția inainte. Pentru linia de profil 3 -3 intersectările pot fi efectuate din punctele 3 și M cu ajutorul unghiurilor β măsurate și y calculate prin diferența orientărilor.

Dacă adâncimea carierei și înclinarea pereților nu permit jalonarea punctelor de schimbare de pantă, semnalizarea punctelor de profil se poate efectua cu o bilă de oțel legată de o sîrmă. Pentru ridicarea profilului 7 – 7 se asează câte un troliu de mînă cu sîrmă în punctele A și B. După legarea sîrmei pe cele două trolii se leagă de sîrmă în dreptul punctului A, o bilă de oțel vopsită în roșu-alb, cu diametru de circa 10 cm, și i se dă drumul ușor pe taluz în jos. Bila va aluneca pe suprafața taluzului datorită greutății proprii și va fi menținută pe aliniament cu ajutorul sîrmei. În punctul c de pe linia de profil 4 – 4’ se staționează cu un teodolit și se măsoară unghiurile βi între aliniamentul c – 4’ și pozițiile succesive ale bilei, înregistrînd în același timp și unghiurile de inclinare a vizelor. Raportarea punctelor pe plan și calculul cotelor se desfășoară ca în cazul precedent.

La ridicarea carierelor prin linii de profil, unghiurile între vizele și linia de profil nu pot fi sub 30 g. Echidistanța între liniile de profil variază între 50 – 100 m, în funcție de precizia cerută și de configurația carierei.

Ridicarea stereofotogrametrică. Prin această metodă lucrările de teren cuprind recunoașterea, amplasarea și ridicarea bazei de fotografiere și a punctelor de control, și fotografierea propriu-zisă. Câmpul vizual al fiecărei stereograme trebuie să cuprindă cel puțin 3 puncte de control: două amplasate între axele de fotografiere, în adâncime, iar al treilea spre marginea cîmpului. Punctele de control se marchează vizibil cu panouri vopsite. Coordonatele lor se determină prin ridicări topografice obișnuite și servesc la orientarea stereogramei. Stațiile de fotografiere se aleg în funcție de forma și dimensiunile carierei, direcția fronturilor și metoda de exploatare aleasă. Treptele lungi cu extindere într-un singur sens se fotografiază de pe haldele de steril, sau în lipsa lor, de pe linia de afloriment. În cazul treptelor largi stațiile pot fi amplasate chiar pe platforma treptei, fotografiind fiecare taluz separat. Randamentul bazei de fotografiere poate fi mărit prin luarea a trei stereograme din aceași stație, menținând paralelismul axelor de fotografiere. Stereograma din mijloc va fi normală (cu axele de fotografiere perpendiculare pe bază), iar cele marginale-oblice. Treptele circulare se fotografiază din mai multe baze, luând atât stereograme normale cât și oblice. Bazele de fotografiere o dată amplasate se folosesc pentru mai multe ridicări.

La noi în țară primele cariere ridicate stereofotogrametric au fost cele de la Basarabi și Baia Sprie, in anul 1963, costul lucrărilor a fost mai redus decît prin metodele clasice topografice.

2.3. Calculul excavatiilor.

Pentru extragerea substanței minerale utile prin metoda la zi este necesar să se îndepărteze o oarecare cantitate de roci sterile. Evaluarea topografică a excavațiilor se referă atît la producția propriu-zisă de substanță utilă cât și la determinarea volumului lucrărilor de dezvelire. Calculele se executăpe baza documentației topografice întocmite, folosind secțiuni orizontale sau verticale, în funcție de forma și de dimensionarea golurilor excavate. Golurile cu contur neregulat se aproximează mai bine prin secțiuni orizontale, la nivelul treptelor. În cazul unui taluz uniform înclinat conform figurii a). volumul excavat se determină cu relația:

Unde:

S1 – este suprafața secțiunii superioare

S2 – este suprafața secțiunii inferioare

h – este înălțimea medie ponderată a treptei

Dacă înclinarea taluzului variază pe lângă cele două secțiuni de bază S1 și S2 se execută a treia secțiune intermediară S3, la nivelul schimbării pantei taluzului iar formula de calcul va fi:

Unde:

h’ și h” sunt înălțimile ponderate ale celor 2 taluze de pantă uniformă

Secțiunile verticale paralele se pretează, pentru calculul golurilor alungite, cu taluz uniform sau neuniform. Pentru secțiuni echidistante figura de mai jos volumul va fi:

Unde:

S1,S2 ……, Sn sunt suprafețele secțiunilor

l este echidistanța între secțiuni

În anumite cazuri, configurația golului impune îndesirea secțiunilor în zone mai neregulate, deci echidistanța nu se păstreză, iar volumul se calculează pe porțiuni:

Unde:

l1, l2,………………, ln sunt distanțe între secțiuni

Suprafețele secțiunilor pot fi calculate prin descompunerea lor în figuri geometrice simple.

Calculul volumului excavat se referă întotdeauna la o anumită perioadă de timp care se menționează și în documentele topografice. Astfel pe secțiunile verticale care servesc la evaluarea producției și a dezvelirilor, se evidențiază separat evoluțiile anuale și lunare prin înscrierea datei și hașurarea diferită a secțiunilor.

2.4. Observarea stabilității treptelor

Înălțimea treptelor și înclinarea taluzului depinde de tipul și dimensiunile excavatoarelor folosite, de grosimea zăcămîntului, de compoziția petrografică, de umiditatea rocilor, de durata exploatării, etc. Pentru proiectarea carierei se folosesc unghiurile de taluz stabilite prin instrucțiuni, însă o dată cu punerea în exploatare a zăcămîntului stabilirea treptelor trebuie urmărită în mod obligatoriu prin măsurători topografice. Datele furnizate de observațiile efectuate cu ajutorul instrumentelor vor servii la definitivarea înălțimii și înclinării treptelor.

Observarea stabilității taluzului se execută de-a lungul unor aliniamente perpendiculare pe direcția treptelor. Ridicările se sprijină pe repere stabile amplasate în afara oricărei deplasări.

Comportarea taluzului se urmăreste prin determinarea deplasării unui număr de puncte amplasate le distanța de 5-10m între ele. Componenta orizontală a mișcării se deduce din variația distanței orizontale între puncte pornind de la un punct stabil, iar componenta verticală prin nivelment geometric sau trigonometric. Vectorul deplasării totale se obține prin însumarea celor două componente.

Stabilitatea taluzului este caracterizată prin dimensiunile prismei cuprinse între suprafața fizică și suprafața de alunecare nulă. Rocile cuprinse în această prismă sunt supuse mișcării. Măsurătorile se repetă periodic. Intervalul de timp între două observații succesive depinde de intensitatea mișcărilor și variază de la o lună la un an.

CAPITOLUL 3

SISTEMUL INFORMATIONAL SPECIFIC FONDULUI MINIER.

CADASTRU MINIER.

3.1. Cadastru minier sau sistemul informațional specific domeniului extractiv minier, este un subsistem de evidență și inventariere sistematică a bunurilor imobile aferente activităților miniere (terenuri, construcții și instalații de la suprafață și din subteran) sub aspect tehnic și economic, corelat cu celelalte lucrări necesare în vederea înscrierii în documentele cadastrului general și in documentele de publicitate imobiliară din domeniul minier. [3]

Executarea cadastrului minier realizează următoarele obiective:

determinarea suprafețelor de teren, cu sau fară construcții, deținute de unitățile miniere, indiferent de deținătorul acestora;

administrarea și gestionarea corectă a patrimoniului unităților miniere și apărarea drepturilor reale ale concesionării asupra imobilelor, prin înscrierea acestora în registrele cadastrale și în carțile funciare și cărțile miniere;

asigurarea unei baze juste pentru stabilirea taxelor, impozitelor și redevențelor datorate statului pentru activitățile miniere de la suprafață și din subteran, conform legislației din domeniul respectiv;

stabilirea zonelor juridic miniere, perimetre de exploatare sau de explorare, prin includerea terenurilor cu folosință minieră în cadastrul general.

Cadastrului minier îi sunt caracteristice câteva noțiuni specifice: carți miniere, plan de proiecție minier, suprafața de referință in sistem minier, Astfel:

Carțile miniere sunt componente ale cadastrului minier, care cuprind toate datele care cuprind regimul juridic al suprafețelor aferente perimetrelor de prospecțiune, exploatare sau explorare, proprietatea, precum și situația topografică a lucrărilor aferente activităților miniere, a resurselor sau rezervelor miniere și de producție. [2]

Planul de proiecție minier este planul tangent la suprafața de referință in punctul zero care este proiecția punctului situat în centrul bazinului minier.

Suprafața de referință în sistem minier este suprafața de nivel egala cu cota medie a ansamblului de lucrări miniere a unui bazin minier. [2]

3.2.Organizarea lucrărilor de cadastru minier

Evidența, programele executive, caietele de sarcini și îndrumarea metodologică a execuției lucrărilor de cadastru minier este organizată și se centralizează de companiile naționale miniere și alți prestatori de activități miniere pentru fiecare dintre unitățile miniere pe care le subordonează.

Evidența cadastrală minieră se întocmește pe unități administrative, pentru care se întocmesc anexele cu datele necesare cadastrului general.

La executarea lucrărilor de cadastru minier vor fi folosite toate lucrările de cadastru, geodezie, topografie și cartografie executate pâna la data respectivă, de tipul: documentații tehnice, dosare cazier cadastrale, planuri de situație la diferite scări și în diferite etape de dezvoltare a activității miniere, planuri din etapele de proiectare a obiectivului sau de avizare pe parcursul dezvoltării.

Toate procedurile cadastrului minier trebuie să respecte prevederile legii cadastrului și a publicității imobiliare nr. 7/1996, modificată și republicată, ale normelor tehnice și regulamentelor elaborate de ANCPI asigurând astfel posibilitatea integrării datelor cadastrale în cadastrul general.

Executanții lucrărilor de cadastru minier trebuie să fie persoane fizice sau juridice autorizate de ANCPI, iar lucrarile de cadastru din subteran de persoane autorizate conform regulamentului de topografie minieră.

3.3. Executarea lucrărilor de cadastru minier.

Rețele geodezice.

Rețeaua geodezica de sprijin, de îndesire și de ridicare se realizează astfel încât să se asigure densitatea de puncte necesară pentru executarea lucrărilor topocadastrale. Măsurătorile de teren se sprijină pe puncte din rețeaua geodezică de stat și în funcție de necesități se procedează la înscrierea ei.

În perimetrele cu activitate minieră în care sunt aprobate sisteme de referințe proprii, este obligatorie adoptarea acestora în lucrările geodezice și topo-fotogranetrice, indiferent de executantul lucrărilor de cadastru minier.

Rețelele de sprijin din perimetrele miniere (triangulații, trilaterații, poligonații de precizie) se întrețin în sisteme de referință aprobate, în condițiile tehnice de execuție stabilite prin înstrucțiunile aflate în vigoare.

În configurația rețelei geodezice de îndesire și ridicare se includ cel puțin 4 puncte geodezice din rețeaua geodezică de sprijin, care să încadreze toate punctele poligonului nou creat.

Punctele rețelelor de sprijin și de ridicare trebuie să satisfacă cerințele precizie stabilite prin ,,normele tehnice pentru introducerea cadastrului general” emise de ANCPI. Aceste puncte se determină planimetric atât în sistem de Proiecție Stereografică 1970, cât și în sistemul propriu bazinului minier, iar altimetric se determină atât în sistemul de referință Marea Neagră 1975, cât și în sistemul de referință minier.

Materializarea punctelor rețelei geodezice de sprijin și de ridicare se face cu borne din beton armat standardizate sau omologate ANCPI.

În incintele miniere sau pentru fiecare imobil izolat se plantează minim 3 borne, la distanță de circa 250-500 m între ele, amplasate în zone de siguranță, în condiții de stabilitate, accesibilitate și vizibilitate reciprocă între ele luate câte două borne consecutive. Dacă instalațiile din incinta minieră sunt supuse unui program de urmărire a deplasărilor și a deformațiilor în timp prin metode geodezice, punctele rețelei de urmărire vor fi integrate în rețeaua de ridicare pentru cadastru minier.

Delimitarea cadastrală a amplasamentelor miniere.

Delimitarea cadastrală se face de către o comisie de delimitare numită prin decizia conducătorului unității miniere, din care fac parte un reprezentant al beneficiarului, unul al executantului și unul al consiliului local al unitătii administrativ teritoriale pe raza căruia se află obiectivul minier. Comisia încheie un proces verbal de recunoaștere (predare-primire) a amplasamentului în care este descris amplasamentul unității miniere și limitele față de vecini.

Pentru descrierea amplasamentului și identificarea vecinilor se stabilește numele sau denumirea vecinului persoană fizică sau juridică, care se trec pe schița de vecinătate, care are numerotate toate punctele de frângere a limitei de proprietate a unității miniere.

Dacă nu este stabilită o limită prin împrejmuire durabilă, limita se bornează în punctele de frângere a hotarului. Dacă limita de vecinătate nu poate fi marcată fizic, se pot introduce în delimitarea hotarului puncte nematerializate a căror delimitare se face din 3 puncte fixe materializate.

Bornarea punctelor de frângere a hotarului se face de executantul cadastrului minier. Pentru toate punctele de hotar, materializate sau nematerializate, se determină coordonatele planimetrice X, Y în proiecție stereografică 1970 și se întocmesc descrieri topografice.

Dosarul de delimitare cadastrală conține următoarele documente

-memoriu tehnic;

-datele masurătorilor de teren și prelucrarea acestora, pe suport magnetic;

-schița vizelor

-decizia de constituire a comisiei de delimitare;

-schița generală a limitei amplasamentului la scară convenabilă (1:5.000 sau 1:10.000), cu numerotarea punctelor, eventual cu detalii la scară mai mare;

-descrierile topografice ale punctelor materializate și schițele de reperaj;

-inventar de coordonate ale tuturor punctelor de frângere a limitei;

-suprafața amplasamentului calculată analitic din coordonatele planimetrice X, Y ale punctelor de frângere a limitei;

-procesul verbal de delimitare cadastrală și recunoaștere a vecinătăților;

3.4. Lucrări de cadastru minier

Documentația tehnică întocmită după executarea rețelelor geodezice de sprijin, de îndesire și de ridicare se supune recepției și cuprinde următoarele:

-memoriu tehnic, cuprinzând descrierea generală a lucrării, metode de lucru, aparatura utilizată, prelucrarea datelor de măsurători (softwere-ul utilizat, metoda de compensare a rețelei, abaterile standard, elipsa erorilor pentru fiecare punct geodezic nou determinat, preciziile obținute.

-schema de dispunere a punctelor vechi și noi, cu marcarea vizibilităților și schema masurătorilor efectuate (schița vizelor);

-fișiere cu date din măsurători pe suport magnetic;

-descrieri topografice și schițe de reperaj pentru punctele vechi și noi;

-inventar de coordonate în proiecție Stereografică 1970 și în sistem de referință al bazinului minier, inclusiv pe suport magnetic;

-tabel comparativ cu coordonatele vechi și coordonatele noi ale acelorași puncte redeterminate prin compensarea rețelei geodezice;

-dosarul de verificare a lucrării, întocmit de o persoană autorizată.

Conținutul planului cadastral

Planul cadastral se redactează în format digital (se livrează și pe suport de hârtie) și trebuie să respecte următoarele prevederi standard:

Planul cadastral de ansamblu, la scara 1:2.000, 1:5.000 sau 1:10.000, se redactează pe fiecare teritoriu administrativ și conține toate imobilele miniere existente pe acel teritoriu;

Planul cadastral de bază, se întocmeste la scara 1:2.000 sau 1:1.000 pentru cariere, platforme, depozite și la scara 1:500 pentru incinte miniere sau imobile miniere izolate;

Redactarea planșelor în format analogic, pentru planul cadastral de ansamblu și planul cadastral de bază se face la alegerea beneficiarului, în formate standardizate A4, A3, A2, A1 sau A0, în funcție de reprezentarea la scară a suprafeței utile.

Principalele elemente care ar trebui să fie incluse în planul topografic al suprafeței miniere sunt limitele de proprietate și construcțiile cu folosință minieră.

Detaliile planimetrice principale ale planului topografic se determină în teren cu precizia de maxim 10 cm față de rețeaua geodezică de sprijin.

Planul topografic și cadastral digital va fi gestionat de o platforma de tip GIS pe straturi folosind pentru reprezentarea detaliilor de conținut simbolurile din ,,Atlasul de semne convenționale” în funcție de scara adoptată.

Straturile planului topografic și cadastral digital pot fi următoarele:

1.puncte vechi de triangulație, proprii bazinului minier;

2.punctele rețelei geodezice de sprijin și de ridicare;

3.limitele zonei juridice miniere și indicarea vecinilor;

4.caroiajul stereografic 1970

5.caroiajul sistemului propriu al bazinului minier

6.simbol de marcare a poziției punctului radiat

7.numărul punctului radiat

8.punct cotat

9.limită de incintă

10.vegetație

11.hidrografie

12.căi de comunicație

13.rețele de transport supraterane

14.curbe de nuvel corespunzătoare scării de redactare a planului

15.platforme tehnologice și de depozitare

16.construcții miniere de suprafață

17.clădiri

18.stâlpi de electrificare

19.rețele subterane de comunicații

20.limite geologice detaliate de exploatare

21.sondaje

22.limite date de actele juridice ale proprietății sau alte drepturi de administrare

23.zone de servituți

24.limita UAT

25.limita intravilanului localității teritoriului administrativ

26.spații verzi

27.teren degradat

28.teren în litigiu

29.numerotare cadastrală.

Numerotarea cadastrală a imobilelor se face conform normelor tehnice emise de ANCPI.

3.5. Conținutul documentației de cadastru minier

Documentațiile lucrărilor de cadastru minier conțin următoarele piese:

-aviz de începere a lucrărilor emis după caz OCPI sau ANCPI

– tema lucrării

-memoriu tehnic

-procese verbale de predare a obiectivelor, însoțite de schițele aferente semnate de reprezentanții beneficiarului și a executantului

-inventarul de coordonate în proiecție Stereografică 1970 și al sistemului minier, cu schițele rețelei de sprijin și de ridicare

-inventar de coordonate ale punctelor radiate

-descrieri topografice și schițe de reperaj ale punctelor din rețeaua de sprijin și de ridicare

-fișa imobilului

-registrul cadastral al imobilelor pe UAT

-indexul alfabetic al proprietarilor și domiciliul acestora

-registrul cadastral al proprietarilor

-planul cadastral digital și analogic

-dosarul de delimitare a unității miniere

-dosarul de verificare tehnică

-procesul verbal de recepție finală a lucrării

Machetele cu datele specifice cadastrului minier sunt cuprinse în anexele nr.7 -16 din normele metodologice privind executarea lucrărilor de cadastru de specialitate in domeniul extractiv minier.

Actualizarea și întreținerea lucrărilor de cadastru minier se face cu o periodicitate de cel mult 6 ani sau de câte ori este necesar.

Înscrierea imobilelor în cartea funciară se face pâna la introducerea cadastrului general la nivelul UAT cu caracter nedefinitiv, conform prevederilor art. 59 din legea cadastrului și publicității imobiliare nr. 7/1996, modificată și republicată.

CAPITOLUL 4

LUCRĂRI TOPOGRAFICE SPECIFICE EXPLOATĂRII MINIERE LA ZI EXECUTATE LA CARIERA DE PIATRĂ CHICIOARA U.A.T., DUD JUD.

4.1 Prezentarea generală a carierei de piatră Chicioara.

Această carieră a fost deschisă spre exploatare din anul 2005, aparținând lui SC Company Agregat SRL, su sediul în Arad

Piatra extrasă de aici este folosită la execuția drumurilor din județ și împrejurimi,

Formațiunea mamelonului care servește drept carieră de piatră în exploatare are o înălțime maximă de 65 m pe o întindere circulară de 25ha. Este situată lângă valea Chicioara, cu număr topografic cadastral Hpr1881, pe pășunea împădurită Ps.Pd. 1877 având suprafața de 25.36 Ha , accesul făcându-se prin drumul de exploatare (De1020), care are ieșire la șoseaua DJ 708A, Târnova – Tauț.

Figura nr. 4.1. Extras plan cadastral scara 1:20.000

4.2. Descrierea aparaturii și a programelor utilizate

4.2.1. Stația totală Sokkia set5F

Caracteristici principale:

-statie totala cu compensare pe 2 axe, capacitate de stocare de 3000 de puncte, display in ambele parti

-versiune de software imbunatatita pentru realizarea eficace ale lucrarilor topografice

-senzorul de inclinatie al celor 2 axe monitorizeaza deviatiile pe axele X si Y, iar citirile corecte pe orizontala si verticala sunt procesate si aplicate automat

Performante EDM:

-poate masura la o distanta de pana la 1500 m in conditii de vizibilitate buna(vizibilitate de pana la 40 km)

-precizie 3+2ppm

-viteza de masurare de 1,7 secunde

Luneta:

-marire de 30 de ori

-greutatea aparatului cu baterii si toate accesoriile este de 8kg.

-capacitate interna de 3000 de puncte inregistrate, 5 job-uri si 40 de coduri diferite(maxim 13 caractere fiecare cod);

Figura nr. 4.2. Aparatul Sokkia Set 5F

4.2.2. Programe calcul

a) Terramodel – program folosit la calculul drumuirii și a punctemor radiate

Pachetul TERRAMODEL este un set de programe cu posibilități multiple, destinate lucrărilor de proiectare în domeniul ingineriei civile. Cuprinde module de generare a modelului digital al terenului și a curbelor de nivel, de proiectare a căilor de comunicații, proiectare asistată pe calculator (CAD) și diverse calcule topografice și geodezice ale observațiilor din teren.

b) AutoCad 2007 – program folosit la redactarea și desenarea planșelor în format dwg

AutoCAD este un pachet de programe de desenare – proiectare asistat de calculator, utilizat în toate domeniile de proiectare (inclusiv geodezie , topografie). Denumirea vine de la abrevierea formulei „Automatical Computer Aided Design” ceea ce înseamnă proiectare automată asistată de calculator , deci un program CAD utilizat în proiectarea planurilor în 2D (2 dimensiuni) sau 3D (3 dimensiuni), dezvoltat și comercializat de Autodesk, care permite realizarea planului proiectelor măsurate în format digital și editarea hărților digitale.

c) TopoLT (componentă AutoCad) – program folosit la realizarea modelului 3D a ridicărilor topografice, precum și a calcului de volume între anii 2008-2009, 2009-2011 respectiv 2008-2011;

TopoLT este un program ce funcționează sub AutoCAD sau IntelliCAD. Programul TopoLT constituie un ajutor pentru cei ce realizează planuri topografice sau cadastrale în format digital.

Facilitățile oferite de acest program sunt:

raportează direct în desenul CAD fișierul de coordonate, raportează direct coordonatele din stația totală sau transmite coordonate din desen către stația totală;

la raportare, textele punctelor pot fi optimizate astfel încât să nu existe suprapuneri între ele sau suprapuneri față de celelalte entități aflate în apropierea punctului;

codurile punctelor sunt traduse conform fișierului de interpretare a codurilor definit de utilizator;

se pot introduce grafic puncte cu sau fără cote, cotele pot fi obținute și prin interpolare;

se pot introduce automat puncte pentru entitățile (linii, polilinii, arce etc.) din desen ce nu au puncte la capete;

pot fi calculate coordonatele punctelor radiate (puncte polare) inclusiv cu posibilitatea importului de măsurători de la majoritatea stațiilor totale cunoscute;

pot fi recepționate măsurători pe portul serial de la un instrument;

se pot face selecții ale punctelor după cod sau se pot modifica codurile punctelor;

din desen pot fi extrase coordonatele punctelor și salvate în diferite formate, inclusiv în formatele definite la instrumente (stații totale) sau în formate definite de utilizator;

se pot crea tabele de coordonate pentru punctele selectate, inclusiv tabel separat pentru punctele de stație;

se poate crea modelul 3D al terenului și curbele de nivel, se pot calcula volume fără nici un fel de restricție (volumul obținut prin intersecția unei suprafețe 3D cu un plan sau volumul dintre două suprafețe 3D de orice formă grid sau triunghiuri);

modelele 3D pot fi tăiate sau unite;

pot fi proiectate vertical entități 2D pe un model 3D pentru realizarea unor linii de secțiune;

se pot vizualiza tridimensional entitățile dintr-un desen cu randare în timp real, pot fi salvate filme AVI cu corpurile tridimensionale în mișcare, pot fi salvate imagini, pot fi vizualizate fișiere 3ds, se pot atașa texturi la corpurile 3D inclusiv cu atașarea unor imagini în coordonate pentru o vizualizare fotorealistică a modelelor 3D, vizualizarea este valabilă și pentru funcțiile de creeare a modelului 3D și de calcul de volume;

pot fi transformate imagini raster pentru a realiza corelarea acestora cu sistemul de coordonate al planului, de asemenea imaginile raster pot fi atât tăiate cât și încadrate odată cu efectuarea transformării, imaginile raster pot fi salvate în diferite formate, formatul de culori poate fi schimbat;

se pot insera automat simboluri punctiforme de tip bloc .dwg sau shape după codul punctului, interpretarea codurilor fiind dată de fișierul în care sunt definite codurile;

se pot scala, roti, sau șterge simbolurile punctiforme automat după codurile punctelor;

se pot schimba automat simbolurile liniare (tipurile de linii) conform fișierului de interpretare a codurilor;

se pot crea în desen sau în fișierul arr.tab tabele cu calculul suprafețelor, se pot înregistra aceste suprafețe în fișierul arr.txt, fișier ce poate fi importat în baza de date a programului aria;

se pot detașa suprafețe folosind metodele cunoscute din cadastru pentru detașări respectiv: paralelă, paralelă cu o direcție, perpendiculară, proporțională, printr-un punct obligat și detașare cu deschidere obligată;

se pot salva în fișierul pll.txt profile transversale și longitudinale, fișier ce poate fi importat în baza de date a programului ProfLT;

se poate desena automat caroiajul;

se pot crea planșe numerotate pentru a putea face vizualizări sau printări planșă cu planșă pentru cazul planșelor înlănțuite;

se poate desena automat planșa cu chenar și cartuș ținând cont de spațiul de printare a imprimantei și de formatul hârtiei;

configurarea programului a fost gândită astfel încât să asigure o cât mai largă gamă de situații;

programul funcționează în mai multe limbi, de asemenea programul poate fi tradus de către utilizator în orice limbă.

d) – program folosit la realizarea modelului 3D a ridicărilor topografice precum și a calculelor de volume pentru compararea rezultatelor.

Trimble Business Center procesează date GNSS și cele obținute cu instrumente optice. Având toate datele în același proiect, utilizatorul are siguranța calității și preciziei rezultatelor finale.

La acest program se poate achiziționa doar modulul de procesare a datelor pentru receptoare pe o singură frecvență ulterior având posibilitatea efectuării unui simplu upgrade la L1,L2, L2C și L5.

Caracteristici principale:

–   Prelucrarea unitară a datelor GPS și Glonass

–   Prelucrarea unitară a datelor GNSS și convenționale

–    Creare/editare DTM

–    Desenarea automată a curbelor de nivel

–    Autodraft din coduri

–    Funcții CoGo avansate

–    Import/Export, ASCII, DXF, Rinex

–    Preluarea datelor GNSS și de la alte tipuri de receptoare

–   Compensarea măsurătorilor GNSS prin metoda celor mai mici pătrate

–   Determinarea neînchiderilor în triunghiuri

–    Generarea de rapoarte

4.3. Prezentarea rezultatelor

Metoda de lucru folosită în această lucrare, a fost drumuirea in circuit închis in formă de triunghi, unde ca bază s-au folosit 2 borne care formează rețeaua locală de sprijin.

Am staționat pe punctul 1 (Borna 1), cu vize de orientare spre punctul 2 (Borna 2), apoi viză spre stația 3 de pe treapta superioară a carierei. Din această stație am avut vizibilitate de a citi puncte radiate pe tot taluzul superior al peretelui de piatră precum si de pe rteptele inferioare ale carierei, si o parte din taluzul inferior al acesteia, precum și cote de pe vatra carierei.

Din stația 2 am cules citiri spre detaliile din drumul de acces al carierei, precum si profile din pârâul ce curge langă vatra carierei,

Din stația 3 am citit puncte de pe treapta superioară precum și de pe taluzul inferior, totodată si cote de pe haldele de depozit al carierei.

La alegerea punctelor de bază am avut în vedere următoarele criterii:

– Conservarea punctului să fie asigurată pe timp îndelungat;

– Să fie asigurată vizibilitatea reciprocă între punctele de îndesire;

– Punctele să fie accesibile indiferent de condițiile meteorologice;

– Punctele de bază care se determină sa poată fi utilizate în lucrările ulterioare;

– Să nu existe instalații electrice de putere mare în apropierea stațiilor sau relee de emisie.

CONCLUZII

Acest domeniu realizânu-se de către inginerul topograf, care trebuie să dispună de o temeinică pregătire, atât în specializările de topografie, geodezie și cartografie, pregătire care se bazează pe cunoștințe de matematică cât și în domeniul topografie miniere.

Totodată inginerul topograf este un specialist cu un bogat bagaj de cunoștințe teoretice generale dublate de o serie de cunoștințe de cultură tehnică de specialitate și capabil să realizeze cu profesionalism și competență probleme specifice.

Acest specialist prin pregătirea pe care și-a format-o precum și acumularea informațiilor din domeniul profesional care apar în permanență este capabil să utilizeze aparatura și tehnica de calcul modernă și să se adapteze schimbărilor rapide.

Prin lucrările topografice se contribuie deopotrivă tehnologic și științific la organizarea și dezvoltarea continuă a metodelor de măsurare în exploatarea minieră.

Topografia minieră ca ramură specifică a topografiei a evoluat în paralel cu dezvoltarea aparaturii de măsurare, adoptând cele mai noi tehnici de realizare a planurilor și calculelor de volume de excavație.

Importanța topografiei miniere va rămâne în timp la fel de mare deoarece, exploatațiile miniere la zi și în subteran sunt în continuă dezvoltare și mișcare de amplasament.

BIBLIOGRAFIE

1. Consiliul Facultății de Geodezie București – Măsurători terestre – Fundamente, Editura Matrix Rom, 2002.

2. Gh. Novac –Cadastru , Editura Mirton, Timisoara 2007

3. Hannig E, Kiss F, Mitrică D. – Topografie Minieră – Editura Didactică și Pedagogică

București – 1966

4. C.Nițu, – Geodezia și Sistemele Informatice Geografice – Editura București

5. Revista de Geodezie, Cartografie și Cadastru a Uniunii Geodezilor din România, vol 6,

Nr.1 martie 1997

6. Instrucțiuni tehnice pentru întocmirea planurilor topografice la scările 1:5.000, 1:2.000, 1:1.000 și 1:500, M.A.I.A., București, 1978;

7. Atlas de semne convenționale pentru planurile topografice la scările 1:5000, 1:2000, 1:1000 și 1:500, M.A.I.A., București, 1978;

8. P. Brebu – Elementele unei harți topografice – 2003;

BIBLIOGRAFIE

1. Consiliul Facultății de Geodezie București – Măsurători terestre – Fundamente, Editura Matrix Rom, 2002.

2. Gh. Novac –Cadastru , Editura Mirton, Timisoara 2007

3. Hannig E, Kiss F, Mitrică D. – Topografie Minieră – Editura Didactică și Pedagogică

București – 1966

4. C.Nițu, – Geodezia și Sistemele Informatice Geografice – Editura București

5. Revista de Geodezie, Cartografie și Cadastru a Uniunii Geodezilor din România, vol 6,

Nr.1 martie 1997

6. Instrucțiuni tehnice pentru întocmirea planurilor topografice la scările 1:5.000, 1:2.000, 1:1.000 și 1:500, M.A.I.A., București, 1978;

7. Atlas de semne convenționale pentru planurile topografice la scările 1:5000, 1:2000, 1:1000 și 1:500, M.A.I.A., București, 1978;

8. P. Brebu – Elementele unei harți topografice – 2003;