Маркшейдерия. Решение маркшейдерских задач на основе применения специализированного программного обеспечения

Москва 2022

М ИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра геологии и маркшейдерского дела

Н.П. Сапронова 
Г.С. Федотов

МАРКШЕЙДЕРИЯ

Решение маркшейдерских задач 
на основе применения специализированного 
программного обеспечения

Лабораторный практикум

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 4793

УДК 622 
 
С19

Р е ц е н з е н т 
канд. тех. наук, доц., ст. науч. сотр. Е.Н. Есина  
(Институт проблем комплексного освоения недр  
им. акад. Н.В. Мельникова Российской академии наук)

Сапронова, Наталья Петровна.
С19  
Маркшейдерия. Решение маркшейдерских задач на 
основе применения специализированного программного 
обеспечения : лаб. практикум / Н.П. Сапронова, Г.С. Федотов. – Москва : Издательский Дом НИТУ «МИСиС», 
2022. – 75 с.

Предназначен для освоения обучающимися основных принципов и методов работы при решении некоторых маркшейдерских задач в среде специализированного программного обеспечения: ГГИС 
Micromine, AutoCAD, MS Office Excel. Содержит основные сведения о принципах работы в среде специализированного программного обеспечения; рассмотрены вопросы организации и хранения 
маркшейдерских данных и математической обработки результатов 
маркшейдерских измерений; отражены принципы и основные способы построения каркасных моделей рудных тел и горнотехнических объектов для решения ряда маркшейдерских задач на данной 
основе.
В каждой лабораторной работе представлены контрольные вопросы и задания для самоконтроля знаний, список рекомендуемой 
литературы.
Лабораторный практикум разработан для подготовки студентов 
очной формы обучения по специальности 21.05.04 «Горное дело».

УДК 622

 Сапронова Н.П., 
Федотов Г.С., 2022
 НИТУ «МИСиС», 2022

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ........................................................................ 4
Лабораторная работа 1. Трансформация и координатная 
привязка растровых графических материалов. Оцифровка 
(4 часа) .......................................................................... 6
Лабораторная работа 2. Определение остатков полезного 
ископаемого на складе по результатам маркшейдерских 
замеров (2 часа) ............................................................ 21
Лабораторная работа 3. Подсчет объемов горных пород 
по результатам маркшейдерской съемки. Маркшейдерский 
контроль добычи и вскрыши на карьере (3 часа) ................ 30
Лабораторная работа 4. Создание базы геологоразведочных 
данных. Определение объема и подсчет запасов руды  
на основе каркасной модели (4 часа) ................................ 37
Лабораторная работа 5. Вычисление координат пунктов 
маркшейдерских опорных и съемочных сетей (4 часа) ........ 55
Заключение ................................................................. 70
Библиографический список ............................................ 73
Приложение А ............................................................. 74

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторный практикум составлен в соответствии с требованиями ОС ВО НИТУ «МИСиС» 21.05.04. «Горное дело», ориентирован на студентов III курса очной формы обучения и основан 
на знаниях и навыках, приобретенных при изучении дисциплин 
«Геодезия», «Геология», «Основы горного дела».
Данный лабораторный практикум предназначен для освоения студентами основных принципов и методов работы при решении маркшейдерских задач в среде специализированного 
программного обеспечения.
Лабораторный практикум содержит основные сведения о 
принципах работы в среде специализированного программного 
обеспечения: ГГИС Micromine, AutoCAD, MS Office Excel; рассмотрены вопросы организации и хранения маркшейдерских 
данных и математической обработки результатов измерений 
в автоматизированном режиме; отражены принципы и основные способы построения каркасных моделей рудных тел и горнотехнических объектов для решения некоторых маркшейдерских задач на данной основе.
Лабораторный практикум содержит задания, краткие теоретические сведения и методические указания для их последовательного выполнения в среде специализированного программного обеспечения, а также вопросы для самоконтроля знаний.
Наиболее подробно представлено решение маркшейдерских 
задач в среде ГГИС Micromine – как одного из базовых и ведущих программных продуктов для горных инженеров.
Лабораторный практикум не заменяет документацию или 
справочную информацию по применению специализированного программного обеспечения. Для более глубокого освоения 
возможностей рекомендуется пользоваться соответствующими 
источниками.
Выполнение лабораторных работ в среде специализированного программного обеспечения предусматривает наличие у студентов опыта работы с ПК и базовых навыков владения ПО AutoCAD, MS Office Excel.
В лабораторном практикуме порядок выполнения заданий 
представлен таким образом, чтобы в результате выполнения 

первой лабораторной работы студенты закрепили знания и навыки работы, полученные при изучении предыдущих курсов, 
а далее приступили к выполнению последующих лабораторных работ.
При составлении заданий данного лабораторного практикума использованы материалы коллектива кафедры Геологии 
и маркшейдерского дела ГИ НИТУ «МИСиС», а также адаптированные к учебному процессу материалы инженерно-геологических изысканий, материалы проектной документации и 
данные маркшейдерских съемок, материалы проектных организаций и горнодобывающих предприятий РФ.
Задания и методические указания содержат ссылки на нормативно-технические документы, регламентирующие производство маркшейдерских работ при разработке месторождений 
полезных ископаемых. Несмотря на то, что некоторые из них 
утратили свою актуальность с 01.01.2021, ссылки приведены 
исключительно в учебных целях, до введения в действие новых норм, содержащих актуализированные требования.
Формат изучения представленного материала предусматривает проведение аудиторных (лабораторных) занятий в объеме 
17 часов, а также самостоятельную работу студентов.
На аудиторных занятиях студенты знакомятся с новым материалом и совместно с преподавателем приступают к выполнению заданий.
Самостоятельный режим работы студентов направлен на завершение заданий и закрепление навыков работы с программным обеспечением, а также предусматривает самоконтроль процесса усвоения учебного материала.
Лабораторные работы выполняются студентами индивидуально и самостоятельно. Исходные данные для выполнения 
индивидуальных заданий выдаются преподавателем в соответствии с вариантом.
По итогам выполненных лабораторных работ каждый студент составляет отчет о выполненных работах. К отчету в обязательном порядке на электронном носителе прикладывается 
Проект (группа файлов) в соответствующем формате. Отчет о 
лабораторных работах (далее Отчет) выполняется аккуратно, 
с учетом установленных требований.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1  
Трансформация и координатная 
привязка растровых графических 
материалов. Оцифровка (4 часа)

1.1. Цель работы

Трансформация и координатная привязка растровых графических материалов; создание электронной растровой основы (подложки) для использования в системах автоматизированного проектирования и горно-геологических информационных системах.

1.2. Теоретическое введение

Необходимость трансформации и координатной привязки 
растровых графических материалов обоснована прежде всего 
процессом перехода от традиционных технологий создания горной графической документации к цифровым.
Несмотря на то, что многие горнодобывающие предприятия 
перешли на цифровые технологии, работа с растровыми графическими основами не потеряла своей актуальности, т.к. периодически возникает необходимость обращаться к архивным материалам, представленным на бумажном носителе.
Для выполнения данной лабораторной работы целесообразно напомнить основные требования к созданию горной графической документации [1, 2, 3]: ведение горной графической документации по объектам съемки земной поверхности и по горным 
выработкам в пределах бассейна, горнопромышленного района 
или отдельного месторождения осуществляют в единой системе 
координат и высот; пользователи недр могут вести маркшейдерскую документацию в виде графических оригиналов (дубликатов) и цифровых моделей, позволяющих получать графические 
копии планов, их фрагменты, разрезы и другую графическую 
документацию с полнотой и точностью, в соответствии с установленными требованиями для съемки данного масштаба; маркшейдерскую графическую документацию составляют и вычерчивают 
в соответствии с установленными требованиями ГОСТ 2.850–75 – 
ГОСТ 2.857–75.

Обработка растровых графических материалов, как правило, предусматривает следующие действия:
• импорт растровых данных в среду специализированного 
программного обеспечения;
• трансформацию с целью устранения линейных и нелинейных искажений растровой основы, вызванных деформацией исходного материала и погрешностью сканирования;
• привязку растровых графических материалов к заданной 
прямоугольной системе координат;
• оцифровку растровых графических материалов с помощью 
набора инструментов;
• создание и вывод на печать чертежей, оформленных в соответствии с нормативными требованиями.
Для трансформации и привязки растрового материала 
пользователю необходимо обозначить опорные точки, координаты которых известны. Такими опорными точками могут 
послужить вершины квадратов сетки прямоугольных координат, линии которой проводятся через 10 см, или кресты координатной сетки. Также используют пункты обоснования, координированные углы зданий, сооружений и пр.
Возможности специализированного программного обеспечения позволяют оценивать корректность задания координат 
опорным точкам путем вычисления в автоматизированном режиме значений средних квадратических ошибок (СКО, RMS) 
их положения, определенных на основе уклонений по осям координат и абсолютной величины смещения.
Трансформацию и координатную привязку можно выполнять в среде специализированного программного обеспечения: 
AutoCAD (инструментарий Raster Design); ГГИС Micromine.

1.3. Задание к лабораторной работе

В данной лабораторной работе требуется выполнить следующие задания.
1. Выполнить трансформацию и координатную привязку 
растровой графической основы (рис. 1.1) в среде специализированного ПО:
• AutoCAD 2022;
• ГГИС Micromine.

Рис. 1.1. Растровая графическая основа. Фрагмент плана 
участка и съемочных точек поверхности отвала полезного ископаемого (каменного угля)

Задание выполнить в условной системе координат. Значения координат вершин квадратов сетки принять в соответствии 
с номером индивидуального варианта:

 
(
)
(
)

0

0

1000
;

1000
,

X
N
X

Y
N
Y

=
⋅
+

=
⋅
+

где N – номер варианта;  
X0, Y0 – значения координат вершин квадратов сетки исходного плана.