ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE PRAHA 2013 Petra DÍFKOVÁ

2 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE BAKALÁŘSKÁ PRÁCE DOKUMENTACE A ZAMĚŘENÍ STARÝCH BODOVÝCH POLÍ VE ŠTOLE JOSEF Vedoucí práce: Ing. Tomáš Jiřikovský, Ph.D. Katedra speciální geodézie červen 2013 Petra DÍFKOVÁ

3

4 ABSTRAKT Bakalářská práce se zabývá původními měřickými body ve štole Josef. Byly navštíveny archivy pro nalezení původních podkladů. Na základě podkladů bylo provedeno vyhledání bodů. Dokumentace starých bodů obsahuje popis jejich stavu a fotodokumentaci. Nalezené dostupné body byly zaměřeny a na základě informací o původním měření bylo provedeno porovnání získaných souřadnic se souřadnicemi původními. Původní a nově určené souřadnice bodů nejsou ve shodném souřadnicovém systému, proto je porovnání řešeno pomocí transformace souřadnic. KLÍČOVÁ SLOVA štola Josef, geodézie v podzemí, stropní stabilizace, staré důlní body, transformace souřadnic ABSTRACT The bachelor thesis is focused on original survey points at the Josef Gallery. Archives had been searched for original sources. The points were located with help of the original sources. Documentation of old points includes description of their state and photo documentation. Located points, whose are reachable, were measured and the measurements were compared to original measurements obtained from original sources. Original and new measured coordinates is not in the same coordinate system, so their coordinates had to be transformed to properly compare them. KEYWORDS Josef Gallery, underground geodesy, ceiling point monumentation, old mine points, coordinate transformation

5 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že bakalářskou práci jsem vypracovala samostatně po konzultacích s vedoucím práce. Použitou literaturu a podklady uvádím v seznamu zdrojů. V Praze dne (podpis autora)

6 PODĚKOVÁNÍ Touto cestou bych chtěla poděkovat vedoucímu práce Ing. Tomáši Jiřikovskému, Ph.D. za připomínky a vstřícnost při zpracování této práce. Dále poděkování patří Ing. Danuši Nádherné z URC Josef a Ing. Petru Trnkovi za ochotu a cenné informace. Nesmím také zapomenout na ochotnou pomoc přátel při měření a poděkování rodině a přátelům za podporu při studiu.

7 Obsah Úvod Historie a popis Štoly Josef Historie objektu Historie těžby v revíru Geologie okolí Geologický průzkum Podniky podílející se na původních pracích Významné projekty ve štole Josef Projekt Meziuniverzitní podzemní laboratoř - MeziLab TIMODAZ NORM Původní podklady Navštívené instituce Získané podklady Použitá stropní stabilizace Původní měřické práce Povrchové měřické práce Důlní měřické práce Kartografické zpracování Dokumentace Nové zaměření stávajících bodů Zpracování výsledků Výpočet polární metody Transformace souřadnic Odstranění vlivu měřítka délek na nové souřadnice... 32

8 5.4 Porovnání délek Použití systému S-JOSEF Transformace souřadnic celku Výpočet výšek Transformace rastrů základní důlní mapy Závěr Použité zkratky Použité zdroje Seznam obrázků Seznam tabulek Seznam příloh... 47

9 Úvod Podzemní výzkumné a výukové centrum umístěné v prostorách bývalé štoly Josef je samostatným pracovištěm fakulty stavební, které spravuje Centrum experimentální geotechniky. Cílem této bakalářské práce je ověření možnosti dalšího využití nalezených starých bodů pro geodetická měření ve štole Josef. Při obnovování provozu štoly Josef pro studijní a výzkumné účely bylo vybudováno zcela nové bodové pole. Původní bodové pole nebylo kvůli špatnému stavu mnoha bodů doposud vůbec využito, ověření zachovaných bodů však nebylo dosud provedeno. Práce je rozčleněna do několika kapitol. V první kapitole je úvodní seznámení se štolou Josef a její historií. V druhé kapitole jsou probrány původní podklady a cesta k jejich získání. Je zde také uvedeno, jaké byly prováděny měřické práce a jejich průběh. Třetí a čtvrtá kapitola se zabývá prováděnými úkony v prostorách štoly Josef. Provedena byla dokumentace a zaměření nalezených starých bodů na základě získaných podkladů a poznatků. Poslední kapitola je věnována zpracování a postupnému vyhodnocení provedeného měření. 8

10 1 Historie a popis Štoly Josef Štola Josef se nachází u Slapské přehrady, přibližně 50 km jižně od Prahy, nedaleko obcí Mokrsko a Čelina. Jedná se o rozsáhlé podzemní dílo, které bylo využíváno při odběru vzorků hornin a zjišťování geologických poměrů v oblasti. Průzkumná štola prochází SSV směrem napříč Veselým vrchem. Na průzkumnou páteřní štolu navazují další liniová průzkumná díla s mnoha rozrážkami, které sledují rudní struktury. Některá z nich jsou napojena do dalších dvou pater. Páteřní štola je na konci propojena s povrchem terénu větracím komínem vysokým cca 130 m [1] [6]. Ražba štoly začala v roce Kromě geologického průzkumu byla také využita pro přístup do podzemí při poloprovozní těžbě zlata v letech Po ukončení všech průzkumných prací štola i její okolí postupně chátraly. Z bezpečnostních důvodů byly v roce 2000 zabetonovány oba přístupové portály štoly. V roce 2003 přišlo ČVUT s nápadem využít opuštěné podzemní dílo ke zřízení podzemního vzdělávacího a experimentálního pracoviště. Projekt byl inspirován školním dolem, který provozuje univerzita Colorado School of Mines v Americkém státě Colorado [1] [6]. Obr. 1: Vstupní portály štoly V červnu 2007 bylo otevřeno nové pracoviště CEG Podzemní výukové středisko Josef (UEF Josef). Od akademického roku 2007/2008 zde probíhá pravidelná výuka předmětů souvisejících s podzemním stavitelstvím, která je prakticky orientovaná. Souběžně je realizován také výzkum zabývající se problematikou ukládání použitého jaderného paliva [1] [6]. 9

11 Během roku 2010 vzniklo v nově zrekonstruované budově v povrchovém areálu Regionální podzemní výzkumné centrum URC Josef. Součinností URC Josef a UEF Josef vzniká unikátní vědecko-technologický park poskytující jedinečné podmínky pro výzkum, výuku, trénink a marketing v oblasti podzemních staveb. V podzemí je nyní možno využít téměř 4 km upravených prostor a další se k využití připravují [1] [6]. Technické informace: Celková délka chodeb: 7853 m Délka páteřní štoly: 1835 m, profil: m 2 Celková délka ostatních chodeb: 6018 m, profil: 9 m 2 Výška nadloží: m Zeměpisné souřadnice: N ,145, E ,591 Podzemní laboratoř Josef slouží především pro praktickou výuku studentů ČVUT, s možností využití i jinými vysokými školami. Další náplní činnosti jsou výzkumné projekty ve spolupráci se soukromými společnostmi. Pro veřejnost je zpřístupněna téměř celá páteřní štola, zbytek slouží pouze k výuce a výzkumu. V plánu je rozšíření a zatraktivnění prohlídkové trasy. Uvažuje se o zpřístupnění lokality Čelina-východ, ve které se nachází jedinečný podzemní prostor velkoobjemové kaverny [1] [6]. Obr. 2: Umístění štoly a její okolí [2] 10

12 Obr. 3: Schéma štoly [1] Schéma štoly je pouze informativní pro lepší představu o rozsahu podzemního komplexu. Nezobrazuje skutečné rozměry podzemních prostor. 11

13 1.1 Historie objektu Štola Josef vznikla v rámci geologického průzkumu Psích hor rozprostírajících se přibližně 7 km jihovýchodně od městečka Nový Knín. Městečko patřilo v minulých dobách k významným báňským oblastem Českého království [1]. Oblast Psích hor je jako jediná z historických zlatonosných oblastí Novoknínska situována v horninách tzv. Jílovského pásma, pojmenovaného podle města Jílové u Prahy. Ve středověku mělo zlato dobývané v okolí Jílového velký význam pro historii naší země. Sloužilo jako surovina pro ražbu lucemburských dukátů (florénů), které zavedl roku 1325 Jan Lucemburský. Lucemburské florény byly první zlaté mince v Českých zemích [1] [4] Historie těžby v revíru Ačkoliv je písemných záznamů o historii dobývání zlata v oblasti Psích hor velmi málo, jsou na mnoha místech dochovány viditelné pozůstatky hornických prací [1]. První velký rozvoj těžby zlata na našem území byl zaznamenán za dob Keltů, ve 2. a 1. století před naším letopočtem. Keltové získávali zlato hlavně z rozsypů a rýžovišť. Existence rýžovišť byla prokázána na Čelinském potoce i v náplavech Vltavy u Smilovic. Je tedy pravděpodobné, že keltští zlatokopové působili také v Psích horách [1] [6]. Po odchodu Keltů zůstala místní ložiska dlouho nevyužita. Hlavní rozvoj těžby zlata v oblasti Psích hor přinesl až středověk. S dolováním se začalo patrně na přelomu 13. a 14. století a největšího rozkvětu v celé své historii dosáhla těžba v průběhu 14. století. V té době bylo zlato dobýváno z křemenných žil na mnoha místech revíru. Podzemní díla zde dosahovala průměrné hloubky kolem 20 m, největší dosažená hloubka byla 60 m pod povrchem. V blízkosti fungovala i kovárna na výrobu hornického nářadí. Na Čelinském potoce bylo v provozu několik mlýnů na drcení rudy. Vytěžená ruda byla přepravována do rudních mlýnů, kde se drtila a mlela. Zlato se pak z rozemleté rudy oddělovalo amalgamací [1] [6]. Toto období těžby skončilo na přelomu 14. a 15. století. Příčinou úpadku byly rostoucí provozní náklady, vyčerpání přístupnějších partií zlatonosných křemenných žil a technické problémy při dolování ve větších hloubkách. V neposlední řadě přispěla 12

14 k ukončení těžby také bouřlivá politická situace v zemi. Dobývání zlata tak bylo na několik desetiletí přerušeno [1] [6]. K další obnově dolů došlo na přelomu 15. a 16. století. Těžba zlata trvala krátce a nebyla významná. Poté byly veškeré hornické aktivity v oblasti Psích hor ukončeny a to až do konce 20. století. V jiných revírech v okolí Nového Knína však probíhaly průzkumné i těžební práce i nadále [1]. K hlubšímu poznání hornické minulosti Psích hor přispěl archeologický průzkum provedený v letech Archeologickým ústavem ČSAV. Ukázal mnoho stop po zaniklém dolování. Byly nalezeny, kromě jiného, části mlýnských kamenů na drcení rudy, zbytky středověké kovárny, železné hornické nářadí či hliněné hornické kahany. Není známo množství zlata vytěženého během obou období těžby v Psích horách, ale celkově byly v průběhu středověku vytěženy v celé Novoknínské oblasti asi 4 tuny zlata [1]. Na rudní revír Psích hor se pozornost opět zaměřuje v osmdesátých letech 20. století, kdy zde začíná geologický průzkum prováděný národním podnikem Geoindustria Praha (viz níže kapitola 1.2.1) [1]. V rámci tohoto geologického průzkumu byla postupně ražena štola Josef. Bývalý zaměstnanec Geoindustrie Ing. Zdeněk Hofmann uvádí, že své jméno obdržela po tehdejším předsedovi ČGÚ v Praze JUDr. Josefu Pravdovi. Jelikož se psal rok 1980 a jednalo se o štolu raženou do nadějného ložiska zlata, mělo její pojmenování spíše politický důvod. V České republice je takto pojmenovaných štol nebo šachet více. 1.2 Geologie okolí Horninové prostředí je zde velmi pestré. Nachází se zde dvě zlatonosná ložiska Čelina a Mokrsko. Ložiska Čelina a Mokrsko-východ se nachází v tufech a vulkanitech Jílovského pásma, zatímco převážná část ložiska Mokrsko-západ leží v granodioritu Středočeského plutonu [1] [3]. Rudní revír Psí hory se rozprostírá převážně v proterozoických horninách tzv. Jílovského pásma, které jsou více než 600 milionů let staré. Později, během variského vrásnění, do nich pronikly granitoidy Středočeského plutonu [1] [3]. Tento rudní revír patří z pohledu zásob zlata k nejbohatším v Evropě. Podle odhadů ukrývají místní ložiska až 130 tun tohoto drahého kovu. Zlatonosné zrudnění 13

15 je soustřeďováno do křemenných žil a žilníků. Místní zlato dosahuje sice vysoké ryzosti, ale je většinou velmi jemnozrnné. Jeho průměrný obsah v hornině není vysoký (2 g/t). Díky své jemnozrnnosti je zde zlato pouhým okem téměř neviditelné. Právě to bylo důvodem, proč ložisko Mokrsko zůstalo ve středověku stranou těžebního zájmu [1] [6] Geologický průzkum V letech proběhl rozsáhlý průzkum hornin Jílovského pásma, který odhalil možnou přítomnost významného zlatonosného zrudnění na území Psích hor. Mezi lety 1980 a 1990 následoval podrobný průzkum oblasti [1] [6]. Jeho součástí bylo geologické mapování, geofyzikální průzkum, podrobný geochemický průzkum půdního pokryvu, průzkum pomocí vrtů z povrchu a také báňský průzkum kombinovaný s podzemními vrty z nově ražené štoly Josef. Rozsah průzkumu - provedeno 103 jádrových vrtů z povrchu o celkové délce m - provedeno 127 podzemních jádrových vrtů o celkové délce m - vyražena štola Josef: o hlavní chodba vedená napříč všemi ložisky délka 1835 m o postranní chodby na jednotlivých ložiskách celková délka m o tři větrací komíny celková délka 330 m - odebráno a zanalyzováno půdních vzorků a přes vzorků z vrtů a z podzemí Výsledek průzkumu Výsledkem bylo zhodnocení zásob zlata na dosud známých ložiskách Čelina a Mokrsko-východ a objevení nového ložiska Mokrsko-západ, jehož využitelné zásoby byly odhadnuty na 75 tun zlata. Celkový potenciál všech ložisek revíru byl odhadnut na 130 tun zlata. Odhadnuté zásoby jsou větší, než kolik se vytěžilo na celém území České republiky během celé historie dobývání zlata [1] [6]. V rámci průzkumu probíhala v letech i experimentální podzemní těžba ložiska Čelina. Bylo vytěženo celkem tun rudniny, která se zpracovávala v úpravně Rudních dolů v Příbrami. Získáno z ní bylo 21,5 kg zlata [1]. K průmyslovému využití revíru nebylo nikdy přistoupeno kvůli předpokládanému negativnímu vlivu těžby na životní prostředí. Hlavní zdroj zlata v prostoru 14

16 Mokrsko-západ by bylo nutno dobývat pouze povrchovým způsobem, což by mělo velký dopad na místní krajinu a přírodu. V polovině 90. let projevily o lokalitu zájem zahraniční těžební společnosti. Z důvodu protestů místních obyvatel a ekologických organizací z plánů těžby sešlo [1]. 1.3 Podniky podílející se na původních pracích Výčet rozložení tehdy prováděných prací mezi podniky ve štole Josef. Geoindustria, národní podnik Praha: - Geologický průzkum - Povrchové měření - Kartografické zpracování Rudné doly, národní podnik Příbram důlně úpravárenský závod Příbram, Březové hory: - Důlní měření - Těžba zlata [3] [7] [8] Dle Ing. Zdeňka Hofmana veškeré báňské práce prováděné v letech Rudnými doly Příbram probíhaly za denní kontroly pracovníků Geoindustrie, která byla zadavatelem tohoto průzkumného úkolu. Bývalý podnik Geoindustria měl na našem území několik geologicko-průzkumných závodů. Jejich hlavní náplní bylo provádět průzkum výskytu potřebných nerostných surovin, který byl hrazen ze státního rozpočtu. Byly to závody Praha, Dubí u Teplic, Stříbro, Jihlava, Brno a strojní závod Kutná hora. Většina těchto závodů měla i tzv. báňské úseky. Ty byly vybaveny pro provádění báňských prací, tedy pro ražbu průzkumných důlních děl (štoly, šachtice a šachty, průzkumné rýhy). V některých případech se tyto práce prováděly na zájmovém území větších dolů. Proto ojediněle byly tyto práce dohodnuty s jiným dodavatelem báňských prací. Tak tomu bylo i v případě ložiska Mokrsko, které mělo být otevřeno štolou s délkou do 2 km a délkou průzkumných chodeb přibližně 6 km. 15

17 1.4 Významné projekty ve štole Josef Ve štole probíhá výuka a praktická příprava studentů v reálných podmínkách. Dále zde probíhá výzkum a experimenty týkající se hlavně problematiky ukládání použitého jaderného paliva [1] Projekt Meziuniverzitní podzemní laboratoř - MeziLab Pro využití mimořádných možností výuky a experimentů v podzemí byly získány i další vysoké školy. V rámci projektu nazvaného Meziuniverzitní spolupráce na rozvoji podzemní laboratoře Josef v oblasti ukládání nebezpečných látek a plynů byly dobudovány a upraveny další prostory štoly Josef [1]. Vznikla vybavená laboratoř se zázemím pro pracovníky a studenty zúčastněných škol MeziLab. Místnost je vybavena elektrickými a internetovými přípojkami, WiFi sítí a monitorovacími kamerami. MeziLab slouží jako univerzální laboratoř a pracovna až pro 10 osob. V rámci projektu byly pořízeny také měřicí přístroje a zařízení [1]. Specializovanou výuku části předmětů a výzkumné práce zde provádí několik vysokých škol [1]: - z ČVUT v Praze - Fakulta stavební a Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská - Vysoká škola chemicko-technologická v Praze - Technická univerzita v Liberci - Masarykova univerzita v Brně. Obr. 4: MeziLab [1] 16

18 1.4.2 TIMODAZ TIMODAZ je rozsáhlým evropským projektem, který je zaměřen na výzkum vlivu dlouhodobého působení tepla na stabilitu ostění úložného tunelu pro kontejnery s použitým jaderným palivem. Stabilita ostění úložného tunelu musí zůstat zachována po extrémně dlouhou dobu, především z důvodu možného budoucího vyjmutí kontejneru s použitým palivem. Toto lze předpokládat v případě vývoje dokonalé, dnes neexistující, technologie na jeho přepracování. Cílem výzkumu je na fyzikálním modelu ověřit, zda dlouhodobé zatížení teplem, které bude produkovat odpad v kontejneru, nevyvolá v betonovém ostění úložného tunelu takové zatížení (napětí), které by vyčerpalo pevnostní charakteristiky betonu a tím negativně ovlivnilo stabilitu ostění [1]. Průběh celého experimentu je online publikován na internetu, jeho výsledky měření jsou tudíž okamžitě dostupné na webových stránkách experimentu [1] NORM Cílem tohoto projektu je, na základě výsledků provedeného výzkumu, navrhnout způsob monitorování plynopropustnosti hornin u podzemních zásobníků nebezpečných látek a plynů, včetně CO 2. Dosud není zcela spolehlivě vyřešena otázka monitorovacího systému možného úniku plynů a nebezpečných látek do okolního prostředí i jejich škodlivé účinky na životní prostředí nebo zdraví člověka [1]. Předpokládá se, že se v rámci projektu uskuteční řada in situ experimentů. Experimentální výzkum bude založen na tlakování malo až velkoprofilových vrtů a na sledování a monitorování možné migrace plynů - jak plochami nespojitosti, tak vlastní testovanou horninou [1]. Výsledky projektu přispějí ke zvýšení bezpečnosti podzemních zásobníku plynů a k omezení negativních vlivů na životní prostředí [1]. 17

19 2 Původní podklady V areálu URC Josef bylo k dispozici minimum podkladů ke geodetickým pracím prováděným ještě za původního provozu štoly. Bylo zde několik listů Základní důlní mapy a částečný soupis souřadnic lokality Mokrsko-východ. Za pomoci správkyně areálu Josef Ing. Danuše Nádherné byla sjednána schůzka v příbramském archivu. Jako první jsem navštívila archiv Diamo Příbram, kde byly získány potřebné mapové listy Základní důlní mapy zájmového území. Byly zde získány i zápisníky prováděného polygonového měření a souhrnné seznamy souřadnic starých bodů. Záznamy nivelačního měření nebyly dochovány. Vedoucí práce domluvil schůzku s Ing. Petrem Trnkou, bývalým měřičem národního podniku Rudné doly Příbram, který v Josefu prováděl část měřických prací. Ze zdravotních důvodů nebylo možné domluvit schůzku s bývalým hlavním důlním měřičem štoly Josef Ing. Sedláčkem. Při této konzultaci jsme se od Ing. Trnky dozvěděli podrobnosti k použití stropní stabilizace. Do předem vyvrtané díry byl zaražen vysušený dřevěný kolík. Do něj zaražen měřický hřeb s plastovým háčkem. Vlivem vlhka dřevěný kolík nabobtnal a pevně držel na svém místě. Důlní olovnice byla zavěšena na bod pomocí prstence s hrotem. Prstenec se nasadil na háček bodu a hrot zapadl přesně do důlku. Některé dočasné body byly stabilizovány pouze kolíkem a místo měřického hřebu byl osazen plíšek s otvorem. Tyto body pro stropní stabilizaci vyvíjel Ústav pro výzkum rud v Praze. Tento ústav vyvíjel i výše zmiňovanou důlní olovnici s nastavitelnou délkou závěsu. V podzemí bylo úhlové měření prováděno vteřinovými teodolity Zeiss Theo 010A. Délky byly nejdříve měřeny komparovaným padesátimetrovým pásmem, které bylo podpíráno a napínáno kladkami. Úseky mezi podpěrami byly nivelovány, aby byla co nejvíce dodržena vodorovnost. Takto měřená délka byla odečítána několikrát a opravována o příslušné opravy. Později byly délky měřeny elektrooptickým dálkoměrem Opton ELDI2, který bylo možno v trojnožce vyměnit za teodolit. Tyto délky byly opravovány o hodnoty získané při komparaci na základně. Na povrchu byly délky údajně měřeny paralakticky. U povrchového připojení byly pro výpočty souřadnic délky redukovány do nulové hladiny a opraveny o vliv Křovákova zobrazení. V podzemí však u většiny důlních děl 18

20 redukce do nulové hladiny a ze zobrazení prováděna nebyla. Z dostupných informací nebylo zjištěno, jak tomu bylo ve štole Josef. V závěru konzultace jsem se dozvěděla, kde případně pátrat po dalších podkladech. Na základě těchto informací jsem navštívila archiv Geofondu, kde bylo možno nahlédnout do několika závěrečných zpráv průzkumu, jejichž součástí je i kapitola Měřická zpráva. 2.1 Navštívené instituce DIAMO státní podnik Archiv Odštěpný závod SUL Příbram Husova 31, Březové hory - Příbram ARCHIV GEOFOND - badatelna Kostelní 26, Praha Získané podklady Diamo Příbram: - Naskenované vybrané mapové listy základní důlní mapy 1:1000 štoly - Zápisníky polygonového měření starých bodů - Seznamy souřadnic starých bodů Geofond: - Měřické zprávy a některé seznamy souřadnic 2.3 Použitá stropní stabilizace Byla použita Značka pro stabilizaci důlních měřických bodů s nastříknutou polyamidovou hlavicí, která byla vyvíjena Ústavem pro výzkum Rud v Praze. Jedná se o československý patent č Je určena ke stabilizaci v podzemí do kolíků ve stropech, do dřevěných stropnic a případně lze osadit i do spár v horninách. Tvarování hlavice zvyšuje přesnost určení souřadnic důlních měřických bodů a umožňuje dosáhnout jednoznačnější signalizace bodu šňůrkou oproti běžně používaným kovovým značkám [5]. 19

21 Technický popis: Značka je tvořena tělesem čtvercového průřezu 4x4 mm. Těleso je zhotoveno z klínové oceli, na jednom konci je opatřeno kuželovitým hrotem a na druhém zatloukací částí. Dále se na tomto tělesu nachází zajišťovací zářez, který zajišťuje pevné spojení s nastříknutou hlavicí [5]. Hlavice je řešena víceúčelově. Skládá se z horního kuželovitého zavěšovacího vybrání a také dolního kuželovitého provlékacího vybrání. Obě tato vybrání jsou spojena osově souměrným otvorem. Dále je hlavice opatřena vodícím zářezem a zkosenou opěrnou plochou [5]. Obr. 7: Nárys s použitím měřického závěsu Obr. 6: Důlní olovnice ÚVR [1] Obr. 5: Bokorys měřické značky v kolíku Způsoby použití značky [5]: 1) Základní použití: Využívá se šňůrky se zavěšenou olovnicí, která se provlékne otvorem. Provléknutí šňůrky je ulehčeno provlékacím kuželovitým vybráním, které při jejím zasouváním samo šňůrku navede. Šňůrka je dále vedena vodícím zářezem a v požadované délce se zajistí úvazem na vhodný předmět v dole. 2) Použití zarážkové destičky: Šňůrka se provlékne jako v předchozím způsobu s tím rozdílem, že k zajištění konce provázku se použije zarážková destička. Šňůrka se 20

22 provlékne jejími otvory, poté se spustí olovnice a destička se opře o zkosenou opěrnou plochu nebo o horní plochu značky. Destička svým posunem po provázku umožní rychlou úpravu délky závěsu. Tím odpadá pracné zajišťování šňůrky úvazem k předmětům v dole. 3) Použití důlního měřického závěsu: Tento způsob odstraňuje nutnost provlékání šňůrky otvorem. Měřický závěs je tvořen prstencem, v jehož vnitřní části je zavěšovací kuželík. Proti kuželíku je v ose vyvrtán otvor, ve kterém je trvale provlečena šňůrka olovnice. Závěs se použije tak, že se kuželík zavěsí do kuželovitého zavěšovacího vybrání hlavice bodu. Vrchol kuželíku tak zapadne do otvoru značky. Tato pomůcka je vedena jako československý patent č ) Použití při uvádění do směru: Využívá se hlavně při uvádění směru do osy důlních děl. Vytyčí se požadovaný směr a do připraveného kolíku se předrazí jamka, do které se zasune kuželovitý hrot a zatluče se do malé hloubky. Tím je umožněno otáčení značkou. Otvorem se provleče šňůrka se zavěšenou olovnicí a značkou se pomalu otáčí za soustavného pozorování polohy šňůrky, dokud není v požadované poloze. Značka se poté zcela zatluče. Uvedený způsob č. 3 byl využíván při mém měření s modifikací, kdy byl na značku zavěšován místo olovnice všesměrový odrazný hranol pro možnost snadného měření délek totální stanicí. 2.4 Původní měřické práce Účelem prováděných měřických prací bylo vedení důlních děl podle platných plánů a vyhotovení základních důlních map v měřítku 1:2000 a 1:1000, které byly potřebné pro vyhodnocení ložiska. Měřické práce byly navázány na body ČSTS, ČSJNS a body poříčního polygonu Slapské přehradní nádrže [3] [7] [8]. 21

23 2.4.1 Povrchové měřické práce Z trigonometrických bodů byly měřeny přesné polygony stabilizované mezníky a železnými kolíky. Pro účely podrobného mapování byly polygony zhuštěny tachymetrickými pořady, které byly stabilizovány dřevěnými kolíky. Pro měření byl využíván elektrooptický dálkoměr Wild DI4, pro mapování autoredukční teodolit DALTHA 020. Výsledky měření byly vyhodnoceny v S-JTSK a v ČSJNS [3] [7] [8]. Výpočty byly prováděny na programovatelných elektronických kalkulátorech Hewlett-Packard HP 25 a HP 41 C [7] Důlní měřické práce Připojení výchozích bodů k S-JTSK a ČJNS Byly stabilizovány čtyři povrchové body RD1 až RD4, které byly připojeny přesným polygonovým pořadem. K měření vodorovných úhlů byl použit teodolit Zeiss Theo 010A. Polygonové strany byly měřeny elektrooptickým dálkoměrem Opton ELDI2. Z těchto nově zaměřených bodů byly stejným způsobem zaměřeny směrové body S1, S2 a S3 pro ražbu štoly. Tyto výchozí body byly určeny v S-JTSK [3] [7] [8]. Nivelační připojení bylo provedeno přesnou nivelací vycházející z bodů ČSJNS, konkrétně z bodu č Byly určeny nadmořské výšky bodů RD1 až RD4 a S1 až S3. Nadmořské výšky byly určeny v systému Balt po vyrovnání. Dle získaných podkladů byl pro měření použit přístroj Zeiss Ni-025, který je pro technickou nivelaci. Pro přesnou nivelaci byl spíše používán přístroj Zeiss Ni-007, jelikož v té době nebyly jiné dostupné [3] [7] [8]. Polohopisné měření Zaměřování důlních děl bylo prováděno polygony v průběhu ražby. Měření bylo navázáno na výchozí povrchové body. Důlní polygonové body byly stabilizovány vždy ve stropě důlního díla. Vodorovné úhly byly měřeny teodolity Zeiss Theo 010A, 020. Polygonové strany byly měřeny ocelovým padesátimetrovým pásmem WR-652 značky Unilong. Později také dálkoměrem Opton ELDI2 [3] [7] [8]. Výškové měření Bylo prováděno technickou nivelací. Měření vycházelo z nadmořských výšek povrchových bodů. Byla nivelována kolej po 10 m v celém průběhu směrné chodby 22

24 a také významnější polygonové body. K měření bylo použito přístroje Zeiss Ni-025 [3] [7] [8] Kartografické zpracování Mapa v měřítku 1 : byla vykreslena na zajištěném papíře s hliníkovou fólií. Polohopis byl určen číselnou tachymetrií, výškopis je interpolován v intervalu 1 m. Strmé svahy k přehradě byly přebrány z fotogrammetrických map. Mapa v měřítku 1 : byla v chybějících částech doplněna zvětšením mapy z měřítka 1 : [3] [7] [8]. Tiskové podklady byly z měřických originálů zpracovány na nesrážlivý materiál Folarex. Samostatně byly zpracovány složky polohopisu, výškopisu, štolového patra a mezipatra. Poté byl vyhotoven čtyřbarevný ofsetový soutisk [3] [7] [8]. 23

25 3 Dokumentace Před vlastní dokumentací bylo provedeno vyhledávání bodů podle získané základní důlní mapy obchůzkou chodeb Čelina-západ a Mokrsko-západ. Při další obchůzce byl každý nalezený bod vyfotografován a také prozkoumán jeho stav. Zjištěné skutečnosti byly zaznamenány do přiložených tabulek. Body, které se nenacházejí uprostřed rozrážky a jsou hůře lokalizovatelné, mají v poznámce uvedeno orientační přiblížení pro snadnější nalezení v budoucnu. Dokumentace nalezených bodů byla provedena ještě před vlastním zaměřením. Vzhledem k umístění stabilizace zkoumaných bodů ve výšce 2,5 až 3 m bylo k jejich ohledání nutné použít žebřík. Jelikož páteřní štola není zájmovou lokalitou, byla zde provedena pouze zběžná obchůzka. Během ní bylo nalezeno pouze několik vyhnilých kolíků. Důvodem mohou být bezpečnostní opatření v podobě odvrtávání uvolněné horniny a vyztužení stropu pomocí postřiku. Dokumentační fotografie jsou zpracovány v příloze č. 6 v podobě náhledů. Fotografie v plné velikosti jsou součástí elektronické přílohy. Čelina-západ Č. B. měřeno výška stav Poznámky foto S1 ne ne nenalezen strop je zakryt plechem ne S3 ano ne pevný háček hodně šikmý, problém se zavěšením, strop zakryt pletivem ano S5 ano ano pevný S7 ano ano pevný obtížné měření - překáží vedení vzduchotechniky znečištěn hmotou, kterou je vyztužen strop S9 ne ne nedostupný mimo dosah ano S11 ne ne nedostupný za pevným křížením vzduchotechniky S17 ne ne nenalezen ne S19 ne ne nenalezen ne S21 ne ne nedostupný za pevným křížením vzduchotechniky Tab. 1: Rekognoskace Čelina ano ano ano ano 24

26 Mokrsko-západ Č. B. měřeno výška stav Poznámky foto M4 ne ne nedostupný zakryt větrací trubkou - nelze zavěsit hranol M9 ano ano viklá se kolík nahnilý ano M7 ano ne pevný u zářivky ano M11 ano ne viklá se ano M13 ano ano viklá se za pletivem ano M15 ano ano pevný M 17 ano ne pevný M19 ano ne pevný není ve středu rozrážky, spíše směrem k páteřní štole způsob dočasné stabilizace, pletivo způsob dočasné stabilizace, pletivo M21 ano ne pevný způsob dočasné stabilizace ano M25 ano ne pevný způsob dočasné stabilizace ano M27 ano ne pevný pletivo - vystříhaný otvor ano M31 ano ne pevný šikmý, vedle zářivky ano M37 ano ne pevný zakryt pletivem - obtížně dostupný M35 ano ne viklá se zakryt pletivem - dostupný ano M41 ano ne pevný zakryt pletivem - dostupný ano M45 ano ne pevný značka z boku kolíku ano M47 ano ne pevný zakryt pletivem - dostupný ano M49 ne ne nenalezen strop je zakryt plechem ne M53 ano ne pevný ano M59 ne ne nenalezen ne M55 ano ne pevný ano M61 ano ne pevný ano M63 ne ne nestabilní kolík vyhnilý, značka vypadává - neudrží zavěšený hranol Tab. 2: Rekognoskace Mokrsko ano ano ano ano ano ano 25

27 4 Nové zaměření stávajících bodů První měření starých bodů v části Mokrsko-západ bylo pokusné. Probíhalo souběžně se zaměřením vlícovacích bodů pro laserové skenování jedné z rozrážek. Pro měření byla použita totální stanice Leica TS06 (viz Tab. 4). Zaměření bylo provedeno polární metodou z pevného stanoviska. Jako výchozí stanoviska byly použity body z místního, nově vybudovaného bodového pole. V této době nám nebyl znám způsob správného využití stropní stabilizace. Připravený závěsný hranol byl zavěšován do předsunutého zářezu plastového háčku místo správného zavěšení pomocí prstence do důlku háčku. Námi použitý způsob zavěšení nebyl praktický. Manipulace byla komplikovaná a na některých místech neproveditelná kvůli zákrytu stropu pletivem. U bodů, na které nebylo možno hranol zavěsit, byl použit otočený minihranol s výtyčkou. Hrot výtyčky minihranolu byl přiložen do důlku háčku. Největším problémem tohoto způsobu měření bylo dodržení svislosti, kdy libela otočeného minihranolu neukazovala svislost. Poté proběhla konzultace s Ing. Trnkou, při které jsme se dozvěděli, jak stropní stabilizaci správně použít (viz. Kapitola 2). Následující měření, využívající prstenec k zavěšení hranolu na bod, poskytla již reálná data, která budou dále zpracována. V první etapě byla zaměřena část bodů v lokalitě Mokrsko-západ. Začínalo se na konci chodby u MeziLabu (bod M63) a postupovalo se dále směrem k páteřní štole (bod M4). K měření polární metodou byla opět využita totální stanice Leica TS06. Pro stanoviska a orientace bylo použito místní, nově vybudované bodové pole. Měření bylo provedeno z bodu č. 524 s orientací na body č. 523 a č Měřeny byly body M61, M55 a M53. Druhé stanovisko bylo na bodě č. 523 s orientací na body č. 524 a č Odtud byly měřeny body M47, M45 a M41. Při tomto měření nebyly určovány výšky zaměřovaných bodů. V této části Mokrska jsou dle původních podkladů výškově určeny pouze tři body, které se nalézají blíže k páteřní štole. Měření této etapy bylo omezeno probíhajícími pracemi na odstranění uvolněné horniny ze stropu. Probíhající práce znemožnily viditelnost na další zaměřované body. V druhé etapě byly měřeny body v části Čelina-západ a zbylé body v části Mokrsko-západ. 26

28 V Čelinské chodbě bylo měřeno pouze z jednoho stanoviska na bodě č. 512 s orientací na bod č Zaměřeny byly body S3, S5 a S7. Měření na bodě S5 bylo obtížné. Při zavěšení hranolu byl provázek jeho závěsu odkláněn vedením vzduchotechniky a tím nebyla dodržena správná signalizace zaměřovaného bodu hranolem. Tento problém byl vyřešen ručním vychýlením vedení do strany. Při pokusu o zaměření bylo zjištěno, že vedení vzduchotechniky také brání viditelnosti na zavěšený hranol. Bylo nutno vedení odklonit a nadzvednout na dalších dvou místech. Zbylé body nebyly dostupné pro měření z důvodu umístění nad pevným křížením vedení vzduchotechniky, které nebylo možno odklonit. V této lokalitě jsou dostupné výškové údaje v původní dokumentaci. Všechny tyto body byly tedy zaměřeny také výškově, kromě bodu S3, u kterého je strop zakryt pletivem. Výšky byly odečítány na nivelační lati v první poloze dalekohledu totální stanice pod vodorovnou záměrou. Lať byla patkou přiložena ke hraně měřického hřebu bodu. Aby byla dodržena svislost, byla k lati připevněna nasazovací libela. Výška přístroje na stanovisku byla určena pásmem Leica GHM007 pro měření výšky stroje s využitím držáku pro pásmo Leica GHT196. V druhé etapě byly body v lokalitě Mokrsko-západ doměřovány z volného stanoviska mezi body č. 523 a 522. Z tohoto stanoviska byly měřeny body M41, M35, M37, M31, M27, M25, M21, M19, M17, M15 a M13. Z dalšího pevného stanoviska byly doměřeny zbylé body. Pevné stanovisko bylo na bodě č. 522 s orientací na bod č Měřeny byly body M21, M19, M17, M15, M13, M11, M7 a M9. U bodů M15, M13 a M9 byla měřena také jejich výška a to stejným způsobem jako v lokalitě Čelina. Měřeno bylo vždy ve dvou polohách dalekohledu. V případech, kdy zavěšený hranol nebyl zcela ustálen, bylo přidáno další měření ve skupině. Obr. 8: Použitý hranol při novém měření bodů 27

29 Při směrovém měření bylo vždy cíleno co nejvýše k měřenému bodu po provázku zavěšeného hranolu. Po zacílení se jemnou ustanovkou stroje upravilo vertikální cílení na odrazný hranol, aby byla měřena vzdálenost. V prostorách štoly je zhoršená viditelnost a tedy bylo třeba zlepšit světelné podmínky. Svítilnami bylo zvýšeno osvětlení závěsu hranolu a byl použit bílý papír jako kontrastní podklad pro snadnější rozeznání nitkového kříže. V případě, že měřený bod byl příliš blízký stanovisku a nebylo možno na něj zacílit, byl měřen pouze směr pomocí laserového pointeru přístroje. Vzdálenost byla určena několika odečty na pásmu Leica GHM007 od středu stroje k provázku závěsu hranolu. Souhrnný popis bodů, které byly zaměřeny, a informace o uskutečnění výškového měření je uvedena v přiložených rekognoskačních tabulkách v kapitole 4. Datum Lokalita Pomůcky Mokrsko-západ Totální stanice Leica TS06 (výr. č ), 2x stativ, klíč vel. 13, odrazný hranol Leica, centrovač, schůdky, teploměr, barometr, závěsný všesměrový hranol Trimble, držák pro pásmo Leica GHT196, pásmo pro měření výšky stroje Leica GHM007, odrazný minihranol Leica GMP 111, Totální stanice Leica TS06 (výr. č ), stativ, schůdky, klíč vel. 13, 2x stojánek, nivelační lať, 8.4. Mokrsko-západ 2x odrazný hranol Leica, nasazovací libela, teploměr, barometr, závěsný všesměrový hranol Trimble, pásmo pro měření výšky stroje Leica GHM007, držák pro pásmo Leica GHT196 Totální stanice Leica TS06 (výr. č ), stativ, schůdky, klíč vel. 13, 2x stojánek, nivelační lať, Čelina-západ Mokrsko-západ 2x odrazný hranol Leica, teploměr, barometr pásmo pro měření výšky stroje Leica GHM007, držák pro pásmo Leica GHT196 Tab. 3: Seznam pomůcek použitých při měření Leica TS06 Měření úhlů Přesnost (sm. odchylka) 0,6 mgon Měření délek na hranol Dosah 3500 m Přesnost (standard) 1,5mm+2 ppm Dalekohled Zvětšení 30x Zaostření 1,7m - Tab. 4: Technická specifikace-leica TS06 [9] 28

30 5 Zpracování výsledků Tato kapitola se zabývá postupným zpracováním naměřených dat. Cílem je porovnání souboru starých souřadnic a souřadnic nově určených bodů. Veškeré číselné hodnoty ke grafům zobrazujícím odchylky souřadnic z této kapitoly jsou zpracovány a uvedeny v tabulkách v příloze č. 4. Protokoly z programu Groma o provedených výpočtech jsou přiloženy v elektronické podobě. 5.1 Výpočet polární metody Jako výchozí souřadnice připojovacích bodů byly použity nově určené souřadnice základního důlního bodového pole štoly Josef. Tyto souřadnice určil můj spolužák Martin Fencl v rámci své bakalářské práce: Polohové zaměření a připojení základního bodového pole Josef. Výpočty byly zpracovány ve výpočetním programu Groma [10]. Nejdříve byla načtena naměřená data z elektronického zápisníku. Délky byly opraveny o vliv nadmořské výšky a Křovákova zobrazení. Pro opravu délek bylo použito jednotné měřítko pro celou štolu Josef ( ). V dalším kroku byla zkontrolována správnost číslování měřených bodů podle poznámek a případně provedena oprava chybných údajů. Byly doplněny hodnoty měřených délek u bodů, které byly blízko přístroje a jejichž délka byla doměřena dvoumetrem a směr laserovým pointerem. V takto upraveném zápisníku bylo následně zpracováno měření v obou polohách dalekohledu. Nejdříve byly pomocí funkce volné stanovisko vypočítány souřadnice volného stanoviska. Nové souřadnice starých bodů pak byly spočteny z upraveného zápisníku pomocí funkce polární metoda dávkou. Nově určené souřadnice starých bodů byly porovnány prostým rozdílem se souřadnicemi těchto bodů získaných v archivu. Rozdíly jsou vyčísleny v tabulce, která je v příloze č. 2. V oblasti Čelina-západ rozdíly dosahují v souřadnici Y 15 cm, zatímco v souřadnici X je maximální rozdíl 2 cm. V oblasti Mokrsko-západ je patrné, jak hodnota rozdílů narůstá v obou souřadnicích se vzdáleností od ústí štoly. V souřadnici Y rozdíl narůstá od 10 cm do 22 cm a v souřadnici X od 21 cm do 52 cm. Body M7 a M35 mají výrazně vyšší rozdíly v řádu metrů, proto jsou pro další úvahy a výpočty vyřazeny jako chybné. 29

31 S3 S5 S7 M9 M11 M13 M15 M17 M19 M21 M25 M27 M31 M37 M41 M45 M47 M53 M55 M61 Vyvstává tedy otázka, čím je tento vzdálenostní nárůst způsoben. Nejpravděpodobnější důvod je, že u původních výpočtů souřadnic není známo, zda byla uvažována oprava délek z nadmořské výšky a ze zobrazení a případně jaká byla její hodnota. Před dalšími výpočty byla zavedena oprava nových souřadnic o určený posun na připojovacím bodě 14T, který byl určen při měření rekonstrukce starého připojení štoly Martinem Fenclem. V části Čelina tato oprava odchylky zmenšila, ale v Mokrské části v obou souřadnicích odchylky narostly. Kontrolní posun je určen pouze na tomto bodě a není znám další vývoj posunu celé sítě, proto bylo od této opravy dále upuštěno. 0,3 Rozdíly porovnávaných souřadnic 0,2 0,1 0,0-0,1-0,2-0,3 dx dy -0,4-0,5-0,6 Obr. 9: Graf rozdílů porovnávaných souřadnic 30

32 S3 S5 S7 M9 M11 M13 M15 M17 M19 M21 M25 M27 M31 M37 M41 M45 M47 M53 M55 M61 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0,6-0,7 Rozdíly s opravou o posun na 14T dx dy Obr. 10: Graf rozdílů porovnávaných souřadnic se zavedeným posunem Dále byla rozvíjena úvaha nahlížet na porovnání souřadnic jako na dva odlišně natočené souřadnicové systémy, které mohou mít také odlišné měřítko délek. 5.2 Transformace souřadnic Pro další úvahy budu tyto dva odlišné souřadnicové systémy označovat jako S-JTSK v případě nově určených souřadnic a S-JTSK 2 systému souřadnic starých bodů. Pro porovnání byla zvolena shodnostní transformace, jejíž výpočet byl proveden taktéž v programu Groma. Transformační porovnání bylo, vzhledem k odlehlosti lokalit Čelina a Mokrsko, provedeno odděleně. Do transformačního klíče vstupovaly všechny body z lokality jako identické. Pro lokalitu Čelina vyšla hodnota pootočení -0,0282 gon. Opravy na identických bodech se pohybovaly pro obě souřadnice v rozmezí 0,2 cm až 1,2 cm. Pro lokalitu Mokrsko vyšla hodnota pootočení -0,0493 gon. Hodnota oprav na identických bodech byla pro souřadnici Y nejvíce 9,8 cm a pro souřadnici X nejvíce 8,6 cm. Pro lepší představu vývoje byly velikosti oprav posunuty z těžiště na první bod chodby, kde po této změně nabývají nulové hodnoty. 31

33 M9 M11 M13 M15 M17 M19 M21 M25 M27 M31 M41 M37 M45 M47 M53 M55 M61 Porovnání S-JTSK a S-JTSK 2 - Čelina 0,015 0,010 0,005 0,000-0,005-0,010-0,015 S3 S5 S7 dx dy Obr. 11:Graf oprav transformovaných souřadnic S-JTSK - Čelina Porovnání S-JTSK a S-JTSK 2 - Mokrsko 0,09 0,07 0,05 0,03 dy dx 0,01-0,01 Obr. 12: Graf oprav transformovaných souřadnic S-JTSK - Mokrsko Odchylky na jednotlivých bodech jsou stále poměrně veliké, což indikuje s velkou pravděpodobností odlišná měřítka délek obou souřadnicových systémů. V další fázi byla provedena transformace souřadnic tak, aby byl odstraněn vliv měřítka délek na nově určené souřadnice bodů. 5.3 Odstranění vlivu měřítka délek na nové souřadnice Podobnostní transformací bylo provedeno odstranění vlivu měřítka délek na nově určené souřadnice starých bodů. Výpočet byl prováděn opět odděleně pro každou lokalitu. Pro určení transformačního klíče byly zvoleny vždy dva body 32

34 z nového základního důlního bodového pole. Jeden na začátku chodby a druhý na jejím konci. První bod má identické souřadnice v obou soustavách. Ke druhému bodu byly dopočteny do dvojice souřadnice rajónem tak, že směrník zůstal nezměněn a délka byla přepočtena na délku bez vlivu délkového měřítka. Tímto výpočtem vzniká třetí systém souřadnic S JTSK 1. Pro Mokrskou lokalitu byly zvoleny body č. 521 a 524, a pro lokalitu Čelina body č a 512, z jejichž souřadnic byl spočítán směrník a vzdálenost d. Vzdálenost byla zbavena vlivu zavedeného měřítka délek m a tím získána vzdálenost d 0. Tato vzdálenost byla s původním směrníkem použita pro výpočet nových souřadnic bodu. Uvedené vzorce jsou modelové pro výpočet v lokalitě Mokrsko. (5.1) (5.2) (5.3) S-JTSK S-JTSK1 Č. B. Y X Y X , , , , , , , , , , , , , , , ,947 Tab. 5: Souřadnice identických bodů vstupujících do transformačního klíče 1 Takto zvolená trojice bodů byla použita pro určení transformačního klíče, který byl použit pro přepočet souřadnic nově měřených starých bodů na souřadnice, které jsou zbaveny vlivu délkového měřítka m. Následně byly tyto souřadnice, zbavené vlivu měřítka délek v systému S-JTSK 1, porovnány shodnostní transformací s původními souřadnicemi bodů v systému S-JTSK 2. V části Čelina je hodnota natočení -0,0284 gon, opravy na identických bodech se v obou souřadnicích pohybují mezi hodnotami 0,1 cm až 1,1 cm. V Mokrské části vychází hodnota natočení -0,0493 gon a hodnoty oprav se pohybují pro souřadnici Y mezi 5,3 cm a 0,2 cm. Pro souřadnici X je rozmezí hodnot mezi 8,1 cm a 0,9 cm. 33

35 M9 M11 M13 M15 M17 M19 M21 M25 M27 M31 M37 M41 M45 M47 M53 M55 M61 Porovnání S-JTSK 1 a S-JTSK 2 - Čelina 0,015 0,010 0,005 0,000 dy dx -0,005-0,010 S3 S5 S7 Obr. 13: Graf oprav transformovaných souřadnic S-JTSK 1 - Čelina Porovnání S-JTSK 1 a S-JTSK 2 - Mokrsko 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 dy dx -0,02-0,04 Obr. 14: Graf oprav transformovaných souřadnic S-JTSK 1 - Mokrsko Snahou tohoto výpočtu bylo ověřit, zda bylo v původních výpočtech zaváděno měřítko délek s hodnotou. Výsledky svým poklesem ukazují, že mohlo být zaváděno měřítko s hodnotou jedna nebo s hodnotou bližší jedničce než je dnes užívané měřítko zkreslení délek. 5.4 Porovnání délek V dalším kroku bylo přistoupeno k porovnání odpovídajících si délek ve třech zavedených souřadnicových systémech (S-JTSK, S-JTSK 1, S-JTSK 2 ). Záměrem tohoto porovnání je zjištění použitého měřítka délek, které bylo využíváno při výpočtech 34

36 starých souřadnic. Výhodou srovnání délek je skutečnost, že nejsou závislé na souřadnicovém systému, přesněji na jeho natočení a posunu. Délky mezi body byly určeny z dostupných souřadnic bodů v jednotlivých lokalitách. Lokalita Čelina obsahuje pouze dvě délky a nelze tedy z tohoto souboru určit relevantní měřítko délek. Další popisovaný postup byl prováděn pouze v lokalitě Mokrsko. Nejprve byly v každém systému souřadnic určeny délky mezi sousedícími body. Pro systém S-JTSK 1 byly délky určeny také kontrolně výpočtem z délek v systému S-JTSK. (5.4) V rámci porovnávání délek bylo provedeno také několik kontrol. První kontrolou je podíl délky v S-JTSK 1 a S-JTSK, který má být roven hodnotě zaváděného měřítka délek m. (5.5) Další kontrolou je průměrné měřítko podílu délek systému S-JTSK 1, které jsou v tomto systému určeny dvěma způsoby. Jednak transformací popisovanou výše a za druhé výpočtem z délek systému S-JTSK. (5.6) V dalším kroku už bylo určováno hledané neznámé měřítko délek starých bodů. První variantou je podíl délek v S-JTSK 2 a S-JTSK 1 v obou dostupných variantách. Z těchto podílů byla určena průměrná měřítka m 1 a m 2 porovnávaných délek. (5.7) (5.8) Druhou variantou výpočtu neznámého měřítka m 3 byl podíl délek v S-JTSK 2 a S-JTSK. (5.9) Veškeré číselné hodnoty délek, kontrol a počítaných měřítek jsou uvedeny v tabulce, která je přílohou číslo 3. Výsledná hodnota průměrně určeného měřítka délek z tohoto souboru je 1, (7,3 mm/100m). Měřítko z takto malého souboru není jednoznačné. Hodnota se pohybuje kolem jedné. Polovina výsledků se pohybuje v kladné části a druhá 35

37 v záporné. Vývoj v závislosti na velikosti délky je vyobrazen v přiloženém grafu. Vzhledem k nejednoznačnosti tohoto výsledku nebyla oprava o toto měřítko délek do dalších výpočtů zaváděna. 1,0030 1,0020 1,0010 Vývoj měřítka délek 1,0000 0,9990 m 0,9980 0, Použití systému S-JOSEF Obr. 15: Vývoj měřítka délek jednotlivých vzdáleností bodů V systému S-JOSEF jsou připojovací body, které jsou použity pro výpočet nového zaměření bodů. Ty jsou určeny v místním souřadnicovém systému, který není ovlivněn zaváděním měřítka délek. Tyto souřadnice jsou převzaty z již výše zmíněné bakalářské práce Martina Fencla. Pro kontrolu transformace nově určených souřadnic bodů ze systému S-JTSK do systému S-JTSK 1 byl využit systém S-JOSEF. Do transformačního klíče podobnostní transformace vstupovaly z těchto systémů stejné identické body jako v předešlé variantě tohoto výpočtu. S-JTSK S-JOSEF Č. B. Y X Y X , , , , , , , , , , , , , , , ,252 Tab. 6: Souřadnice identických bodů vstupujících do transformačního klíče 2 36

38 Souřadnice bodů získané použitím tohoto transformačního klíče byly shodnostní transformací porovnány se starými souřadnicemi těchto bodů. Dosažené hodnoty oprav na těchto bodech jsou shodné s hodnotami oprav z výpočtu provedeného v kapitole 5.3. Tímto výpočtem byla ověřena správnost předchozího způsobu výpočtu, který byl prováděn v době, kdy souřadnice identických bodů v systému S-JOSEF nebyly známy. 5.6 Transformace souřadnic celku V této podkapitole pro úplnost uvádím ve dvou případech chování celé štoly při porovnání souřadnic shodnostní transformací. První porovnání souřadnic je provedeno mezi systémy S-JTSK a S-JTSK 2. Druhé porovnání bylo provedeno mezi systémy S-JOSEF a S-JTSK 2. Tedy transformační porovnání starých souřadnic bodů se souřadnicemi nově určenými a také s nově určenými souřadnicemi v systému S-JOSEF. Do jednotlivých transformačních klíčů vstupují vždy všechny porovnávané body dohromady z obou lokalit jako identické. Při porovnání systému S-JTSK a S-JTSK 2 je hodnota rotace 0,0072 gon. Maximální hodnota opravy pro souřadnici Y je 13 cm a pro souřadnici X je 32 cm. V případě porovnání systému S-JOSEF a S-JTSK 2 vychází hodnota rotace 0,0071 gon. Maximum opravy dosahuje souřadnice Y v hodnotě 8 cm a v souřadnici X 26 cm. Z grafického vyjádření druhé porovnávající transformace mezi systémy S-JOSEF a S-JTSK 2 je vidět, že odchylky se u některých bodů zmenšují, ale v některých místech také narůstají. Při této transformaci celé štoly jsou největší odchylky v části Čelina pro souřadnici X 13,6 cm a pro souřadnici Y 8,2 cm. Oproti tomu v případě oddělené transformace zde odchylky dosahují výrazně nižších hodnot. Pro souřadnici X to je 0,7 cm a souřadnici X 0,6 cm. Obdobný vývoj je i v lokalitě Mokrsko, kde odchylky dosahují hodnot 5,7 cm pro souřadnici Y a 25,5 cm pro souřadnici X. V odděleném případě jsou hodnoty 4,2 cm pro souřadnici Y a 4,8 cm pro souřadnici X. Rozdílné chování transformace štoly jako celku a oddělených lokalit způsobuje odlehlost obou zkoumaných chodeb činící cca 1,5 km. Vliv má také neznalost zavedených měřítek délek použitých při výpočtech původních souřadnic bodů. 37

39 S3 S5 S7 M9 M11 M13 M15 M17 M19 M21 M25 M27 M31 M37 M41 M45 M47 M53 M55 M61 S3 S5 S7 M9 M11 M13 M15 M17 M19 M21 M25 M27 M31 M41 M37 M45 M47 M53 M55 M61 0,4 Porovnání S-JTSK a S-JTSK 2 v celé štole 0,3 0,2 0,1 0-0,1 dy dx -0,2-0,3 Obr. 17: Graf oprav transformovaných souřadnic S-JTSK 0,2 Porovnání S-JOSEF a S-JTSK 2 v celé štole 0,1 0,0-0,1-0,2 dx dy -0,3 Obr. 16: Graf oprav transformovaných souřadnc S-JOSEF 38

40 5.7 Výpočet výšek Pro výpočet výšek byly jako výchozí hodnoty výškového bodového pole použity výšky, které určil Roman Boháč ve své bakalářské práci Výškové zaměření a připojení základního důlního bodového pole štoly Josef. St. H st bod v s dh , ,52 H [m] H p [m] rozd. 1 [m] dh 1 [m] dh 2 [m] rozd. 2 [m] S7 1, , ,829 0, ,806 S5 0, , ,513 0,174 0,465 0,316 0,149 M15 1, , ,812 0, M13 1,780 1, , ,767 0,165 0,055 0,045 0,010 M9 1, , ,559 0,160 0,203 0,208 0,005 Tab. 7: Výpočet výšek (5.10) H - nově určená výška bodů H p - výška získaná z podkladů H st - výška stanoviska V s - výška stroje dh - měřené převýšení dh 1 - vypočtené převýšení z nově určených výšek dh 2 - vypočtené převýšení z výšek získaných z podkladů Soubor výškového měření je poměrně malý pro analýzu velikosti výškového posunu. Velikost rozdílu výšek bodu až 17 cm může způsobovat neznalost dnešní odlišnosti výšek původních připojovacích bodů. Při porovnání relativních převýšení je viditelné, že v části Mokrsko je jejich rozdíl 0,5 cm a 1 cm. V části Čelina rozdíl nabývá hodnoty 14,9 cm, který může být způsoben viditelným odlišným rozdílem z prvního porovnání. Tyto skutečnosti ukazují na možný problém zaměření bodu S Transformace rastrů základní důlní mapy Jako informativní výstup byly zpracovány naskenované listy Základní důlní mapy v měřítku 1:1000. Zpracování proběhlo v grafické části programu Geus [11]. Tyto listy mapy byly natransformovány na vygenerovanou čtvercovou síť po 100 m. Použita byla Helmertova transformace. Následně byly vloženy souřadnice nově určených bodů. 39