Инновационный подход управления техногенным ресурсом на предприятиях «СУЭК Красноярск» с примененем беспилотника Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 622.271

ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫМ РЕСУРСОМ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ «СУЭК КРАСНОЯРСК» С ПРИМЕНЕНЕМ БЕСПИЛОТНИКА

Е. Н. Овчинников1, А. В. Остапенко2 Научный руководитель - Е. В. Еременко1

1 Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected] 2Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Обоснован инновационный подход в управлении техногенным ресурсом горнодобывающего предприятия на основе применения беспилотников БПЛА «Дельта» для условий предприятий «СУЭК Красноярск». Установлены закономерности формирования данного ресурса для условий карьера «Бородинский ».

Ключевые слова: избыточное выработанное пространство, техногенный ресурс, беспилотник.

INNOVATIVE APPROACH IN THE MANAGEMENT MAN-CAUSED RESOURCE OF AN ENTERPRISE "SUEK - KRASNOYARSK" USING DRONE

E. N. Ovchinnikov1, A. V. Ostapenko2

Scientific Supervisor - E. V. Eremenko1

1Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected] 2Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

Substantiated innovative approach in the management of man-caused resource for the enterprise environment, "SUEK Krasnoyarsk" through the use of unmanned drones "Delta". The regularities of the formation of man-made resource for career conditions "Borodino".

Keywords: surplus mined-out space, man-caused resource, drone.

Использование аэрофотосъемки для осуществления сбора информации о работе горнодобывающего предприятия и формирования техногенного ресурса позволяет точнее управлять избыточно выработанным пространством (ИВП) в границах карьера. Выбор беспилотно летательного аппарата (БПЛА) в сравнении с гражданской авиацией позволяет значительно сократить финансовые затраты и время.

Цель данного исследования - повысить эффективность добычи полезного ископаемого на карьерах СУЭК Красноярск.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• С помощью БПЛА и разработанного программного обеспечения (ПО) провести мониторинг ИВП карьеров СУЭК Красноярск.

• Установить закономерности формирования и зоны распространения техногенного ресурса в карьере.

• Разработать мероприятия по управлению и использованию ИВП.

С помощью беспилотника необходимо получить новую, достоверную информацию о работе горнодобывающего предприятия за счет проведенной аэрофотосъёмки. Произвести измерение труднодоступных высотных точек на сформированных отвалах внутри разреза для дальнейшего форми-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 2

рования техногенного ресурса. Объектом исследования являются горнодобывающие предприятия Канско-Ачинского угольного бассейна.

2

п —

о

с -

н

и

о =

-

п

а -

а

ч

о «

о о.

18 000,0

1б000:0

14 000:0

н 12 000:0

и

3 10 000:0

н

8 000:0

бооао

4ода:о

2 000:0

16 495,4 1Я 7Я? ^ ' 18 000,0

< -------- 1и

17 018,1

—•—Бородинский разрез

И Березовский разрез

—Назаровский разрез 7 400,0

6 926,5 Г™" || _ ___^ 339,2 б 262,8________

3 619,5 4 290,0 '

-^тдз^--Т--*-

2013

2014 2015

Годы разработки месторождения

2016

Рис. 1. Динамика производительности угольных разрезов СУЭК-Красноярск по полезному ископаемому

СУЭК представлен тремя угольными разрезами. Самый крупный является Бородинский разрез с годовой производительностью угля в 18 млн т. Березовским разрезом с годовой производительностью угля порядка 7 млн т Назаровским разрез с годовой производительностью угля в около 4 млн т Суммарная годовая производительность данных угольных разрезов колеблется в приделах 25-28 млн т.

Дальнейшие расчеты проведены по угольному разрезу «Бородинский». Выполнение аэрофотосъёмки в карьере, вынуждает обратиться за помощью к БПЛА. Комплекс БПЛА состоит из катапульты, непосредственно самого летательного аппарата, бытового ноутбука, в котором установлено специально разработанное программное обеспечение. Аэрофотосъёмка выполнена проектной командой ИГДГиГ под руководством проф. В. А. Макарова [1].

Использован БПЛА «ДЕЛЬТА» с запланированной траекторией полета вдоль фронта горных работ разреза «Бородинский». На протяжении всего рейса выполняется непрерывная фотосъёмка с параллельным измерением высотных точек, по завершению которого программа компонует все снимки в единый файл. Это позволяет получить необходимую информацию для решения таких задач, как:

• проведение мониторинга взрывных работ;

• наблюдать за ходом экскаваторных работ;

• получать новую информацию о простоях автосамосвалов, ожидающих погрузку;

• наблюдать за атвалообразованием;

• проводить мониторинг по формированию избыточным выработанным пространством.

При разработке угольных месторождений Канско-Ачинского угольного бассейна возникает новый техногенный ресурс- избыточным выработанным пространством. Под ИВП следует понимать часть внутреннего выработанного пространства, ограниченного снизу - почвой пласта, сверху результирующим уровнем дневной поверхности, от выхода пласта под наносы - откосом нерабочего борта, со стороны рабочей зоны - откосом отвального яруса максимальной приближенного к нижней бровке угольного уступа [2].

С помощью результатов полученным после облета БПЛА разреза «Бородинский» было произведено моделирование формирования ИВП и рассчитаны объёмы и параметры зоны его распространения [3].

Рис. 2. Формирование техногенного ресурса (на примере разреза «Бородинский»)

В результате расчета была установлены закономерности формирования ИВП вдоль фронта работ в границах разреза «Бородинский». Максимальный объём ИВП составляет 19,06 млн м3 на профильной линии № 10, минимальный - 14,25 млн м3 на профильной линии № 30. Наиболее точно описывает полученные данные полиномиальная зависимость 4-го порядка, коэффициент корреляции практически равен единице.

21

14 13

■ 1 1 1 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ У = {>,152 ■ ■ ■ Кг =| 0,94 Зх +Г2б,"> И | 03 !

•X Об 1 1 1 1 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ их1 [ з«2; 0,9787 ■ 12x^-3.5 89 ; ■ 86x^22 ■ ■ Г23*|*-22 ■ ■ ■ т\ 263

■ 1 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 1 ■ ■ кг ± 0,9;

..... _____ к 5 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Ьс*--{Г,029 ■ ■ ■

У = 0,0023] * ■ ■ ■ '-о, №32 С* + 0,613 = IX1 -!235 0,9968 V "1,9 ■ ■ ■ ¡49х!+ 18 ■ ■ ■ 946;

■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 1 '7

14,24 \ * ,28 \ ■ ■ ■ Г—- ■ И 4*3

14 17-л ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

10 14 18 22 26 30 34 Ноиер поперечного разреза

38

42

46

Рис. 3. Закономерности формирования техногенного ресурса в границах разреза «Бородинский»

По данным БПЛА были установлены параметры распределения ИВП внутри карьера объём которого превысил 153 млн м3, шириной более 1500 м и длиной более 3600 м. Исходя из этого целесообразно концентрировать вскрышу во внутренних отвалах в соответствии с полученными результатами распространения техногенного ресурса внутри карьера по наименьшему пути транспортирования, через фланги.

Библиографические ссылки

1. Макаров В. А., Чащин А. А., Козаченко М. Г. Факторы опасности техногенных объектов горно-металлургического комплекса Красноярского края // Безопасность труда промышленности. 2001. № 11. С. 14.

2. Еременко Е. В. Концепция разработки обширных мощных месторождений слабонаклонного залегания с учетом закономерностей формирования избыточного выработанного пространства // Горный информационно-аналитический бюллетень. М. : Горная книга, 2012. № 8. С. 149-154.

3. Еременко Е. В. Формирование грузопотоков вскрыши с учетом расположения техногенного ресурса карьера // Уголь. М. : Горная книга. 2012. № 9. С. 28-30.

© Овчинников Е. Н., Остапенко А. В., 2016