CC BY
142
УДК 622.271
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДЕФОРМАЦИЯМИ ТЕХНОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
Данила Александрович Горохов
Карагандинский государственный технический университет, 100027, Республика Казахстан, г. Караганда, Бульвар Мира, 56, магистр, старший преподаватель кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (7212)56-26-27, e-mail: gorokhov_danila@mail.ru
Дмитрий Сергеевич Ожигин
Карагандинский государственный технический университет, 100027, Республика Казахстан, г. Караганда, Бульвар Мира, 56, магистр, старший преподаватель кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (7212)56-26-27, e-mail: оzhigin.dima@mail.ru
Светлана Борисовна Ожигина
Карагандинский государственный технический университет, 100027, Республика Казахстан, г. Караганда, Бульвар Мира, 56, кандидат технических наук, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (7212)56-26-27, e-mail: osb66@mail.ru
Никита Александрович Дорош
Карагандинский государственный технический университет, 100027, Республика Казахстан, г. Караганда, Бульвар Мира, 56, магистрант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (7212)56-26-27, e-mail: trueod1nru@gmail.com
Дмитрий Александрович Кулыгин
Карагандинский государственный технический университет, 100027, Республика Казахстан, г. Караганда, Бульвар Мира, 56, магистрант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (7212)56-26-27, e-mail: kulyg1n994@mail.ru
Юлия Борисовна Воробьева
Карагандинский государственный технический университет, 100027, Республика Казахстан, г. Караганда, Бульвар Мира, 56, магистрант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (7212)56-26-27, e-mail: juliana_dictate_rules@mail.ru
В статье представлены результаты мониторинга состояния устойчивости отвалов на основе инструментальных маркшейдерско-геодезических наблюдений с использованием современного геодезического оборудования.
Ключевые слова: мониторинг, инструментальные наблюдения, наблюдательная станция, профильная линия, опорный (рабочий) репер.
SYSTEM OF GEOMONITORING OF THE TECHNOGENIC OBJECTS
Danila A. Gorokhov
Karaganda state technical university, 100027, Kazakhstan Republic, Karaganda, 56 Mira avenue, master, senior lecturer of Mine survey and geodesy department, tel. (7212)56-26-27, e-mail: gorokhov_danila@mail.ru
Dmitriy S. Ozhigin
Karaganda state technical university, 100027, Kazakhstan Republic, Karaganda, 56 Mira avenue, master, senior lecturer of Mine survey and geodesy department, tel. (7212)56-26-27, e-mail: ozhigin.dima@mail.ru
Svetlana B. Ozhigina
Karaganda state technical university, 100027, Kazakhstan Republic, Karaganda, 56 Mira avenue,
Ph. D., associate professor of Mine survey and geodesy department, tel. (7212)56-26-27, e-mail: osb66@mail.ru
Nikita A. Dorosh
Karaganda state technical university, 100027, Kazakhstan Republic, Karaganda, 56 Mira avenue, graduate students of Mine surveying and geodesy department, tel. (7212)56-26-27, e-mail: trueod1nru@gmail.com
Dmitriy A. Kulygin
Karaganda state technical university, 100027, Kazakhstan Republic, Karaganda, 56 Mira avenue, graduate students of Mine surveying and geodesy department, tel. (7212)56-26-27, e-mail: kulyg1n994@mail.ru
Julia B. Vorobyova
Karaganda state technical university, 100027, Kazakhstan Republic, Karaganda, 56 Mira avenue,
graduate students of Mine surveying and geodesy department, tel. (7212)56-26-27, e-mail: juliana_dictate_rules@mail.ru
The paper deals with the monitoring of the technogenic objects through a system of observation posts and stations of the series of instrumental observations.
Key words: monitoring, instrumental monitoring, monitoring station, profile line, base point,
point.
Организация системы геомеханического мониторинга состояния устойчивости техногенных объектов Степановского карьера на основе инструментальных маркшейдерско-геодезических наблюдений заключается в создании сети наблюдательных станций, выборе средств и методики геодезических измерений, в математической обработке результатов наблюдений, а так же в анализе и прогнозе состояния устойчивости карьерных и отвальных откосов.
Наблюдательные станции создаются в виде профильных линий реперов, закладываемых на прибортовой полосе, на бермах уступов или на отвалах, перпендикулярно верхней бровке карьера (откосу яруса отвала) на наиболее неблагоприятных по устойчивости участках [1].
На основе геомеханического исследования прибортовых и отвальных массивов Степановского карьера сотрудниками научно-исследовательской лаборатории «Маркшейдерия, геомеханика и геометризация недр» КарГТУ создана система мониторинга состояния устойчивости карьерных откосов, состоящая из 8 наблюдательных станций (11 профильных линий), включающих 163 репера, из них 20 опорных [2].
Для каждой из созданных на горнодобывающем предприятии наблюдательных станций определены схемы привязки и ориентирования опорных и связующих реперов профильных линий, позволяющие при производстве систематических инструментальных наблюдений быстро и безошибочно находить исходные пункты и придерживаться единой системы ориентирования в разных сериях наблюдений.
Инструментальные наблюдения производятся высокоточным электронным тахеометром Leica ТСА 1201 в совокупности с отражателями (рис. 1). С помощью данного оборудования могут быть определены все необходимые данные: расстояния между реперами, превышения и координаты реперов наблюдательных станций.
Рис. 1. Процесс инструментальных наблюдений с применением тахеометра Leica ТСА 1201 и отражателей на жестком отвесе
В качестве примера рассмотрим результаты инструментальных наблюдений за деформациями породного отвала Степановского карьера.
В феврале 2015 года в северо-западной части Центрального отвала вскрышных пород началось интенсивное сдвижение отвального массива протяженностью 930 метров по фронту, объемом - 2173,4 тыс. м3 (рис. 2).
Рис. 2. Деформации основания отвала. Район наблюдательной станции VIII
Причиной развития деформаций отвального массива является обводненность слабого наклонного основания отвала.
В мае 2015 года на данном участке заложена наблюдательная станция УШ, состоящая из трех профильных линий УША, УШВ и УШС, включающих в себя 7 опорных и 61 рабочий репер.
В период с 1.05.2015 года по 22.09.2016 года по данной наблюдательной станции было выполнено 8 серий высокоточных инструментальных наблюдений, что позволило определить скорости деформирования массива в разные интервалы времени.
Анализ результатов серий инструментальных наблюдений показал векторное смешение рабочих реперов наблюдательных станций.
Зная временной интервал между сериями наблюдений за состоянием устойчивости отвала, определена скорость сдвижения отвального массива.
В качестве примера представлено сравнение результатов пятой и восьмой серий инструментальных наблюдений по профильной линии УША (таблица).
Таблица
Сравнение результатов 5ой и 8ой серий инструментальных наблюдений по профильной линии УША Центрального отвала Степановского карьера
№ точки 29.09.2015 22.09.2016 ЛZ, мм аз, мм ЛЦ мм 3Б, мм У, мм/сут
S,м L, м S,м L, м
УШ-А-1 91,071 91,071 91,135 91,135 134 64 64 215 0,6
УШ-А-2 113,806 204,877 113,496 204,631 53 -310 -246 293 0,8
УШ-А-3 91,421 296,298 91,381 296,012 102 -40 -286 369 1,0
УШ-А-4 27,628 323,926 27,582 323,594 80 -47 -333 391 1,1
УШ-А-5 42,462 366,387 42,541 366,133 7 79 -254 428 1,2
УШ-А-6 63,291 429,678 63,333 429,466 -48 42 -212 486 1,4
УШ-А-7 18,709 448,387 18,651 448,117 -307 -58 -270 502 1,4
УШ-А-8 30,945 479,331 31,025 479,142 -398 81 -189 532 1,5
УШ-А-9 29,657 508,988 29,738 508,879 -36 81 -109 561 1,6
УШ-А-10 13,401 522,389 13,514 522,392 -30 114 4 573 1,6
УШ-А-11 21,286 543,675 21,324 543,716 -81 38 42 592 1,7
По результатам 8- ми серий инструментальных наблюдений за развитием деформаций отвального массива определены скорости сдвижения массива (рис. 3).
8,00
0,00
1 серия 14 2 серия 60 3 серия 93 1 серия 155 5 серия 449 6 серия 502 7серия 8 серия
01.05.20151 |14.05'2015| 128.06.20151 130.07.20151 129.09.20151 123.06.20161 116.08.20161 122.03.20161 Закладка
набл.станций Промежутки времени между наблюдениями (сутки)
Рис. 3. Изменение скорости сдвижения отвального массива
Анализ результатов инструментальных наблюдений за состоянием устойчивости отвала по станции VIII показал, что существующие деформации отвала в данном районе имеют затухающий характер. Это подтверждается снижением скорости деформации массива в период с июля 2015 года по сентябрь 2016г. (рис. 3). Данный вид деформации отвала, относится к подподошвенным оползням. Согласно Методическим указаниям по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов...[3], в данных условиях необходимо проводить контроль положения реперов наблюдательных станций не реже трех раз в год [3]. Для инструментального контроля могут быть использованы GPS наблюдения или упрощенные методы наблюдения [3, главы 3,4]. Для предотвращения развития оползней необходимо следовать рекомендациям, указанным в п.п. 154-156 Методических указаний [3].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Мониторинг состояния бортов глубоких карьеров АО «ССГПО» / С. Б. Ожигина, Р. А. Урдубаев, Д. С. Ожигин, С. Г. Ожигин // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 1. - С. 210-215.
2. Мониторинг состояния устойчивости карьерных откосов / С. Б. Ожигина, А. Д. Сашурин, С. Г. Ожигин, Д. С. Ожигин, Д. А. Кулыгин // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 2. - C. 163-168.
3. Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости. Согласованы приказом Комитета по государственному контролю за чрезвычайными ситуациями и промышленной безопасностью Республики Казахстан от «22» сентября 2008 г. № 39.
© Д. А. Горохов, Д. С. Ожигин, С. Б. Ожигина, Н. А. Дорош, Д. А. Кулыгин, Ю. Б. Воробьева, 2017
УДК 551.2.03
