CC BY
93EARTH SCIENCES / <<Ш1ШМУМ~^©иГМа1>#М66)),2©2©
EARTH SCIENCES
УДК 622.1: 528.02
Блищенко А.А. аспирант кафедры Маркшейдерского дела Санкт-Петербургский Горный университет DOI: 10.24411/2520-6990-2020-11902 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ НА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ, ТЕНДЕНЦИЯ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Blishchenko A.A.
postgraduate student of the department of surveying Saint Petersburg Mining University
USE OF GEODETIC INSTRUMENTS IN OPEN-PIT MINING, THE TREND OF USING UNMANNED
TECHNOLOGIES
Аннотация.
Данная работа посвящена маркшейдерским приборам, применяемым на открытых горных работах в настоящее время. Определены их технические возможности и преимущества, способствующие эффективности маркшейдерских работ. Намечены современная тенденция распространения применения беспилотных технологий в горном деле.
Abstract.
This work is devoted to surveying devices used in open-pit mining operations at the present time. Their technical capabilities and advantages that contribute to the effectiveness of surveying are identified. The current trend of the spread of the use of unmanned technologies in mining is outlined.
Ключевые слова: электронно-оптический тахеометр, лазерно-сканирующие системы, методы спутниковых измерений, беспилотные технологии.
Keywords: electron-optical total station, laser-scanning systems, satellite measurement methods, unmanned technologies.
Основное направление развития предприятий, обеспечивающих добычу полезных ископаемых и освоение подземных пространств, является рост производительности и безопасности работ. Неотъемлемая роль в этом принадлежит маркшейдерским службам. Их качественная и эффективная работа напрямую зависит от технической оснащенности приборами, обеспечивающими необходимый уровень точности и оперативности получения результатов измерений [1].
В последнее время маркшейдерское приборостроение претерпело существенные изменения. Подавляющее большинство маркшейдерских приборов оснащается электронными модулями, которые способны на порядок повысить производительность как полевых, так и камеральных работ.
Говоря о современных приборах, нельзя не упомянуть об электронно-оптическом тахеометре. Электронно-оптический тахеометр является незаменимым инструментом маркшейдера на открытых горных работах и на карьерах, в частности. В первую очередь, за счет своей универсальности в решении различных горно-геометрических задач, а также технических возможностей по линейно-угловым измерениям [2]. Перспективным направлением развития современных тахеометров следует признать применение сервомоторов и, как следствие, режима автоматического наведения на цель, что позволяет в итоге при проведении съемки работать
одному. Это гарантирует дополнительную точность измерений и увеличение производительности маркшейдерских работ на 30-40 %. Кроме того, данный режим «убирает» рабочее место горнорабочего, что выгодно с экономической точки зрения.
Достаточно большое распространение на открытых горных работах имеют лазерно-сканирую-щие системы. Их использование позволяет не только максимально повысить производительность труда при маркшейдерских съемках, но и получать данные о пространственном положении объектов в виде трехмерной компьютерной модели практически без промежуточной стадии обработки измеренных величин. Современные сканеры обладают высокой точностью позиционирования объектов съемки при значительном радиусе действия [3]. Данные качества несомненно отвечают требованиям по измерениям на открытых горных работах. Поэтому будет правильным отметить, что лазерно-сканирующие системы являются значительным технологическим новшеством последнего времени в маркшейдерии. Технологический эффект, вызванный их появлением, настолько значителен, что его можно сравнить только с внедрением в повседневную маркшейдерскую практику в начале 90-х годов систем GPS и ГЛОНАСС.
Стоит признать, что в настоящее время главным помощником для маркшейдера на карьерах, и не только, становятся методы спутниковых измере-
«C@yL@qyiym-J©yrMaL»#14îââ),2©2© / EARTH sciences
ний с помощью систем глобального позиционирования GNSS. Однако, системы GNSS представляют собой класс приборов геодезического позиционирования, а не маркшейдерских измерений в их классическом представлении. Тем не менее, использование методов спутниковых наблюдений за счет своей удобности и технических возможностей более чем приемлемо для работ на открытом пространстве. Основной принцип их работы — определение местоположения путём измерения моментов времени приёма синхронизированного сигнала от навигационных спутников антенной потребителя
[4].
Их преимущества заключаются в следующем:
- возможность проводить измерения без зрительного контакта между пунктами на расстоянии нескольких тысяч километров;
- осуществление измерений не зависит от погодных условий и времени суток;
- увеличение точности измерений благодаря снижению влияния атмосферы;
- измерения могут проводиться в движении;
- мониторинг возможных деформаций в сооружениях или в земной коре;
- сверхточное определение координат объекта;
- автоматизация измерений повышает производительность труда и, кроме того, минимизирует ошибки.
Таким образом, спутниковые методы измерений стремительно ворвались в маркшейдерское дело и в настоящее время активно теснят по всем направлениям традиционные методы измерений.
Однако, использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для маркшейдерской съемки горных объектов становится все более частым в применении инструментом маркшейдерского обеспечения в горном производстве [5]. Параллельно с развитием данной технологии, прогрессирует как процесс усовершенствования методик использования БПЛА, так и требования к точности фотограмметрической съемки. От высоких качественных и количественных показателей производства съемки с помощью современной фотограмметрии зависят корректность результатов координатного определения горных объектов, их объемно-площадные свойства, а как итог, показатели добычи на карьере и составление конечного актуального топографического плана поверхности месторождения [6]. Главным преимуществом применения беспилотных технологий является минимизация трудозатратности полевых работ. Однако, камеральные работы требуют не только программное обеспечение высокой производительности, но и классифицированного подхода к обработке данных.
Благодаря техническому прогрессу в сфере маркшейдерского приборостроения, производительность измерений и решений горно-геометрических задач повысились на порядок. Тем не менее, необходимо грамотно выстроить систему использования современных приборов на открытых горных
работах. Например, использование электронно-оптических и автоматизированных тахеометров остается главным подспорьем при проведении измерений на карьерах небольшого размера. Спутниковые системы подходят для проведения обмеров складов и отвалов, исключая трудоемкость выполнения измерений данных объектов тахеометрами, станции которых необходимо сменять для выполнения этого вида работ. Лазерно-сканирующие системы -технологический прорыв в сфере маркшейдерских наблюдений. Однако, с экономической точки зрения, из-за дорогой стоимости этих приборов выгодно их использование для проведения работ на карьерах достаточно больших размеров. Тем не менее, именно беспилотные технологии на сегодняшний день представляют наибольший интерес для маркшейдерского обеспечения горных работ. Их развитие кажется перспективным и отвечающим инженерным требованиям получения результата измерений, приближенного к истинному.
Таким образом, маркшейдер обязан правильно выбирать приборы для осуществления измерительных работ, соотнося их технические возможности с конфигурацией объекта наблюдений, находящегося в сфере его ответственности. А также грамотно выстраивать методику измерений и следить за современными тенденциями в развитии маркшейдерского приборостроения для улучшения производительности его деятельности в горном деле.
Список литературы
1. Турсбеков С.В., Солтабаева С.Т., Нуртуга-нов Б.Н., Кенжегалиев Н.Х. Современное маркшей-дерско-геодезическое приборостроение. Вестник КРСУ. 2015. Том 15.
2. Шебшаевич В. С., Дмитриев П. П., Иванцев Н. В. и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / под ред. В. С. Шебшаевича. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1993. — 408 с.
3. Марков С.Ю. Практическое использование GPS. Использование GPS для целей кадастра. КНУСА, 2016 г.
4. Зинченко О.Н. Беспилотный Летательный аппарат: применение в целях аэрофотосъёмки для картографирования, «Ракурс», Москва, Россия, 2011.
5. Blishchenko А.А. Modern mine survey techniques in the process of mining operations in openpit mines (quarries). Scientific reports on resource issues 2019, p.68. Technische University Bergakademie Freiberg, Germany.
6. Блищенко А.А., Гусев В.Н. Совместное использование электронных тахеометров и GNSS-приемников для маркшейдерских съемок на карьерах. Естественные и технические науки №4 (130) 2019 г., с. 79-83.
7. РД 07-603-03 Инструкция по производству маркшейдерских работ, Москва, Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России»
