CC BY
49
удк 622 1 Ю.М. Левкин
ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ПРИБОРОВ ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ МАРКШЕЙДЕРСКОГО МОНИТОРИНГА ПРЕДПРИЯТИЯ МНОГОЦЕЛЕВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Назначение вторичного использования подземных выработок, не участвующих в добыче полезного ископаемого, невозможно определить без их маркшейдерского обследования. Точную информацию об обследовании подземного пространства возможно получать при использовании современных геодезических приборов. Ключевые слова: маркшейдерский мониторинг, подземные горные выработки вторичной многоцелевой эксплуатации, беспилотные летательные аппараты, георадары, лазерные сканеры.
Подземные горные выработки, не участвующие в процессе добычи полезного ископаемого горнодобывающего предприятия или предприятия прекратившего добычу полезного ископаемого могут быть использованы вторично. Промышленная и экологическая безопасность подземных горных выработок вторичной многоцелевой эксплуатации может быть обеспечена только при условии проведения маркшейдерских наблюдений за их состоянием в режиме непрерывного или дискретно непрерывного мониторинга.
Для принятия соответствующего решения, первоначально необходимо определить наличие спроса на такие площади, достаточный объем эксплуатационного пространства, несущую способность крепи горных выработок позволяющую вести, в зависимости от цели использования, долговременную (складские помещения, осуществление различной предпринимательской деятельности и т.д.), кратковременную ( складирование нетоксичных отходов жизнедеятельности человека с последующим
ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 5. С. 306-310. © 2017. Ю.М. Левкин.
погашением выработок) эксплуатации или погашение неэффективных для использования выработок. Осуществляемое маркшейдерское до эксплуатационное обследование, с предоставлением заключения о вторичном использовании подземного пространства, должно гарантировать безопасную возможность использования этих выработок, с указанием цели. При подготовке заключения, маркшейдер использует имеющуюся документацию на предприятии, о состоянии наземной территории и подземного пространства.
Наличие современных приборов и инструментов контроля за проявлением на земной поверхности процессов сдвижения горных пород, а также разрушение крепи горных выработок предназначенных для вторичной эксплуатации и горных пород находящихся за крепью выработок, позволяет осуществлять маркшейдерский мониторинг, на современном уровне.
Для получения информации о состоянии большого участка земной поверхности до недавнего времени использовалась спутниковая съемка, аэрофотосьемка с самолетов, недостатком которых являлась большая цена, качество снимков, их точность, сроки выполнения заказа которые зависели от времени года, погодных условий и других факторов. Применение для данных целей современных беспилотных летательных аппаратов (дронов) позволило существенно снизить затраты, время выполнения работ, увеличить точность выполнения съемки местности. Современные беспилотники оснащены высокоточной съемочной аппаратурой позволяющей на профессиональном уровне осуществлять фото- и видеосъемку (DJI Go Китай). Пульт управления и контроллером Pro+ оснащенным 5,5-дюймовым дисплеем, изготовленный по технология ActiveTrack позволяет использовать любой смартфон с установленным приложением DJI Go, на экране которого с высокой четкостью, контрастностью, насыщенностью, яркостью (1000 кд/м2) транслируется с камеры дро-на объект съемки, в радиусе 5 км. Разрешением динамического диапазона камеры съемочной аппаратуры в 20 Мп, построенной на основе одно дюймовой матрицы CMOS, обладающей 11,6 ступенями экспозиции достигается необходимая контрастность снимков в затемненных и ярко освещенных кадрах, а также глубина резкости. При необходимости, видео транслируется в онлайн-режиме на YouTube, датчики ориентирования расположенные по периметру дрона позволяют ему огибать возникающие на пути препятствия. Модуль GPS/ГЛОНАСС направляет дрон к месту съемки по кратчайшему пути, в обход преград.
Территория на которой находится горное предприятие предназначенное для вторичной эксплуатации как правило основная площадь земной поверхности подработана добычными работами, в земле находятся коммуникации за которыми необходимо вести наблюдения. Для целей визуализации подземных коммуникаций используются георадары (компания Radiodetection, Великобритания), это современные высокотехнологичные геофизические локаторы подземного зондирования, обеспечивающие идеальное отображение карты подземного состояния исследуемой территории благодаря мощной системе обработки цифровых сигналов. Они оснащены высококонтрастным жидкокристаллическим дисплеем с высокой четкостью изображений и расширенной цветовой гаммой.
Георадары позволяют контролировать под землей техническое состояние кабелей энергоснабжения, трубопроводов предназначенных для откачки воды из подземных горных выработок, обнаруживать подземные полости возникшие в результате природных катаклизмов и жизнедеятельности человека.
Подземное пространство обследуется не только визуально, но и с помощью современных сканирующих устройств. При обследовании особое внимание уделяется выработкам, которые должны эксплуатироваться долгий срок. Как правило, это главные выработки (вертикальные, горизонтальные, наклонные) выходящие на поверхность земли, а также подземные горные выработки закрепленные бетонной или железобетонной крепью. В этих выработках маркшейдеру необходимо устанавливать сканеры скрытых полостей с датчиками сбора информации настроенными на ее передачу через определенный промежуток времени, в том числе экстренную передачу информации, в любое время, что позволило бы своевременно контролировать процессы происходящие в недрах окружающих выработку. Полученная информация позволит своевременно покинуть подземное пространство при возникновении экстренной ситуации. Применение трехмерного лазерного сканирования подземных горных выработок в импульсном или фазовом режимах работы позволяет получить объемную цифровую модель.
Для сканирования подземного пространства реперы, как правило, оснащаются марками внешнего ориентирования располагаемыми по периметру горной выработки, вне прямой линии видимости относительно друг друга в плане и по высоте, на расстоянии друг от друга, в соответствии с инструкцией производителя.
Полученная информация сканирования после обработки программным продуктом позволяет выполнить вычерчивание топоплана объекта съемки в необходимом масштабе. Полученная информация обеспечивает создание точной 3D-модели. Проводимые полевые измерения позволяют получить наиболее достоверную информацию о положении реперов, что в свою очередь дает оценку о состоянии подземного пространства и процессов происходящих внутри массива в котором проведена подземная выработка.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Levkin Yu. M, Orlov G. V. Prevention of surface subsidence caused by underground mining and coal gasification — mining in the 3rd millennium / The Social and Environmental Impact. Xth International congress of the international society for mine surveying in conjunction with the 23rd Iemsa national surveying conference, Fremantle, Western Australia. 2—6 November 1997. Congress Proceeding, Hosted by The Institution of engineering and mining surveyors Auctralia.
2. Попов В. Н., Иофис М. А., Орлов Г. В., Левкин Ю. М. Оценка и прогноз геомеханического состояния подработанного слоистого массива горных пород / International Society for Mine Surveying 4-th Commission (Rockmass movements and mining damage ). Proceedings of the Scientific Sessions in Ustron — Poland (No XVIII, 1995) and Balatongyorok — Hungary (No XIX, 1996). Gliwice, Poland, 1997.
3. Гусев В. Н., Выстрчил М. Г., Васильев М. Ю., Шахин А. Ф., Носов В. К. О влиянии местоположения марок внешнего ориентирования на точность лазерно-сканирующей съемки // Маркшейдерский вестник. - 2011. - № 5. - C. 26-29.
4. Левкин Ю. М. Левкин М. Ю. Особенности выбора горных выработок для их многоцелевого использования // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2012. - № 12. - C. 253-260.
5. Левкин Ю. М., Левкин М. Ю. Программно-инструментальная среда выбора направления использования отработанного подземного пространства при вторичном освоении / Proceedings of the international workshop on advances in in surface mining for environmental protection and sustainable development 22-23 October 2015, Hanoi, Vietnam. Publishing House for Science and Technology, Hanoi, Vietnam, pp. 188-191. ЕШЗ
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ
Левкин Юрий Михайлович - доктор технических наук, профессор,
МГИ НИТУ «МИСиС», e-mail: ud@msmu.ru.
UDC 622.1
Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. No. 5, pp. 306-310. Yu.M. Levkin
UP-TO-DATE EQUIPMENT
FOR SURVEY MONITORING
IN MULTIPURPOSE MINE WORKINGS
The purpose of reuse of mine workings currently out of production is impossible to determine without survey monitoring. Accurate examination data on an underground area can be obtained using up-to-date survey instruments.
Key words: survey monitoring, multipurpose mine workings, reuse, unmanned aerial vehicles, georadar, laser scanner.
AUTHOR
Levkin Yu.M., Doctor of Technical Sciences, Professor,
Mining Institute, National University of Science and Technology «MISiS»,
119049, Moscow, Russia, e-mail: ud@msmu.ru.
REFERENCES
1. Levkin Yu. M., Orlov G. V. Prevention of surface subsidence caused by underground mining and coal gasification — mining in the 3rd millennium. The Social and Environmental Impact. Xth International congress of the international society for mine surveying in conjunction with the 23rd Iemsa national surveying conference, Fremantle, Western Australia. 2—6 November 1997. Congress Proceeding, Hosted by The Institution of engineering and mining surveyors Auctralia.
2. Popov V. N., Iofis M. A., Orlov G. V., Levkin Yu. M. International Society for Mine Surveying 4-th Commission (Rockmass movements and mining damage ). Proceedings of the Scientific Sessions in Ustron — Poland (No XVIII, 1995) and Balatongyorok — Hungary (No XIX, 1996). Gliwice, Poland, 1997.
3. Gusev V. N., Vystrchil M. G., Vasil'ev M. Yu., Shakhin A. F., Nosov V. K. Markshey-derskiy vestnik. 2011, no 5, pp. 26—29.
4. Levkin Yu. M. Levkin M. Yu. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2012, no 12, pp. 253-260.
5. Levkin Yu. M., Levkin M. Yu. Proceedings of the international workshop on advances in in surface mining for environmental protection and sustainable development 22—23 October 2015, Hanoi, Vietnam. Publishing House for Science and Technology, Hanoi, Vietnam, pp. 188-191.
I МЫСЛИ О РОЛИ КНИГИ В ОБЩЕСТВЕННЫХ ПРОЦЕССАХ
Если преодолеть страх перед насмешками профессиональных писателей, не бояться обвинений в графомании, а спокойно писать книги и статьи, то можно добиться серьезных успехов.
