Применение фотограмметрии для определения коэффициента устойчивости борта карьера

Цель данного исследования заключалась в рассмотрении методики получения и возможности применения фотограмметрической обработки данных аэрофотосъемки с беспилотного летательного аппарата с целью построения цифровой модели борта уступа мраморного карьера и определения характеристик трещиноватости уступа по полученным снимкам. В ходе работы выполнена аэрофотосъемка исследуемого уступа с помощью фотограмметрической обработки данных и осуществлено создание цифровых моделей рельефа в программном обеспечении Agisoft, а также построение диаграммы трещиноватости уступа по полученным снимкам. Произведен расчет коэффициента запаса устойчивости борта уступа с использованием программ GeoStab, Plaxis и «Геомикс». Для оценки, контроля и сравнения полученных результатов выполнен расчет коэффициента устойчивости классическим методом. Выяснено, что программное обеспечение Plaxis 2D и GeoStab лучше подходит для определения коэффициента устойчивости в случае однородных массивов грунтов без выраженных геодинамических нарушений. Программное обеспечение «Геомикс» учитывает и геодинамические характеристики однородного уступа борта карьера, и характер его трещиноватости, что позволяет точнее определить коэффициент запаса устойчивости уступа, а также лучше спрогнозировать потенциальные места обрушений и параметры перемещаемой горной массы. Установлено, что методы фотограмметрической обработки снимков, полученных с беспилотного летательного аппарата, позволяют не только точнее выполнить моделирование исследуемых откосов, но и быстрее получить достоверные данные о его трещиноватости. Это положительно влияет на качество расчета устойчивости откосов и прогноза его деформаций, что является важным фактором повышения безопасности горнодобывающего производства.

1. Сашурин А.Д., Панжин А.А. Роль геомеханики в обеспечении безопасного и эффективного недропользования // Современные проблемы механики. 2018. № 33. С. 92– 101. EDN: VSFVAY.

2. Голик В.И., Бурдзиев О.Г., Дзербанов Б.В. Управление геомеханикой массива путем оптимизации технологии разработки // Геология и геофизика юга России. 2020. Т. 10. № 1. С. 127 –137. https://doi.org/10.23671/ VNC.2020.1.59070. EDN: FMXRTQ.

3. Кириков Д.А., Фёдоров В.С., Калимуллина Д.И., Охунов Ш.Р. Анализ данных аэрофотосъемки с беспилотных летательных аппаратов для изучения состояния бортов угольного разреза // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. 2023. № 2. С. 236–249. https://doi.org/10.46689/2218-5194-2023-2-1-236-249. EDN: SPNXHY

4. Тян С.Г., Долгоносов В.Н. Изучение трещиноватости пород на месторождении «Северный Катпар» // Молодой ученый. 2020. № 20. С. 145–150. EDN: LMYOZG.

5. Волошина Д.А. Исследование геомеханического состояния прибортовых массивов карьеров // Молодой ученый. 2017. № 36. С. 15–18. EDN: ZFPOEB.

6. Сашурин А.Д., Панжин А.А. Современные проблемы и задачи геомеханики // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 3-1. С. 188–198. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-31-0-188-198. EDN: XLEKGX.

7. Литвинский Г.Г., Смекалин Е.С., Кладко В.И. Методика оценки и критерии устойчивости горных выработок // Сборник научных трудов Донбасского государственного технического университета. 2020. № 19. С. 5 –14. EDN: FHUKPW.

8. Trushko V.L., Protosenya A.G. Prospects for the development of geomechanics in the context of a new technological paradigm // Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 236. Iss. 2. P. 162–166. https://doi.org/10.31897/pmi.2019.2.162. EDN: ELRQOY.

9. Бирючев И.В., Макаров А.Б., Усов А.А. Геомеханическая модель рудника // Горный журнал. 2020. № 1. С. 42 –48. https://doi.org/10.17580/gzh.2020.01.08. EDN: REPMLS.

10. Гришин И.А., Козлова А.Е., Дерина Н.В., Великанов В.С., Хамидулина Д.Д., Логунова Т.В. Реализация возможностей использования беспилотных летательных аппаратов в горном деле // Уголь. 2022. № 5. С. 36–41. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2022-5-36-41. EDN: APQUFY.

11. Blishenko A. Modern mine survey techniques in the process of mining operations in open pit mines (quarries) // Scientific and Practical Studies of Raw Material Issues / ed. V. Litvinenko. Boca Raton: CRC Press, 2019. P. 58–62. https://doi.org/10.1201/9781003017226-8.

12. Loots M., Grobbelaar S., van der Lingen E. Review of remote-sensing unmanned aerial vehicles in the mining industry // The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2022. Vol. 122. Iss. 7. P. 387–396. https://doi.org/10.17159/2411-9717/1602/2022. EDN: HBZERW.

13. Калугина А.М., Кириков Д.А., Скоробогатько М.Р., Жгилёв А.П. Применение фотограмметрии для исследование структурных особенностей массива // Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых. 2023. Т. 2. С. 52–56. EDN: QGTQKV.

14. Hemeda S. Geotechnical modelling and subsurface analysis of complex underground structures using PLAXIS 3D // International Journal of Geo-Engineering. 2022. Vol. 13. Iss. 1. P. 1–17. https://doi.org/10.1186/s40703-022-00174-7. EDN: FAGYMA.

15. Малинин А.Г., Малинин П.А., Чернопазов С.А., Воробьев А.В., Гладков И.Л. Программные средства для расчета ограждений глубоких котлованов // Метро и тоннели. 2007. № 4. С. 32–33. EDN: ULVULV.

16. Немова Н.А. Белыш Т.А. Геомеханическая оценка параметров устойчивости откосов бортов и уступов при отработке месторождения апатит-нефелиновых руд «Олений ручей» // Известие Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. № 11. С. 109–120. https://doi.org/10.18799/24131830/2019/11/2355. EDN: PTEQYC.

17. Волков Ю.И., Серый С.С., Дунаев В.А., Герасимов А.В. ГИС Геомикс для горной промышленности России и Казахстана // Горный журнал. 2015. № 5. С. 8–13. https://doi.org/10.17580/gzh.2015.05.02. EDN: UGWZER.

18. Морозова Т.П. Перспектива применения в горной промышленности российских систем цифрового проектирования: ГИС Геомикс и Mineframe // Инновации и инвестиции. 2022. № 5. С. 132–135. EDN: IHSAYX.