Статья посвящена разработке методики цифровой фотограмметрической съемки структурной нарушенности горного массива бортов карьеров с использованием доступных технических средств. Актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования методов документирования трещиноватости для повышения безопасности и оперативности работ. Целью исследования является разработка оптимизированного подхода к цифровой съемке структурной нарушенности с применением экшен-камеры GoPro HERO11. Основное внимание уделено оптимизации настроек камеры (разрешение 5.3K, 4: 3, режим объектива «линейный», высокая резкость) и условий съемки (расположение камеры относительно уступа с учетом его высоты и угла откоса). Методика включает полевую съемку с использованием разработанных параметров, получение необходимых фотоматериалов и последующий количественный анализ характеристик структурных нарушенностей. Апробация проведена на месторождениях Южного Урала (Малый Куйбас, Известковый, Юбилейный).
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Науки о Земле
- УДК
- 622. Горное дело
Каждый метод дистанционного зондирования имеет свои преимущества и недостатки, которые определяют область его применения. Лазерное сканирование [19] обеспечивает высокую скорость и точность, но высокая стоимость ограничивает его применение. Фотограмметрия является наиболее эффективным технологическим решением, сочетающим в себе всесторонний охват контролируемых поверхностей, экономичность и приемлемую трудоемкость, что делает ее эффективным и универсальным решением [12, 20, 21]. Растет интерес к альтернативным, более доступным и мобильным технологиям фотограмметрии, таким как съемка с помощью экшн-камеры GoPro HERO11, которая обладает рядом преимуществ: компактностью, видео высокого разрешения и возможностью оценки состояния откосов и стенок котлована.
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Гальперин А. М. Геомеханика открытых горных работ. М.: Горная книга, 2012. 480 с.
2. Ливинский И. С., Митрофанов А. Ф., Макаров А. Б. Комплексное геомеханическое моделирование: структура, геология, разумная достаточность // Горный журнал. 2017. № 8. С. 51-55.
3. Горбатова Е. А., Колесатова О. С. Анализ факторов, влияющих на устойчивость бортов карьеров // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: матер. 18-ой междунар. конф. по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Тула: ТулГУ, 2022. С. 207-213. EDN: TDILKF
4. Ляшенко В. И. Развитие научно-технических основ мониторинга состояния горного массива сложноструктурных месторождений. Сообщение 2 // ГИАБ. 2017. № 3. С. 123-141.
5. Соколов В. В., Франц В. В., Яковлев А. В. Фрактальный анализ структуры поверхностей трещин // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2025. № 5. С. 48-57. DOI: 10.21440/0536-10282025-5-48-57 EDN: SDOFJD
6. Рац М. В., Чернышов С. Н. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород. М.: Недра, 1970. 159 с. EDN: TSSIWT
7. Баклашов И. В. Деформирование и разрушение породных откосов. М: Недра, 1988. 271 с.
8. Протодьяконов М. М. Методы оценки трещиноватости и прочности горных пород в массиве. М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1964. 32 с.
9. Шпаков П. С., Юнаков Ю. Л., Шпакова М. В., Чумляков В. А Влияние трещиноватости на устойчивость бортов карьера и ее изменчивость по площади и глубине на Горевском месторождении // ГИАБ. 2015. № 11. С. 32-40.
10. Smith J. V, Arnhardt C. A new assessment method for structural-control failure mechanisms in rock slopes - case examples // AIMS Geosciences. 2016. Vol. 2. Iss. 3. P. 214-230.
11. Francioni M., Salvini R., Stead D., Coggan J. J. Improvements in the integration of remote sensing and rock slope modelling // Natural Hazards. 2018. Vol. 90. P. 975-1004. EDN: CMDYKL
12. Калугина А. М., Кириков Д. А., Скоробогатько М. Р., Жгилев А. П. Применение фотограмметрии для исследования структурных особенностей массива // Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых: матер. XVI всерос. науч.-техн. конф., Пермь, 7-10 ноября. Пермь, 2023. С. 52-56.
13. Buckley S. J., Kurz T. H., Howell J. A., Schneider D. Terrestrial lidar and hyperspectral data fusion products for geological outcrop analysis // Computers & Geosciences. 2013. Vol. 54. P. 249-258.
14. Колесатова О. С., Горбатова Е. А. Оценка возможности проявления деформаций с позиции нарушенности массива (на примере месторождения Камаган) // Известия Уральского государственного горного университета. 2020. № 4(60). С. 173-182. DOI: 10.21440/2307-20912020-4-173-182 EDN: LMUMHX
15. Боос И. Ю., Патачаков И. В., Юнаков Ю. Л., Гришин А. А. Изучение структурных особенностей прибортового массива по 3D-модели откоса, построенной с применением мультикоптера // ГИАБ. 2021. № 12. С. 19-30.
16. Кадничанский С. А., Курков М. В., Курков В. М., Чибуничев А. Г. О сертификационных испытаниях программно-аппаратного комплекса на основе беспилотного воздушного судна “Геоскан 401” // Геодезия и картография. 2020. Т. 81. № 3. С. 32-38. DOI: 10.22389/0016-7126-2020957-3-32-38 EDN: PJTJJH
17. Afiqah Ismail, Ahmad Safuan A Rashid, Radzuan Sa’ari, Abd Wahid Rasib. Application of photogrammetric technique in determination of rock slope stability of quarry // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 932. DOI: 10.1088/1757-899X/932/1/012054
18. Donati D., Stead D., Ghirotti M., Brideau M.-A. A remote sensing approach for the derivation of numerical modelling input data: insights from the Hope Slide, Canada // In Proceedings of the ISRM International Symposium “Rock Mechanics for Africa” AfriRock Conference, Cape Town, South Africa, 3-5 October. 2017. Vol. 2. P. 861-878.
19. Matasci B., Carrea D., Abellan A., Derron M. H., Humair F., Jaboyedoff M., Metzger R. Geological mapping and fold modeling using Terrestrial Laser Scanning point clouds: application to the Dentsdu-Midi limestone massif (Switzerland) // European Journal of Remote Sensing. 2015. Vol. 48. P. 569-591.
20. Кириков Д. А., Калугина А. М., Жгилев А. П., Беляев Е. Н., Ступин В. П. Применение фотограмметрии для определения коэффициента устойчивости борта карьера // Науки о Земле и недропользование. 2024. Т. 47. № 2(87). С. 180-189. DOI: 10.21285/2686-9993-2024-47-2-180-189 EDN: QQQSYB
21. Francioni M., Simone M., Stead D., Sciarra N., Mataloni G., Calamita, F. A new fast and low-cost photogrammetry method for the engineering characterization of rock slopes // Remote Sensing. 2019. Vol. 11. Iss. 11. DOI: 10.3390/rs11111267
22. Bamford T., Medinac F., Esmaeili K. Continuous monitoring and improvement of the blast ing process in open pit mines using unmanned aerial vehicle techniques // Remote Sensing. 2020. Vol. 12. No. 17. Art. 2801. DOI: 10.3390/rs12172801 EDN: BDHXJI
Выпуск
Другие статьи выпуска
Флюорито-селлаитовый концентрат, получаемый при переработке руд Суранского месторождения, в последние годы является востребованным продуктом для рафинирования стали, он используется в качестверазжижителя шлака в сталеплавильном производстве. Для обеспечения высокой скорости наведения шлака, снижения температуры плавления и вязкости в состав шлаковой смеси вводят флюорит. Добавление селлаита повышает степень десульфурации металла, к тому же он является более инертным материалом по отношению к огнеупорной футеровке ковшей. Контроль содержания дифторида кальция в продукте осуществляется химическим способом. Для определения содержания дифторида магния такая методика отсутствует. Целью исследований стала разработка способа определения содержания дифторида магния во флюорито-селлаитовом и селлаитовом продуктах. Техническая задача заключается в получении стабильных показателей и повышении достоверности результатов при нахождении массовой доли дифторида магния во флюорито-селлаитовом и селлаитовом продуктах. Сущность предлагаемого способа заключается в определении массовой доли дифторида магния во флюорито-селлаитовом и селлаитовом продуктах, при этом отсутствует необходимость применения фотометрического прибора для определения содержания оксида магния в анализируемых материалах. Для прямого определения дифторида магния используется титриметрический метод. Повышение достоверности результатов анализа достигается исключением использования методики расчета эквивалентной величины дифторида магния по содержанию его оксида, что обеспечивает повышение эффективности метода химического анализа для лабораторий горного и металлургического производства. Результатом является реализация способа определения содержания дифторида магния во флюорито-селлаитовом и селлаитовом продуктах по методике, не требующей продолжительного времени выполнения, применения дорогостоящих химических реагентов и специального оборудования.
В инженерной практике нередко встречается задача определения мощности водонасыщенного слоя грунта либо геологического состава приповерхностного слоя на небольших участках поверхности Земли, когда бурение сети скважин и непосредственное определение состава грунта по каким-либо причинам невозможно. В качестве альтернативных применяются различные геофизические методы, в частности электроразведки: зондирование и профилирование. Существующие в настоящее время методы зондирования основаны на том, что питающие электроды установки располагаются в возрастающем логарифмическом масштабе. Это приводит к некоторым искажениям измерений и погрешностям при интерпретации в случае малоглубинного электрического зондирования, когда разнос электродов составляет 20-30 м. В связи с этим модификация метода вертикального электрозондирования, ориентированная именно на малоглубинную диагностику грунтов, представляется важной и актуальной. Цель работы - произвести модификацию метода вертикального электрозондирования в части расчета теоретических значений кажущегося удельного электросопротивления для малоглубинной диагностики грунта.
В условиях увеличения общей продолжительности эксплуатации шахт и рудников России происходит рост доли аварийных участков горных выработок, непригодных для нормальной эксплуатации. Разработка эффективных технических и технологических решений по их восстановлению является весьма актуальной. Цели работы - совершенствование методов оценки напряженно-деформированного состояния системы «крепь - упрочненный слой - разрушенный слой - породный массив» в плоской постановке задачи методами механики подземных сооружений, а также оценка влияния величины радиуса зоны упрочнения пород вокруг ствола на параметры напряженного состояния крепи. Методика исследования. В статье рассмотрены способы оценки напряженно-деформированного состояния крепи и массива методами механики подземных сооружений в плоской постановке задачи, а также геофизические методы изучения геометрических параметров упрочненных пород (георадиолокация). Результаты определения фактического контура упрочненного слоя пород вокруг ствола методом георадиолокации, а также оценки влияния соответствующего коэффициента неровности на интенсивность напряжений в крепи описаны в работе.
С ускорением глобальной индустриализации безопасность на шахтах стала предметом пристального внимания правительств разных стран и руководств горнодобывающих предприятий. Особенно в таких крупных ресурсодобывающих странах, как Китай и Россия, где и по сей день происходят аварии на шахтах, серьезно угрожающие безопасности жизни шахтеров и устойчивому развитию предприятий. Поэтому создание роботов-спасателей для шахт и рудников - это перспективное направление, разрабатываемое для разведки, поиска и помощи людям в аварийных ситуациях. Цель исследования - проведение анализа ходовой части шестигусеничного спасательного робота с четырьмя качающимися рычагами для повышения его адаптивности к пересеченной местности с препятствиями и способности их преодоления. Методика исследования. Рассмотрена кинематика процессов преодоления препятствий (подъем по ступеням и преодоление траншей), проведен анализ изменения положения центра масс для описания способности ходовой части робота преодолевать препятствия. Трехмерное моделирование ходовой части робота выполнено в КОМПАС-3D, затем модель импортирована в расчетный модуль, имитирующий моделирование процесса преодоления ступеней и траншей. Анализ результатов. Робот способен преодолевать ступени высотой 200 мм и траншеи шириной 950 мм. Кроме того, получены данные о скорости и ускорении ведущих колес робота в процессе преодоления препятствий. Область применения результатов. Проведенное моделирование подтвердило, что робот обладает высокой адаптивностью и способностью к преодолению препятствий на сложных поверхностях. Это открывает значительный практический потенциал и широкие перспективы его применения при спасательных операциях в опасных условиях со сложным рельефом.
Для калийных рудников условием соблюдения природоохранных мер является применение гидрозакладочных комплексов. При эксплуатации на них насосных станций наблюдается рост случаев выхода из строя центробежных насосов по причине аварийных отключений и перебоев в сетях электроснабжения. Такие отключения оказывают негативное влияние на работу насосных станций и приводят к увеличению затрат на капитальные ремонты и обслуживание насосов. Цель работы - анализ процесса работы насосных установок в насосной станции при авариях в сетях электроснабжения; определение методов использования гидрогенераторных установок в составе насосных станций; практические расчеты условий и результатов применения гидрогенераторов в насосных станциях калийных рудников. Методология проведения работы. Для определения характеристик гидрогенераторных установок рассматриваются режимы работы сетей электроснабжения, а также процессы, возникающие при аварийных отключениях насосов. Решение о возможности применения гидрогенераторов в технологическом процессе гидрозакладочного комплекса принято на основе выполненного анализа, обобщения научно-технической информации и нормативных правил. Результаты анализа позволили определить условия применения гидрогенераторных установок в насосных станциях гидрозакладочного комплекса. Обозначены методы подключения гидрогенераторов к сетям электроснабжения, а также способы автоматизации. Проведены практические расчеты условий применения гидрогенераторов в составе насосных станций.
При разработке открытым способом перспективных участков Ерунаковского месторождения Кузнецкого угольного бассейна проектными решениями предусматривается строительство первоначального блока, который в дальнейшем будет являться емкостью для складирования вскрышных пород последующих блоков. При этом не решены вопросы повышения концентрации горных работ, сокращения расходов на наиболее сложный и затратный процесс транспортирования породы на отвалы, расположение которых определяется схемой транспортных коммуникаций между блоками. Цель исследования - разработка и обоснование технологического решения по организации строительства первоначального блока, обоснование решения по транспортированию вскрыши и сокращению расходов при перемещении породы на отвалы. Методология проведения исследования: определение и анализ основных технологических решений, принятых в проектной документации; разработка нового подхода к формированию выработанного пространства первоначального блока и оптимизации процесса транспортирования вскрышной породы на внутренний отвал.
Основными факторами, снижающими эффективность угольной энергетики, являются повышение экологических требований к горным предприятиям, увеличение зольности угля (что эквивалентно снижению его качества, т. е. теплоты сгорания), возрастание стоимости электроэнергии. Основное негативное влияние на окружающую среду оказывают относительно высокозольные, мелкие фракции угля (-13+0 мм). Их выход при механизированной выемке может доходить практически до 80 %. Цель работы - обосновать конструктивные и режимные параметры фрикционно-воздушного сепаратора. Методология исследования включает в себя применение имитационных и физических моделей, проведение экспериментальных работ и статистическую обработку данных с использованием регрессионного анализа.
Актуальность. До 30 % геологоразведочных скважин бракуется из-за неконтролируемого искривления и превышения допустимых отклонений от проектной траектории, что приводит к искажению геологической модели и ошибкам в подсчете запасов. Существующие технические решения, применяемые для направленного бурения скважин, имеют ряд существенных ограничений ввиду присущих им конструктивных и технологических особенностей и в большинстве случаев не решают проблему. Это обуславливает потребность в простом, пассивном, но управляемом методе коррекции направления скважин, совместимом с вращательным бурением с применением снарядов со съемным керноприемником. Методика проведения исследований. Проведено аналитическое исследование кинематики и динамики забойной компоновки с пневмоударником в наклонной скважине, рассмотрены особенности ее работы. На основе уравнений равновесия сил и моментов определены зависимости для углов перекоса и накатывания забойной компоновки. Результаты и их анализ. Установлено, что искривление скважин при ударновращательном бурении обусловлено асимметричным разрушением забоя при устойчивом перекосе забойной компоновки с пневмоударником. Угол ее накатывания на стенки скважины, задающий направление искривления скважины, имеет зависимость от коэффициента трения в системе «буровая компоновка - стенка скважины», который возможно плавно изменять путем смены очистного агента (воздух - газожидкостная смесь), а также дополнительного введения смазывающих добавок. Выводы и область применения результатов. Ударно-вращательное бурение пневмоударниками обладает значительным потенциалом активного управления направлением скважины благодаря управляемому асимметричному разрушению забоя, обеспечивает слабую зависимость от анизотропии и неоднородности пород и обладает повышенной траекторной устойчивостью. Управление траекторией скважины возможно производить пассивно, но целенаправленно - за счет применения различных центраторов в забойной компоновке и изменения места их установки, а также регулирования коэффициента трения в системе «буровая компоновка - стенка скважины».
Вертикальный шахтный ствол, как техническое сооружение с большим сроком эксплуатации, подвергается интенсивным нагрузкам различного происхождения. Своевременное выявление опасных геомеханических процессов в крепи стволов является весьма актуальным и способствует повышению его безопасной эксплуатации. Цель работы - совершенствование методов экспериментальной оценки напряженно-деформированного состояния бетонной крепи эксплуатируемых шахтных стволов. Методика исследования. Выполнено математическое моделирование модернизированного метода частичной разгрузки для оценки напряженно-деформированного состояния бетонной крепи вертикальных стволов с применением метода конечных элементов и специализированного программного комплекса Midas.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- УГГУ
- Регион
- Россия, Екатеринбург
- Почтовый адрес
- 620144, Свердловская обл, г Екатеринбург, Ленинский р-н, ул Куйбышева, стр 30
- Юр. адрес
- 620144, Свердловская обл, г Екатеринбург, Ленинский р-н, ул Куйбышева, стр 30
- ФИО
- Батрак Глеб Игоревич (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- OFFICE@URSMU.RU
- Контактный телефон
- +7 (343) 2830606