Что нового в маркшейдерии сегодня?

Из-за специфики своей деятельности новое в маркшейдерии появляется не особо часто. Но все же даже здесь внедряются современные интересные технологии, которые и будут рассмотрены в этой статье.

GNSS-технологии в маркшейдерии

Системы GNSS или системы высокоточного спутникового позиционирования не совсем новинки в маркшейдерии, они уже относительно давно плотно внедрились во все отрасли маркшейдерских и геодезических работ. Они работают на базе ГИС GPS или российской системы GLONASS и используются для создания сети опорных точек, выноса проекта в натуру и при проведении детальных топографических съемок на горных предприятиях. Применение спутниковых геодезических систем позволяет не только повысить производительность полевых и камеральных работ, но и значительно улучшить качество маркшейдерского обслуживания на горных предприятиях.

GPS - основанная на специальных спутниках система позиционирования, созданная и управляемая Департаментом Обороны США, обеспечиваемая точность составляет от нескольких миллиметров до десятков метров в зависимости от применяемого оборудования и методики. ГЛОНАСС - спутниковая навигационная система российской разработки, предназначенная для нужд Министерства Обороны и гражданского использования. Собственно GNSS является симбиозом этих двух систем, что позволяет обеспечить максимальную точность измерений и вседоступность проводимых работ.

Конструкция прибора предельно проста - спутниковый приемник и миниатюрный компьютер для обработки полученных данных.

Основной проблемой, решаемой при помощи спутниковой геодезической аппаратуры на горных предприятиях является создание и реконструкция опорных и съемочных маркшейдерско-геодезических сетей. В процессе этих работ переопределяются высокоточные координаты пунктов опорных сетей, а также определяются фоновые и техногенные деформации верхней части земной коры в районах месторождений.

Не менее важным аспектом применения спутниковых систем в маркшейдерском деле являются инструментальные наблюдения за процессом сдвижения горных массивов на карьерах и других объектах горной промышленности. Комплекс работ включает в себя наблюдения за устойчивостью бортов карьеров при открытой разработке месторождений и наблюдения за сдвижениями земной поверхности при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Главным плюсом и весомым аргументом использования именно GNSS технологий при проведении этих работ является снижение трудозатрат при производстве полевых и камеральных работ, а также экспериментально полученным данным придается качественно более высокое содержание.

БПЛА в маркшейдерии

Горнодобывающие предприятия представляют собой огромные, быстро-изменяющиеся комплексы со множеством строительных площадок, горных отвалов и т.д. Все эти изменения необходимо контролировать и документировать. Это можно выполнять путем ведения тахеометрической съемки, что является достаточно трудоемким, а самое главное длительным процессом. Поэтому для повышения производительности и рационализации времени применяются новинки в маркшейдерии - аэрофотосъемка (АФС) с воздуха. Раньше она выполнялась с самолетов и других пилотируемых летальных аппаратов, но на сегодняшний день на участках местности меньше 10 квадратных километров применяются инновации в маркшейдерском деле - беспилотные летательные аппараты (далее БПЛА). Это намного дешевле и быстрее, чем АФС с использованием самолетов или вертолетов, так как не требуют специальных аэродромов, много большая оперативность получения данных, отсутствие зависимости от погодных условий, а уже о большей разрешающей способности на точку (3 см) и говорить не приходится.

Сегодня БПЛА совмещают в себе самые современные технологии, поэтому имеют высоту полета до 3 километров, крейсерскую скорость полета до 80 км/час, СКО до 2м в плане. Бывают двух видов: обычные дроны и БПЛА самолетного типа. Принцип работы у всех них одинаковый - на земле располагается базовая станция с точно известными координатами (GNSS приемник), БПЛА связывается через спутниковую связь с ней и с помощью своего собственного ПО аппарат сам рассчитывает оптимальную траекторию для проведения аэрофотосъемки, далее полученные данные фотограмметрически обрабатываются.

Базовая станция

БПЛА

Результат работ данной инновации в маркшейдерском деле выглядит так:

 Лазерное сканирование в маркшейдерии

Последней и наверное самой главной инновацией в маркшейдерском деле является лазерное сканирование. Оно бывает наземное, подземное и воздушное. Воздушная лазерная съемка местности по своей методике схожа с аэрофотосъемкой, она также реализуется с беспилотных летательных аппаратов, но имеет ряд ощутимых плюсов:

• Много выше точность проводимых работ, полученные результаты можно использовать не только при топографических работах, но и к примеру при подсчете объемов горных выработок.
• Рационализация рабочего времени за счет того, что полностью исключаются камеральные работы, все координаты точек определяются через GNSS-системы.
• Возможность работать в любое время суток, даже ночью.
• Возможность снимать залесенную территорию, результатом съемки при этом является цифровая модель рельефа, а также территорию со слабовыраженным рельефом и отсутствием маркирующей ситуации

К сожалению, данные современные технологии не идеальны - проведение лазерного сканирования очень сильно зависит от  погодных условий (ее невозможно проводить при высокой влажности, низкой облачности).

Наземная и подземная лазерная съемка - превосходный способ для получения быстрого и точного результата в виде 3D модели необходимого объекта, будь это карьер или производственный цех. Лазерный сканер (лидар) не требует центрирования и горизонтирования, он просто устанавливается на штатив, соединяется с системами GPS-ГЛОНАСС и может приступать к работе. Прилагаемое к сканеру программное обеспечение позволяет «сшивать» облака точек с разных сканпозиций, получая единую модель. Одновременно со сканированием ведется фотосъемка, которая выполняет функцию абриса и дает возможность дешифрировать съемку в камеральных условиях О принципе работы лидара можно подробнее прочитать здесь по ссылке.