ПРИМЕНЕНИЕ 3D ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ

ОПЕРАТИВНОМ ПЛАНИРОВАНИИ И ПРОЕКТИРОВАНИИ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ

РАБОТ

Москва 2014 г.

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма

ТАЛКА-ГЕО

Огромное количество полезных ископаемых - сырье, топливо, строительные материалы,

залегающие в непосредственной близости от земной поверхности добывают открытым способом. В России открытым способом добывается более 65% угля, около 80% руд черных и цветных металлов, почти 100% золота, алмазов и строительных материалов.

Планирование и проектирование развития горных работ является важнейшей составляющей управления горнодобывающим предприятием. Производство горных работ без согласованного с органами Госгортехнадзора России годового плана, а также с отступлениями от согласованного годового плана не допускается.

Кроме разработки годовых планов на добывающих предприятиях осуществляется оперативное планирование и проектирование горных работ. В состав оперативного проектирования входят следующие задачи:

проектирование элементов уступов и бортов карьера и отвалов по заданным геометрическим параметрам (в том числе с учетом рельефа);

проектирование автомобильных и железнодорожных съездов; проектирование дорог и объектов в соответствии с технологическими нормами; проектирование коммуникаций (трубопроводы, линии электропередач, инженерные сети и пр.); проектирование элементов промышленных площадок (здания, сооружения и пр.); проектирование горнотехнической и биологической рекультивации; подсчет объемов добычи в заданных контурах; подсчет объемов в отвалах; оформление чертежей в соответствии с нормативными требованиями. Ниже приведено описание технологии на примере выполнения данных работ на разрезе

«Березовский» ЗАО «Разрез «Березовский» ОАО СУЭК-Красноярск».

Планово-высотная подготовка

Расстановка и определение координат точек планово-высотных опознаков (ПВО). Плотность ПВО – 5-7 на 1 кв.км.

Аэрофотосъемка

Аэрофотосъемка выполнялась участками по 2-2,5 кв.км , продолжительностью залета 35 – 40 мин. с разрешением 0,07 м.

Высота полета, в среднем, составила 200 -250 м

В результате обработки материалов АФС получены: • цифровая 3D-модель местности (ЦММ); • матрица высот; • ортофотоплан; • структурированные трехмерные 3D-модели местности • топографические планы территории.

Эти материалы позволяют решать различные задачи: • подсчет объёмов добычи и объёмов вскрышных работ; • проектирование отвалов, съездов и пр.; • анализ поверхности на движение поверхностных вод с целью разработки противопаводковых мероприятий; • экологический мониторинг и др.

Фрагмент структурированной 3D-модели местности

Фрагмент структурированной 3D-модели местности

Фрагмент DEM-модели местности (Digital Elevation Model)

Созданная TIN-модель (Triangulated Irregular Network)

3D-модель, построенная в среде AutoCAD Civil по материалам классической наземной съемки

Наложение 3D-моделей построенных по материалам наземной съемки и аэрофотосъемки.

Оценка точности

Топографическая 3D модель поверхности разреза построенная на основании данных полученных с применением БПЛА (положение

вскрышных и добычных уступов и продвижение отвалов пополнены по результатам тахеометрических съемок).

3D вид начального положения по материалам тахеометрической съемки с границей зоны естественного выполажевания уступа.

Наложенный на начальную модель 3D вид конечного положения по материалам АФС

3D вид участка, подвергшегося изменению в Процессе естественного выпролажевания.

(Данные получены посредством аэрофотосъемки, детальность значительно выше).

Участок вскрышного уступа №1. Красные контуры показывают характерности после естественного выполажевания борта.

Сечения построенные с шагом 50 м.

Коричневый контур показывает начальное положение после выемки. Съемка производилась тахеометром, что не позволяет получить максимальную детальность положения, происходит спрямление поверхности борта уступа и иные искажения фактического положения, т. к. используется способ домеров при съемке верхней и нижней бровок уступа. Съемка в безотражательном режиме практически бесполезна, нет достаточной плотности получаемых геоданных.

Красный контур показывает положение уступа по прошествии нескольких месяцев. Геоданные в данном случае получены посредством применения БПЛА, детальность и точность более чем достаточна и превосходит по датальности тахеометрическую съемку.

Пример проектирования отвального яруса, план

Пример проектирования отвального яруса, 3D вид

Проектные контуры отвального яруса на ЦММ.

Разрез с подсчетом объёма.

Проектирование отвала на кровле уступа в AutoCAD Civil 3D

Использование более подробной 3D-модели, полученной по технологии Geo Scan позволит повысить точность проектирования и планирования работ.

По материалам аэрофотосъемки (ортофотопланам и ЦММ) созданы цифровые топографические планы в форматах

AutuCAD и Panorama, а также 3D-модель поверхности разреза и отвалов в виде 3D-граней.

Цифровой топографический план в среде САПР AutoCAD

Проанализировав объёмы и методы производства маркшейдерских работ по подсчету объемов горных работ, проектированию отвалов, съездов и пр., которые выполняются на предприятиях компании в настоящее время их точность и детальность, наши специалисты, совместно с маркшейдерской службой СУЭК пришли к выводу, что данная технология может быть успешно применена в маркшейдерских службах предприятий, занимающихся открытым способом разработки угольных разрезов.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ: