Технические науки/10. Горное дело

К.т.н. Касымканова Х.М.

Казахский национальный технический университет, Казахстан

Фотограмметрический метод наблюдений за деформациями бортов карьеров

При изучении деформаций бортов карьеров, откосов уступов фотограмметрические методы наблюдений наиболее эффективны в период активной стадии процесса деформации прибортовго массива, когда за период между двумя последовательными съемками смещения составляют на снимке не менее 0,03- 0,05 мм. Их применяют также для съемок обрушений, оползней, крупных оплывин, осыпей и других видов разрушения откосов.

При изучении процесса развития осыпей, оплывин, просадок и разрушения откосов вследствие поверхностной эрозии эффективно применение наземной стереофотограмметрической съемки и короткобазисной фотограмметрии. Для наблюдений за оползнями можно также использовать фотограмметрическую съемку с определением смещений методом псевдопаралаксов. Кроме величин перемещений, по снимкам можно получить информацию о трещиноватости скальных пород, слагающих уступы, гранулометрическом составе осыпей и т.д.

В процессе выполнения работ по определению деформации южного борта карьера «Центральный» Акжалского месторождения (рисунок 1) проводилась наземная стереофотогафическая съёмка.

Южный борт «Центрального» карьера представлен известняковой свитой, которая по литологическим признакам подразделяется на два горизонта. Тонкоплитчатые известняки согласно ложатся на бугристые известняки фамена, характеризуются очень тонкой и отчётливой слоистостью. Мощность достигает 20-30 м.

Песчанистые известняки имеют темно-серый, почти черный цвет и состоят из мелкозернистых песчаников, черных известковисто-глинистых сланцев и конгомератовидных известняков. Мощность горизонта песчанистых известняков 100 м. Песчаниковая свита характеризуется выдержанностью отдельных горизонтов как по простиранию, так и по падению.

Рисунок 1 - Деформированный Южный борт Центрального карьера

В процессе выполнения работ по определению деформации южного борта карьера «Центральный» применили метод «вертикальной сетки», когда борт карьера проектируется на вертикальную плоскость XZ. Плоскость XZ параллельна плоскости прикладной рамки и перпендикулярна оптической оси фотокамеры. В этом случаи на фокусном расстоянии фотокамеры fк от центра проекции S перпендикулярно к оптической оси установлена прямоугольная сетка, которая проектируется на борт карьера.

Рисунок 2 – Схема определения деформации методом вертикальной сетки.

Каждая вершина сетки имеет нумерацию n, n + i, и т.д. которые будут проектироваться соответственно в точках n, n + i, и т.д. борта карьера. Каждая ячейка сетки имеет свои вершины.

Величину деформации объекта можно вычислить как разность двух циклов измерений по формулам:

(1 )

где , , – координаты, полученные до деформации,

, , – координаты, полученные после деформации .

Общую деформацию борта карьера или здания можно вычислить как сумму всех если сравнить результаты полученных координат первой и последующей съемок. При условии, что размеры сетки оставались неизменными при двух циклах измерений деформаций по формуле

(2)

, , - суммы продольных и поперечных сдвигов вычисляется по формулам:

(3)

где , , - величины продольного сдвига по оси Х,

, , - величины поперечного горизонтального сдвига вдоль оси Y,

, , - величины поперечного вертикального сдвига вдоль оси Z.

Применение фотограмметрического метода наблюдений при изучении
деформации бортов карьеров в период активной стадии
процесса деформации прибортового массива позволяют определить интенсивность оседания и принятия срочных мер по их затуханию.

Использование ортогональных снимков, полученных при фронтальном проецировании поверхностей откосов уступов бортов карьеров, позволяет значительно расширить возможности фотограмметрического метода изучения структурных особенностей горного массива при наблюдении за состоянием бортов. Разработанный способ определения оптимальных параметров наземной фотограмметрической съёмки и обработки снимков, позволяют повысить информативность, выделить основные системы трещин и с максимальной точностью выполнить определения количественных характеристик трещиноватости, вычертить в изолиниях поверхность борта и уступа карьера, определить размер блоков, ширину трещин и др.

Литература:

1. Машанов А.Ж., Певзнер М.Е., Бекбасаров Ш.С. Устойчивость уступов и бортов карьеров бассейна Каратау - Алматы: Изд. Наука, 1981. - 120 с.

2. Нурпеисова М.Б. Сдвижение скально-трещиноватых горных– Алматы: КазНТУ, 1997. - 86 с.

3. Нурпеисова М.Б. Геомеханика– Алматы: КазНТУ, 2000. - 120с.