Жёлтышева

УДК 622.834:528.481
ОЦЕНКА СТАБИЛЬНОСТИ ИСХОДНЫХ РЕПЕРОВ НАБЛЮДАТЕЛЬНОЙ
СТАНЦИИ ПРИ МОНИТОРИНГЕ ПРОЦЕССА СДВИЖЕНИЯ
О.Д. Желтышева1, Е.Ю. Ефремов2
Институт горного дела УрО РАН,
[email protected]
2
Институт горного дела УрО РАН,
[email protected]
1
Для получения необходимых данных о характере и параметрах процесса сдвижения горных
пород и земной поверхности следует закладывать специальные наблюдательные станции, на
которых периодически проводятся инструментальные наблюдения. Наблюдательная станция
состоит из профильных линий, каждая из которых должна состоять из опорных и рабочих реперов.
Рабочие реперы закладывают в пределах ожидаемой зоны сдвижения земной поверхности,
опорные – на концах профильных линий вне зоны сдвижения. Кроме того, необходимо выбрать не
менее трех исходных реперов, от которых проверяют неподвижность опорных реперов [1, 2].
Однако, как показывает практика, деформированию могут быть подвержены и опорные сети
предприятий, и ГГС, поэтому фиксация координат части пунктов может исказить уравниваемую
сеть [3]. В процессе мониторинга деформационных процессов сохранить устойчивость исходных
реперов во всех циклах измерений практически невозможно. Необходимо среди системы
исходных реперов правильно выбрать наиболее устойчивые [4].
Данная проблема возникла при мониторинге процесса сдвижения на Главном Сарановском
месторождении хромитовых руд. Наблюдательная станция на месторождении представляет собой
двухуровневую сеть, включающую в себя сеть исходных реперов, состоящую из 6 пунктов, и 6
профильных линий (Рис.). Программа мониторинга на Сарановском месторождении включает в
себя нивелирование и измерение длин интервалов между реперами профильных линий, а также
GPS-измерения на пунктах исходной сети и опорных реперах профильных линий с целью
контроля их устойчивости. Однако, прежде чем делать выводы о неизменности положения
опорных реперов, возникла необходимость проверки стабильности пунктов исходной сети.
В настоящее время существует множество подходов к решению данной задачи. Во всех
известных способах анализируются – хотя и различными математическими приемами – одни и те
же параметры: изменения превышений для анализа высотной сети, для плановой сети –
приращений координат реперов между циклами [5]. В данном случае анализ исходной сети
производилась с помощью программного комплекса Credo Расчет деформаций 1.0, в котором
реализован метод Костехеля. Оценивалась стабильность положения реперов как в плане, так и по
высоте. В качестве входных данных использовались координаты пунктов исходной сети,
полученные методом спутниковой геодезии, в 6 сериях измерений – с 2007 по 2013 гг. (за
исключением 2008 г. ввиду технических неполадок с оборудованием).
Алгоритм анализа устойчивости сети по методу Костехеля следующий: для высотной сети
поочередно фиксируется отметка каждого пункта, рассчитывается разность превышений между
данным пунктом и остальными по всем циклам. Пункт, для которого сумма квадратов отклонений
превышений минимальна, принимается в качестве наиболее устойчивого. Далее оцениваются на
допуск разности превышений между этим пунктом и остальными. Пункты, не прошедшие данный
тест, считаются нестабильными. Для определения устойчивости планового положения пунктов
анализируется суммарное отклонение приращений координат, рассчитанных относительно
наиболее устойчивой стороны в данном цикле [6].
Величина допуска на разницу плановых и высотных координат между циклами была задана
равной 15 мм, так как эта величина превышает ошибку определения координат пунктов с
помощью GPS-измерений, а также, согласно Инструкции [7], граница мульды сдвижения
определяется как геометрическое место точек на земной поверхности, где вертикальные
сдвижения равны 15 мм.
Рисунок. Схема наблюдательной станции на Сарановском месторождении
В результате анализа было выделено 3 наиболее устойчивых пункта: OR1 является наиболее
устойчивым по высоте, OR6 и Rp404 – в плане. Необходимо отметить, что остальные исследуемые
пункты являются неустойчивыми. Таким образом, можно сделать вывод о том, что в указанной
местности происходит активный геодинамический процесс, влиянию которого подвержена часть
реперов исходной сети. Тем не менее, определение трех устойчивых пунктов позволит в
дальнейшем использовать их координаты в качестве исходных данных для мониторинга процесса
сдвижения на Сарановском месторождении.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород и земной поверхности при
подземной разработке рудных месторождений: утв. Госгортехнадзором СССР 03.07.86. –
М.: Недра, 1988. – 112 с.
Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на
карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости: утв.
Госгортехнадзором СССР 21.07.70. – Л.: ВНИМИ, 1971. – 187 с.
Сашурин А. Д., Панжин А. А., Коновалова Ю. П. Исследование геодинамических процессов
с применением GPS-технологий // Горный информационно-аналитический бюллетень –
2003, №7.
Федосеев Ю. Е. Анализ способов исследования устойчивости реперов высотной основы //
Исследования по геодезии, аэрофотосъемке и картографии: межвузовский сборник. – М.:
МИИГАиК, 1977. – Вып. 2 (2). – С. 39–49.
Гуляев Ю. П., Хорошилов В. С., Павловская О. Г. Математическое моделирование.
Выявление по геодезическим данным скрытых закономерностей динамики оползневых
склонов в условиях взрывных воздействий и вывоза больших масс грунта: учебное пособие
– Новосибирск: СГГА 2013 г., с. 32.
КРЕДО РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ 1.0: Руководство пользователя к версии 1.0. Первая
редакция. – Минск, 2012 г.
Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных
разработок на месторождениях руд черных металлов Урала и Казахстана [Текст]: утв.
Минметом СССР 02.08.90. – Свердловск: ИГД Минмета СССР, 1990. – 64 с.