Интенсивная добыча полезных ископаемых приводит к возникновению больших деформаций в горных породах. Деформированиям подвергаются значительные территории, которые нуждаются в контроле. Анализ и мониторинг оседаний земной поверхности в зоне влияния горных работ позволяют сделать значимые выводы для исключения возникновения опасных техногенных ситуаций. Одним из наиболее удобных вариантов мониторинга территории месторождений является метод радарной интерферометрии, позволяющий определить смещения земной поверхности с помощью космических спутников. Обычно берутся данные с одного спутника, из-за чего результат может быть недостоверным. Ученая горно-нефтяного факультета Пермского Политеха Виктория Тютюкова совместно с учеными из «Яковлевского ГОК» впервые определили оседания земной поверхности на основе показателей космического радиолокационного зондирования Земли с использованием данных с двух спутников.
Сравнение положения мульды оседаний для спутника-1 (а) и спутника-2 (b) по результатам интерферометрической обработки данных. Источник фото: ПНИПУ
Исследование опубликовано в журнале «Маркшейдерия и Недропользование», №2, 2023.
В настоящее время технология определения оседаний земной поверхности при помощи радарной космической интерферометрии применяется во всем мире как при разработке месторождений полезных ископаемых, так и с целью мониторинга природных явлений, таких как оползни, вулканы, землетрясения. Но данные, полученные с одного космического аппарата, не позволяют произвести точные измерения сдвижений точек земной поверхности. Зондирование производится под наклоном и поэтому выявленные деформации могут интерпретироваться неправильно.
В своей работе ученые осуществили космический радарный мониторинг с двух спутников, имеющих разнонаправленные орбиты, что позволило достоверно оценить оседания земной поверхности. Для исследования использовали данные за 3 года.
– Орбиты у рассматриваемых спутников разнонаправленные, один производит съемку в восточном направлении, двигаясь на север, другой – в западном, двигаясь на юг. Если обрабатывать данные с космических аппаратов раздельно, по одному, то значения оседаний получаются заниженными и смещенными относительно их истинного положения. Разница между центрами мульды оседаний при раздельной обработке данных составляет 288 метров, – поделилась инженер кафедры «Маркшейдерское дело, геодезия и геоинформационные системы» ПНИПУ Виктория Тютюкова.
Исследователи составили схему профилей определяемых оседаний, формирующихся при использовании как отдельных данных с двух спутников, так и суммарный профиль оседаний, рассчитанный на основе геометрического сложения векторов сдвижений. В результате такой совместной обработки данных с двух космических аппаратов ученые получили точную карту смещений за 3 рассматриваемых года.
Для объективной оценки полученных результатов было проведено сравнение предложенного метода с методом нивелирования, который устанавливает оседание земли с помощью определения разности точек на местности по высоте. Сравнение показало незначительное отклонение в 3 мм и в 60 мм. Это подтверждает высокую эффективность предложенного подхода.
Предлагаемый учеными метод радарной интерферометрии с двух спутников является приоритетным и позволяет получать достоверные значения оседаний и деформаций земной поверхности. Такой мониторинг поможет избежать опасных аварийных ситуаций во время горных работ.
Источник информации и фото: ПНИПУ