К вопросу мониторинга трещинообразования в природно-технических системах при сдвижении земной поверхности

Рассмотрено совершенствование методов оценки деформационных процессов в природно-технических системах при сдвижении земной поверхности. Затронуты вопросы разработки методики оценки пространственно-временных изменений трещинообразования в природно-технических системах. Методика исследований состояла в комплексном подходе, включающем: анализ литературных источников; обработку натурных данных по ширине раскрытия трещин на поверхности склоновой системы с использованием фотограмметрического метода; использование методов сглаживания LOESS, трехмерной интерполяции b-spline и построения поверхностей отклика в ПО Gnuplot, а также прочие расчеты в MS «Excel». Приведены результаты исследований деформационных процессов природно-технических систем. При этом установлено, что ширина стенок трещины нелинейно увеличивается в зависимости от протяженности трещины в сторону более высоких значений номеров пикетов, при этом величина абсолютных сдвижений (в 2023 г.) для локальных максимумов находится в диапазоне 4–16 мм, а для локального минимума – 50–52 мм. Кроме того, в результате проведенного мониторинга установлено, что минимальные значения среднегодовой скорости смещений отдельных участков стенок исследуемых трещин составляют 7,5% в год, а максимальные – 21,8% в год.

Клюев Р. В., Бригида В. С., Лобков К. Ю., Ступина А. А., Тынченко В. В. К вопросу мониторинга трещинообразования в природно-технических системах при сдвижении земной поверхности // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 11-1. – С. 292–304. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_292.

Клюев Роман Владимирович — д-р техн. наук, доцент, профессор, Московский политехнический университет, e-mail: kluev-roman@rambler.ru, ORCID ID: 0000-0003-3777-7203,
Бригида Владимир Сергеевич — канд. техн. наук, научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр «Субтропический научный центр РАН», e-mail: 1z011@inbox.ru, Web of Science Researcher ID: G-6933-2018, РИНЦ SPIN-код: 2427-5938, Scopus Author ID: 57209375522, ORCID ID: 0000-0002-9421-5613,
Лобков Константин Юрьевич¹ — директор ИИЭ, e-mail: lobkov.study@yandex.ru,
Ступина Алена Александровна^1,2 — д-р техн. наук, профессор, Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, e-mail: h677hm@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-5564-9267,
Тынченко Валерия Валерьевна^1,2 — доцент, ИКИТ, e-mail: t080801@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-9701-7460,
¹ Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнёва,
² Сибирский федеральный университет.

Бригида В.С., e-mail: 1z011@inbox.ru.

1. Куликова А. А., Овчинникова Т. И. Региональный критерий отнесения горнопромышленных регионов к территориям с наибольшей подверженностью геоэкологическим изменениям // Устойчивое развитие горных территорий. — 2023. — Т. 15. — № 1. — С. 27—34. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-1-27-34.

2. Malyukova L. S., Martyushev N. V., Tynchenko V. V., Kondratiev V. V., Bukhtoyarov V. V., Konyukhov V. Y., Bashmur K. A., Panfilova T. A., Brigida V. Circular mining wastes management for sustainable production of camellia sinensis (L.) O. Kuntze // Sustainability. 2023, vol. 15, no. 15, article 11671. DOI: 10.3390/su151511671.

3. Захаров В. Н., Каплунов Д. Р., Клебанов Д. А., Радченко Д. Н. Методические подходы к стандартизации сбора, хранения и анализа данных при управлении горнотехническими системами // Горный журнал. — 2022. — № 12. — С. 55—61. DOI: 10.17580/ gzh.2022.12.10.

4. Баловцев С. В. Аэрологические риски высших рангов в угольных шахтах // Горные науки и технологии. — 2022. — Т. 7. — № 4. — С. 310—319. DOI: 10.17073/2500-06322022-08-18.

5. Джиоева А. К. Перспективы экологизации горного производства для снижения вредных выбросов в атмосферу // Уголь. — 2022. — № 10. — С. 29—32. DOI: 10.18796/00415790-2022-10-29-32.

6. Баловцев С. В., Скопинцева О. В., Коликов К. С. Управление аэрологическими рисками в подготовительных выработках угольных шахт // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 107—116. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-141-107-116.

7. Shutaleva A. Ecological culture and critical thinking: Building of a sustainable future // Sustainability. 2023, vol. 15, no. 18, article 13492. DOI: 10.3390/su151813492.

8. Zhanbayev R. A., Irfan M., Shutaleva A. V., Maksimov D. G., Abdykadyrkyzy R., Filiz Ş. Demoethical model of sustainable development of society: A Roadmap towards digital transformation // Sustainability. 2023, vol. 15, no. 16, article 12478. DOI: 10.3390/su151612478.

9. Ананенко Е. В., Бахаева С. П. Анализ риска развития деформаций и геомеханический мониторинг для природно-технических систем «отвал—основание» // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 9. — С. 5—21. DOI: 10.25018/ 0236_1493_2023_9_0_5.

10. Куликова Е. Ю., Баловцев С. В., Скопинцева О. В. Комплексная оценка геотехнических рисков в шахтном и подземном строительстве // Устойчивое развитие горных территорий. — 2023. — Т. 15. — № 1. — С. 7—16. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-1-7-16.

11. Bazaluk O., Anisimov O., Saik P., Lozynskyi V., Akimov O., Hrytsenko L. Determining the safe distance for mining equipment operation when forming an internal dump in a deep open pit // Sustainability. 2023, vol. 15, no. 7, article 5912. DOI: 10.3390/su15075912.

12. Abdullah G. M. S., Abd El Aal A., Al Saiari M., Radwan A. E. Sustainable impact of coarse aggregate crushing waste (CACW) in decreasing carbon footprint and enhancing geotechnical properties of silty sand soil // Applied Sciences. 2023, vol. 13, no. 19, article 10930. DOI: 10.3390/app131910930.

13. Копылов А. С., Джиоева А. К., Кондратьев Ю. И. Комплексный подход к освоению сырьевой базы горнодобывающего региона с применением ресурсовоспроизводящих технологий // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 2. — С. 228—239. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-2-228-239.

14. Li S., Wang Z. Study on the coupling effect of stress field and gas field in surrounding rock of stope and gas migration law // Energies. 2023, vol. 16, no. 18, article 6672. DOI: 10.3390/en16186672.

15. Golik V. I., Mitsik M. F., Aleksakhina Y. V., Alenina E. E., Ruban-Lazareva N. V., Kruzhkova G. V., Kondratyeva O. A., Trushina E. V., Skryabin O. O., Khayrutdinov M. M. Comprehensive recovery of metals in tailings utilization with mechanochemical activation // Resources. 2023, vol. 12, no. 10, article 113. DOI: 10.3390/resources12100113.

16. Кутепов Ю. И., Кутепова Н. А., Поспехов Г. Б., Васильева А. Д. Инженерно-геологические особенности формирования техногенных массивов из различных видов фосфогипса // Горный журнал. — 2023. — № 5. — С. 69—74. DOI: 10.17580/gzh.2023.09.11.

17. Конюхов Д. С. Прогноз технологических деформаций при строительстве зданий и сооружений на подрабатываемых территориях // Уголь. — 2023. — № 4. — С. 61—64. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-4-61-64.

18. Захаров В. Н., Ефремовцев Н. Н., Федотенко В. С. Исследования техногенного воздействия взрывного разрушения горных пород при освоении месторождений полезных ископаемых открытым способом // Горная промышленность. — 2022. — № 6. — С. 61—68. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-6-61-68.

19. Bourtsalas A. Statewide analysis of U.S. metal waste and industrial residues trade dynamics from 2002 to 2022, 30 October 2023, Preprint (Version 1), available at Research Square. DOI: 10.21203/rs.3.rs-3443899/v1.

20. Xiang Y., Lan J., Cai Y., Wang Y., Dong Y., Hou H. Preparation of nickel—cobalt tailings-based cementing materials by mechano-chemical activation: Performance and mechanism. 2023. DOI: 10.21203/rs.3.rs-2640932/v1.

21. Голик В. И., Бурдзиева О. Г. Геофизический мониторинг технологии разработки месторождений Садона // Геология и геофизика Юга России. — 2023. — № 13(3). — С. 180—192. DOI: 10.46698/VNC.2023.26.85.014.

22. Гарифулина И. Ю., Абдулхалимов А. Г., Засеев И. А., Майстров Ю. А. Перспективы разработки Садонских месторождений подземным выщелачиванием // Горные науки и технологии. — 2020. — Т. 5. — № 4. — С. 358—366. DOI: 10.17073/2500-0632-2020-4358-366.

23. Melkov D., Zaalishvili V., Burdzieva O., Kanukov A. Temporal and spatial geophysical data analysis in the issues of natural hazards and risk assessment (in example of North Ossetia, Russia) // Applied Sciences. 2022, vol. 12, no. 6, article 2790. DOI: 10.3390/app12062790.

24. Ananenko E., Bakhaeva S. The reason analysis of the overburden rock dumps deformation // E3S Web of Conferences. 2021, vol. 315, article 01001. DOI: 10.1051/e3sconf/2021315 01001.

25. Gantimurov A., Kravtsov K., Tynchenko V., Evsyukov D., Nelyub V. Investigation of the influence of geographical factors on soil suitability using a nonparametric controlled method of training and data analysis // E3S Web of Conferences. 2023, vol. 431, article 03005. DOI: 10. 1051/e3sconf/202343103005.

26. Маковозова З. Э., Аксенова М. А., Кесвани Четан, Умиров Б. З. Вопросы оценки влияния опасных экзогенных процессов на устойчивость природно-техногенных систем на примере Фиагдонского хвостохранилища // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 7. — С. 76—87. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_7_0_76.

27. Ganapathy G. P., Zaalishvili V. B., Chandrasekaran S. S., Melkov D. A. Integrated monitoring of slope processes in India and Russia // Устойчивое развитие горных территорий. — 2020. — Т. 12. — № 4. — С. 572—581. DOI: 10.21177/1998-4502-2020-12-4-572-581.

28. Усанов С. В., Коновалова Ю. П., Ефремов Е. Ю., Харисова О. Д., Усанова А. В. Внезапные деформационные процессы в горном массиве при недропользовании: факторы проявления и возможности предупреждения // Горная промышленность. — 2022. — № 1S. — С. 111—118. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-1S-111-118.

29. Розанов И. Ю., Рыбин В. В., Константинов К. Н. Реализация многоуровневого комплексного мониторинга устойчивости бортов карьеров // Горная промышленность. — 2023. — № S1. — С. 135—141. DOI: 10.30686/1609-9192-2023-S1-135-141.

30. Харисова О. Д., Харисов Т. Ф. Прогноз обрушений земной поверхности по данным инструментальных наблюдений за сдвижением горных пород при подземной разработке месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3-1. — С. 264—274. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-264-274.

31. Строкова Л. А., Надеждина Ю. Ю. Природные и антропогенные факторы, обусловливающие активность склоновых процессов территории проектируемой железной дороги Элегест—Кызыл—Курагино // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2021. — Т. 332. — № 11. — С. 170—181. DOI: 10.18799/ 24131830/2021/11/3255.

32. Kang K., Huang S., Liu W., Cheng H., Fomenko I., Zhou Y. Sandstone slope stability analysis under wetting-drying cycles based on generalized hoek-brown failure criterion // Frontiers of Earth Science. 2022, vol. 10, article 838862. DOI: 10.3389/feart.2022.838862.

33. Халкечева Л. К., Халкечев Р. К. Автоматизированная система мониторинга состояния транспортных берм на предмет оползневой опасности в виде проседания // Уголь. — 2022. — № 4. — С. 50—52. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-4-50-52.

34. Яицкая Н. А., Бригида В. С. Геоинформационные технологии при решении трехмерных геоэкологических задач: пространственная интерполяция данных // Геология и геофизика Юга России. — 2022. — Т. 12. — № 1. — С. 162—173. DOI: 10.46698/VNC. 2022.86.27.012.

35. Brigida V. S., Golik V. I., Klyuev R. V., Sabirova L. B., Mambetalieva A. R., Karlina Y. I. Efficiency gains when using acti-vated mill tailings in underground mining // Metallurgist. 2023, vol. 67, pp. 398—408. DOI: 10.1007/s11015-023-01526-z.

36. Kozlova A., Kukartsev V., Melnikov V., Kovalev G., Stashkevich A. Finding dependencies in the corporate environment using data mining // E3S Web of Conferences. 2023, vol. 431, article 05032. DOI: 10.1051/e3sconf/202343105032.

37. Яицкая Н. А., Дзагания Л. М., Бригида В. С. Геоэкологические опасности в условиях климатических изменений территорий субтропической зоны Кавказа // Геология и геофизика Юга России. — 2023. — № 13(2). — С. 118—132. DOI: 10.46698/VNC.2023.54.85.010.

38. Wang D., Li R., Cheng J., Zheng W., Shen Y., Zhao S., Wu M. Research on the calculation model and control method of initial supporting force for temporary support in the underground excavation roadway of coal mine // Axioms. 2023, vol. 12, no. 10, article 948. DOI: 10.3390/ axioms12100948.