APPLICATION RADAR INTERFEROMETRY FOR MONITORING THE LANDSLIDE PROCESSES AT MINING PLANT AT THE EXAMPLE OF JSC “URTUYSKIY COAL MINE”

Abstract

In the article the author considers the possibility of monitoring deformations of the coal mine beads according to multipass radar surveys.

Full Text

Существуют компании, предлагающие свои услу- смещения поверхности и объектов инфраструктуры, ги в области получения и обработки данных дистан- а также деформации неразрабатываемых бортов карьционного зондирования Земли, в целях выявления ера с очень высокой точностью. Основное преимущедеформаций бортов карьеров, а также природных и ство метода - это независимая дистанционная оценка техногенных смещений земной поверхности, дефор- смещений по всей площади снимка. Для расчета смемаций сооружений над месторождениями твердых щений используется массив спутниковых данных, полезных ископаемых вблизи разработки предпри- которые получаются с космических аппаратов с опреятий. Эти данные позволяют решать приведенные деленной периодичностью. задачи с применением методики интерферометриче- Целью мониторинга с помощью радиолокацион-ской обработки серий спутниковых радиолокацион- ных данных является снижение рисков возникнове-ных изображений [1]. ния чрезвычайных ситуаций и уменьшение их возДанная технология, будучи интегрированной в сис- можных последствий за счет современного выявле-тему маркшейдерско-геодезических наблюдений, по- ния смещений и деформаций земной поверхности зволяет определять вертикальные и горизонтальные и сооружений. 57 Вестник СибГАУ. N 5(51). 2013 Основная решаемая задача это регулярное получение информации о смещениях и деформациях земной поверхности и сооружений дистанционными (космическими) методами. В 2012 г. сотрудниками НИ ИрГТУ совместно с компанией «Совзонд» был опробован метод дистанционных исследований на действующем горнодобывающем предприятии ОАО «Уртуйский угольный разрезе» [2]. Угольный разрез Уртуйский расположен к северо-западу от г. Краснокаменск, на котором ведется добыча бурого угля открытым способом. Разрез был отснят 15 раз с радарных спутников группировки COSMOSkyMED (E-GeOs, Италия) в режиме HImage (разрешение 3 м, площадь сцены 40 х 40 км). Схема покрытия территории Уртуйского разреза данными COSMOSkyMED приведена на рис. 1. Основная цель выполнения проекта - установить возможно ли по данным многопроходных радарных съемок осуществить мониторинг деформаций бортов карьера с достаточно высокой точностью [3]. Данные 15-проходной радарной съемки Уртуйского угольного разреза были интерферометрически обработаны по методике «Small Baselines Interferometry (SBas)» в программном комплексе SARscape (Exelis VIS, США) с применением трехмерной развертки фазы. Всего было обработано 105 пар снимков, показанных на диаграмме «время - базовая линия», рис. 2. Для каждой из пар в автоматизированном режиме были построены интерферограммы, дифференциальные интерферограммы, выполнены фильтрация ин-терферометрической фазы, расчет когерентности и развертка фазы [4]. На выходе были рассчитаны смещения земной поверхности на каждую дату съемки, результирующая карта смещений и файл точек - постоянных рассеивателей радиолокационного сигнала [5]. Рис. 1. Схема покрытия территории данными COSMOSkyMED Рис. 2. Диаграмма время - базовая линия 58 Раздел 1. Радиолокационная поляриметрия и интерферометрия. Радиометрия земных покровов Рис. 3. Карта смещений и деформаций земной поверхности Рис. 4. Основной очаг оседаний крупным планом, графики смещений для нескольких типовых точек Оптический снимок и пространственно соответствующая ему карта смещений приведены на рис. 3. Основной выявленный очаг оседаний находится в югозападной части карьера. Основной очаг оседаний крупным планом и график смещений для нескольких типовых точек в пределах этого очага показаны на рис. 4. Кроме того, на крупном плане заметны несколько участков поднятий, эти поднятия образованны за счет формирования отвалообразований. По результатам работ установлено наличие деформаций бортов карьера с максимальной интенсивностью до 6 см за 2 месяца. Результаты дистанционного зондирования угольного разреза Уртуйский были проконтролированы наземной съемкой с применением геодезического GNSS оборудования методом статических наблюдений. В результате контроля были выявлены деформации с аналогичной интенсивностью [6]. Полученные результаты показали, что при частоте порядка 6-8 съемок в месяц даже на незастроенной территории удается поддерживать когерентность фаз радарных съемок за разные даты на необходимом для выполнения обработки уровне. Что делает данную технологию применимой для выполнения мониторинговых работ.