Оценка устойчивости борта карьера в ГГИС «МАГМА Гео»

Независимо от уровня безопасности  при ведении горных работ всегда присутствует экономический и финансовый риск. В карьерах одним из основных источников риска является неустойчивость откосов, обусловленная неопределенностью исходных данных, а также невысоким уровнем устойчивости, принятом в проекте. 

Решение подобных инженерных задач традиционно требует применения специализированного программного обеспечения. Оно позволяет строить пространственные геолого-геомеханические модели, а также обеспечивать функции моделирования (прогнозирования) физических процессов, приводящих к различным аварийным ситуациям.

На примере ГГИС «МАГМА Гео» рассмотрим несколько вариантов прогнозирования, обработки данных, проектирования и визуализации опасных зон борта карьера. В работе использовали следующие типы исходной информации:

• данные по скважинам;
• результаты замеров плоскостей трещин в борту карьера;
• облака точек, полученные инструментальным путем (радарной съемкой).

Комплексный анализ факторов позволяет оценить риски возникновения аварийных ситуаций и снизить их за счет реализации мероприятий по обеспечению безопасности разработки.

Несмотря на то, что горно-геологические системы (в том числе «МАГМА Гео») предназначены для более широкого круга задач в части эксплуатации месторождений твердых полезных ископаемых и не обладают специализированным математическим аппаратом для расчета частных геотехнических и геомеханических параметров, их можно использовать для экспресс-анализа текущей ситуации.

Визуализация и обработка данных по документации керна скважин

Для качественной и количественной структурной оценки нарушенности (трещиноватости) горных пород используют нормативный геомеханический показатель RQD (Rock Quality Designation), широко применяемый как в России, так и за рубежом.

В «МАГМА Гео» были загружены данные скважин, в интервальных данных которых присутствует показатель целостности керна RQD. При помощи инструментов системы вдоль траекторий скважин были выделены и визуализированы зоны повышенной трещиноватости массива горных пород для дальнейшей обработки. Красным и оранжевым цветами отображается показатель RQD < 50 % (рис. 1).

Методом обратных расстояний (IDW) выполнен расчет значений наполнения полигональной модели на основе данных RQD из траекторий скважин.

Рис. 1. Визуализация нарушенности массива горных пород по показателю RQD в рассматриваемом участке борта карьера

Интерпретация и визуализация плоскостей разломов, полученных при замерах в борту карьера

Неотъемлемой частью любой системы мониторинга бортов карьера является визуальное наблюдение и замеры.  Для следующего способа обработки данных по состоянию борта карьера взяты точки физических замеров азимута и угла падения трещин в борту карьера. Данные точки были нанесены на цифровую модель поверхности карьера по координатам замеров и построены вспомогательные элементы. В результате были спроектированы плоскости трещин, по которым солид карьера был разделен на несколько доменов с выделением потенциально опасного участка возможного клиновидного обрушения (рис. 2).

Рис. 2. Проектирование плоскостей трещин и визуализация потенциального клиновидного обрушения массива горных пород в борту карьера с использованием «МАГМА Гео»

Обработка данных сканирования борта карьера или геодезической съемки реперных точек 

Маркшейдерская съемка остается стандартным способом мониторинга откосов бортов больших карьеров. В ГГИС «МАГМА Гео» выполнены работы по построению векторов смещения по плоскости скольжения массива борта карьера. Облако точек съемки исходной поверхности анализируемого участка борта карьера было сопоставлено со смещенным в пространстве набором точек. В результате чего спроектированы векторы смещения и визуализированы в соответствии с их длинами по цвету (рис. 3). 

Рис. 3. Визуализация векторов смещения участка борта

Рассмотренные подходы к моделированию и прогнозированию геомеханических показателей выделения структур в пределах цифровой модели карьера, выполненные ГГИС «МАГМА Гео», позволяют решить ряд задач по мониторингу и подготовке отчетной документации о состоянии бортов карьера при ведении открытых горных работ.

В ходе апробации инструментария были определены основные направления его дальнейшего развития:

• автоматическое моделирование неустойчивых участков борта карьера;
• интеграция данных радарного мониторинга для отслеживания смещений бортов карьера в режиме реального времени или за выбранный период.

Данный подход позволяет на основе текущих пространственных моделей проводить экспресс-оценку устойчивости бортов карьера без переноса исходных данных в специализированное ПО. На основе этой оценки принимается решение о необходимости более глубокого геомеханического моделирования.

Ивлев А. П. , специалист по внедрению ПО

ГОРНЫЙ ЖУРНАЛ, 2026, № 1