Св. Иван Рилски” Миннотехнологичен факултет

1. 
   Заснемане по полярен метод
   

На този принцип се базира измерването с тотална станция, което се различава от измерването с диаграмен тахиметър по това, че отчетите се правят автоматично и се записват в паметта на инструмента. Тоталните станции се развиват непрекъснато, като голяма част от тях могат да мерят без отражател, а “роботизираните” включват функции като измерване на точки през определена стъпка, непрекъснато следене на призмата, което на практика позволява измерването да бъде извършено само от един човек. Използването на функцията за измерване без отражател е добре да се използва в само в случаите, когато заснеманата повърхност е сравнително гладка и няма силни или слаби отражателни характеристики. При неравна повърхност има голяма вероятност сигналът да не се върне в инструмента или да се върне, но да е с променени характеристики, което ще доведе до грешно определяне на точката. Координатите на подробната точка се изчисляват въз основа на зависимостите:

2. 
   Заснемане с ГНСС технологии
   

Същественото предимство на ГНСС технологиите пред заснемането с тотални станции е възможността да се правят заснемания без предварително изградена работна геодезическа основа. За сметка на това е нужно да се спазят някои изисквания с оглед получаването на достатъчно надеждни измервания [6]:

• 
  Да има видимост на всички посоки при ъгъл на видимост над 15°;
  
• 
  Да няма тежки машини и всякакви повърхности (най-вече метални), които са с добри отражателни характеристики;
  
• 
  Да е далеч от електропроводи с високо напрежение и от мощни източници на микровълново лъчение;
  
• 
  Да има видимост към поне 4 спътника (по-добре минимум 5) и GDOP факторът да е максимум 8.
  

Съществуват различни методи за заснемане с ГНСС, като в момента най-популярният метод е RTK режимът на измерване (използва се мрежа от станции, които непрекъснато следят спътниците и предават изчислените грешки към приемника). Проблемни са заснеманията на долните ръбове и подробните точки на работните стъпала, тъй като стъпалото закрива голяма част от спътниците. Друга важна особеност, която следва да се има предвид е, че координатите на получените точки трябва да се трансформират от WGS84 в използваната в рудника координатна система. Много от съвременните ГНСС апаратури предлагат възможността предварително да се зададат трансформационните елементи (т.нар. “калибрация”), чрез което изтеглените от паметта на инструмента данни са в желаната координатна система.

3. 
   Фотограметрични измервания
   

Фотограметрията е дистанционен метод за набиране на данни, поради което е предпочитан особено на труднодостъпни обекти или опасни такива. Формата, размерите и положението на обекта се намират въз основа на измерване върху фотографско изображение, получено при определени условия. В днешно време стремежът е да се направят поне 2 изображения от различни станции, за да се получи т.нар. стереоефект, благодарение на който от две изместени един от друг 2D изображения може да се получи 3D модел на обекта. Непрекъснатото подобряване на възможностите на камерите и на технологиите за обработката на изображенията (в софтуерен и хардуерен аспект) прави фотограметричния подход все повече предпочитан. Съществуват немалко софтуери, които автоматично обработват изображенията и след това автоматично откриват структурни елементи като ръбове, пукнатини и др., също така позволяват и текстурен анализ, който може да е от полза при изследване на зърнометричния състав на скалите. Изображенията могат да бъдат получени от наземни станции (“земна фотограметрия”) и от въздуха (“въздушна фотограметрия”). Основен проблем при фотограметрия е метеорологичната обстановка (важи особено за въздушната), както и времевия диапазон, в който се заснема. Най-подходящото време на заснемане е рано сутринта или късно следобед, също така и обектът не трябва да има сенки. Тези ограничения донякъде не позволяват да се използва пълния потенциал на фотограметричните технологии. В зависимост от това дали се използва земна фотограметрия или въздушна съществуват различни изисквания за разстоянието между базите, застъпването на снимките и ориентацията на снимачните оси.

Алтернатива на фотограметрията са лазерните скенери, които подобно на тоталните станции излъчват електромагнитни импулси във видимия спектър, но благодарение на бързовъртящи се огледала могат да заснемат милиони точки за кратко време. Тази особеност ги прави подходящи в случаите, когато е нужно подробно заснемане на дадено работно стъпало (например с цел изследване на деформационни процеси). Основен недостатък на лазерните скенери е тяхната цена.

4. 
   Изобразяване на откритите рудници
   

Маршкайдерските модели на минните изработки имат съществено значение за оптималното управление на откритите рудници. Основни изисквания, на които трябва да отговорят, са:

• 
  Да съдържат информация за решаването на широк кръг от задачи от управлението на рудника;
  
• 
  Да се съставят с технически средства и технологии, които гарантират точност и надеждност на информацията;
  
• 
  Да отразяват състоянието на обекта с минимално закъснение;
  
• 
  Да се съхраняват продължителен период от време, включително след ликвидиране на рудника.
  

В зависимост от носителя, на който са, маркшайдерските модели са графични и числени. Графичните представляват планове и разрези в едри мащаби- 1:500, 1:1000, 1:2000 и по-рядко 1:200 и 1:5000. Основни представители на графичните модели са похоризонтните планове, при които всяко стъпало и неговото развитие е отразено в отделен план, и сборните планове, чието съдържание се определя от задачите, за които се изготвя- положение на механизация и транспортни пътища; контури и параметри на запасите и ресурсите; геоложки разновидности, нарушени зони, пукнатинни системи и др. Вертикалните разрези се правят в единен мащаб (мащабът по вертикала е равен на този по хоризонтала), за да може да се измерват ъгли, дължини и площи.

При численото моделиране, минните изработки се заместват с пространствените координати и/или други количествени и качествени характеристики на подредено множество от точки. Численият модел може да се разглежда от два аспекта. При първия, от значение са правилата, по които се получават актуализират, съхраняват и ползват данните, а при втория – самите числени и други данни. Численият модел на минните изработки трябва да отговаря на редица общи и специфични изисквания:

В зависимост от начина на получаване числените модели са два типа- модели, при които се използват заснетите точки и такива, получени чрез интерполиране на заснетите точки.

• 
  Метод на вертикалните сечения- Численият модел, получен на базата на вертикални сечения, съдържа подредено множество от пространствените координати на пресечните точки на ръбовете на минните изработки и сеченията. В повечето случаи, координатите на точките от модела се интерполират от координатите на заснетите точки и затова числения модел с вертикални сечения отнасяме към моделите с интерполирани точки. Броят и разположението на ръбовете на стъпалата, а следователно и на точките от числения модел, са тясно свързани с формата на напречното сечение на изработките; във всеки случай са необходими не по-малко от две пресечни точки. За разграничаване на отделните стъпала, а при двустранно развитие на рудника – и на двата участъка от едно и също стъпало, в хоризонтална проекция, рудникът се разделя на квазихоризонтални слоеве, които отговарят на забоите на багерите. Разстоянието между сеченията зависи от технологията на добива и транспорта и от природните условия. Без да претендираме за универсално решение, смятаме, че това разстояние трябва да бъде от 10 до 25 m. Описаният числен модел има съществени предимства, особено при моделиране на работната зона на откритите рудници. Разделянето на рудника с вертикални сечения съответства на движението на изкопната и насипищната механизация. Моделът е близък до маркшайдерските снимачни технологии и с него се решават достатъчно точно всички геометрични задачи. Моделът е много подходящ и от изчислителна гледна точка – осигурява пряк достъп до необходимия запис, икономичен е, позволява генерализиране и извеждане само на определен обем информация.
  
• 
  Моделиране на геоложките условия- с помощта на такива модели се определят количествени и качествени показатели на физикомеханичните свойства на подземното богатство и вместващите скали във всяка точка от рудника. Първият се базира на т.нар. „скрити“ топографски повърхнини и е подходящ при моделиране на пластови находища. За създаване на модела, традиционните данни от геоложкото проучване се трансформират в записи в база от данни (БД). Най-често в практиката за основа се ползва типовата литоложка колона на обекта. За всеки сондаж се записват идентификатори, разположение на сондажа, инклинометрични данни. За всяка пресечена геоложка разновидност (прослойка) се записват вертикална дебелина (при вертикални сондажи); литоложка разновидност; качествени показатели; физико-механични свойства. Вторият вид модел (фиг. 6) е моделът с елементарни тела. Той се създава с интерполиране на количествените и качествените показатели в пространствена мрежа от точки, които съвпадат с геометричния център на тялото. Най-често елементарните тела са кубове с дължина на ръба от 2 до 20 m. Препоръчва се кратност на размерите, например 5, 10, 20 m. Свойствата на подземното богатство, което попада в елементарното тяло се приписват на неговия геометричен център. Количествените показатели – съдържание на полезни/вредни компоненти, физико-механични свойства и др., се интерполират от данните в най-близките литоложки колони, най-често – с метода на обратните разстояния. При интерполирането трябва да се въведат допълнителни ограничения за разстоянието, за симетричността на пробите, за анизотропност на показателите. По посочения метод могат да се обработват и други параметри като ценност на подземното богатство, извличане при първична преработка, транспортни разстояния. Предимство на модела е възможността за бърза оценка на комбинации от елементарни тела, които се получават при различни проектни схеми на отработване, при включване/изключване на отделни участъци и прочие.