Внедрение GNSS-технологий в режиме реального времени (RTK) для обеспечения безопасности горных работ

Содержание

Введение

Глава 1. Научно-методическое обоснование использования GNSS в структуре промышленной безопасности

1.1. Современные концепции маркшейдерского обеспечения и вклад отечественных научно-исследовательских институтов (ВНИМИ)

1.2. Специфика использования систем дифференциальной коррекции в условиях российских горнодобывающих регионов

1.3. Нормативные требования к метрологической аттестации и поверке оборудования согласно стандартам Росстандарта и Минприроды

Глава 2. Аналитическое исследование эффективности спутникового позиционирования на горном предприятии

2.1. Сравнительный анализ точности измерений методами традиционной геодезии и RTK-технологий

2.2. Моделирование ошибок позиционирования и способы их компенсации в условиях активного ведения взрывных работ

2.3. Эксплуатационный мониторинг геодезической сети предприятия и пунктов ГГС

Глава 3. Технологические решения по внедрению RTK-комплексов в производственный цикл

3.1. Организация инфраструктуры базовых станций для обеспечения непрерывного поля поправок на карьере

3.2. Оптимизация маркшейдерских съемок и оперативного учета объемов добычи с использованием GNSS-приемников

3.3. Прогнозная оценка повышения безопасности труда и минимизации влияния человеческого фактора на производственные показатели

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Внедрение GNSS-технологий в режиме реального времени (RTK) для обеспечения безопасности горных работ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы определяется необходимостью повышения уровня безопасности горных работ в условиях интенсификации добычи полезных ископаемых на территории Российской Федерации. Современный этап развития горнодобывающей отрасли характеризуется усложнением горно-геологических условий разработки месторождений, увеличением глубины карьеров и возрастанием рисков возникновения аварийных ситуаций. Традиционные методы маркшейдерского обеспечения, основанные на использовании оптических геодезических приборов, не всегда позволяют оперативно получать пространственную информацию о положении горнотехнических объектов и динамике их перемещения. Внедрение глобальных навигационных спутниковых систем в режиме кинематики реального времени открывает новые возможности для непрерывного мониторинга состояния бортов карьеров, контроля положения горнотранспортного оборудования и оперативного учета объемов горной массы.

Степень разработанности проблемы в отечественной научной литературе достаточно высока. Вопросами применения спутниковых технологий в маркшейдерском деле занимались специалисты ВНИМИ, Московского государственного горного университета, Санкт-Петербургского горного университета. Вместе с тем остаются недостаточно изученными аспекты адаптации RTK-технологий к специфическим условиям открытых горных работ, включая влияние рельефа местности, наличие высоких бортов карьера и активное ведение взрывных работ на качество спутникового сигнала.

Целью курсовой работы является разработка технологических решений по внедрению GNSS-технологий в режиме реального времени для повышения безопасности горных работ на предприятиях открытой разработки месторождений.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• изучить современные концепции маркшейдерского обеспечения и нормативные требования к применению спутниковых технологий;
• провести сравнительный анализ точности измерений традиционными геодезическими методами и RTK-технологиями;
• разработать модель организации инфраструктуры базовых станций для обеспечения непрерывного поля дифференциальных поправок;
• оценить возможности оптимизации маркшейдерских съемок с использованием GNSS-приемников;
• выполнить прогнозную оценку повышения уровня безопасности труда при внедрении спутниковых технологий.

Объектом исследования выступает Лебединский горно-обогатительный комбинат, разрабатывающий железорудное месторождение открытым способом в Белгородской области.

Предметом исследования являются технологии спутникового позиционирования в режиме RTK и их применение в системе маркшейдерского обеспечения безопасности горных работ.

Методологическая база исследования включает анализ нормативно-технической документации Ростехнадзора и Роснедра, изучение производственных материалов горнодобывающего предприятия, методы математического моделирования ошибок позиционирования и сравнительный анализ точностных характеристик геодезического оборудования.

Научная новизна работы заключается в обосновании комплексного подхода к организации RTK-инфраструктуры с учетом специфических условий глубоких карьеров и разработке рекомендаций по компенсации систематических ошибок спутниковых измерений.

Теоретическая значимость состоит в систематизации современных представлений о возможностях применения дифференциальных режимов GNSS в маркшейдерском деле. Практическая значимость определяется возможностью использования разработанных решений для повышения оперативности и точности маркшейдерских работ, что непосредственно влияет на уровень промышленной безопасности.

Структура работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. Первая глава посвящена научно-методическому обоснованию использования GNSS в структуре промышленной безопасности. Во второй главе проводится аналитическое исследование эффективности спутникового позиционирования. Третья глава содержит технологические решения по внедрению RTK-комплексов в производственный цикл.

ГЛАВА 1. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ GNSS В СТРУКТУРЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

1.1. Современные концепции маркшейдерского обеспечения и вклад отечественных научно-исследовательских институтов (ВНИМИ)

Маркшейдерское дело в Российской Федерации представляет собой специализированную отрасль горной науки, обеспечивающую геометризацию недр и контроль пространственного положения горнотехнических объектов на всех этапах освоения месторождений полезных ископаемых. Историческое развитие маркшейдерского обеспечения неразрывно связано с эволюцией геодезических технологий и приборного оснащения специализированных служб горных предприятий. На протяжении советского периода формировалась научная школа отечественной маркшейдерии, представленная трудами выдающихся ученых и практиков горного дела [1, c. 15].

Всероссийский научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ) с момента своего основания в 1929 году выступает ведущим центром разработки методологических основ маркшейдерских работ и нормативно-технической документации. Институт внес фундаментальный вклад в развитие теории маркшейдерских опорных и съемочных сетей, методов наблюдения за деформациями горного массива и земной поверхности, систем учета движения запасов полезных ископаемых. В современных условиях специалисты ВНИМИ активно работают над адаптацией спутниковых навигационных технологий к специфике горного производства [2, c. 42].

Концептуальные основы современного маркшейдерского обеспечения базируются на принципах непрерывности пространственного мониторинга, интеграции разнородных источников геодезической информации и автоматизации процессов сбора и обработки данных. Переход от периодических инструментальных наблюдений к непрерывному дистанционному контролю положения объектов стал возможным благодаря внедрению глобальных навигационных спутниковых

…