Разработать экспериментальные образцы компонент системы мониторинга состояния горного массива в регионах интенсивного крупномасштабного освоения подземного пространства на основе данных спутниковой интерферометрии. Мероприятие 2.5 программы Союзного государства «Мониторинг-СГ» : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель М. А. Журавков

Abstract

Объектом исследования являются современные технологии мониторинга техногенных процессов оседания земной поверхности на основе спутниковой интерферометрии (inSAR-технология) и численного моделирования процессов оседания подрабатываемого породного массива. Цель НИР - разработка экспериментальных образцов компонент системы мониторинга состояния горного массива и оценка применимости предлагаемой технологии мониторинга для контроля оседаний земной поверхности и предотвращения техногенных катастроф, обусловленных горными работами, проводимыми ОАО «Беларуськалий» на территории Старобинского месторождения. Методы исследования: геомеханика, радарная спутниковая интерферометрия, метод конечных элементов, метод дискретных элементов, обработка изображений, инструментальные измерения процессов оседаний земной поверхности. В результате исследования разработаны библиотеки и программный пакет для автоматического построения цифровой геологической модели разрабатываемого породного массива с учетом тектонических нарушений; разработан программный модуль численного моделирования процессов деформации и разрушения породного массива Старобинского месторождения; выполнены две серии SAR-съемок 2015 - 2016 гг. и на их основе построены характеристики процессов деформации земной поверхности; проведены инструментальные измерения характеристик деформации земной поверхности в районе Старобинского месторождения в 2015 - 2016 годах; разработана методика проведения и обработки результатов SAR-съемки; разработана оригинальная методика повышения точности восстановления характеристик процесса деформации на основе SAR-съемки в том числе с использованием уголковых отражателей. Научная новизна результатов состоит в разработке оригинального подхода к построению трехмерных цифровых геологических моделей; разработке оригинальной модели разрушения породного массива на основе критерия Кулона-Мора; использовании «смешанной» конечно/дискретно/элементной модели для моделирования пликативных массивов осадочных пород с ярко выраженной слоевой дифференциацией физико-механических свойств; разработке численной модели планарного вязкого течения соляных пород; разработке оригинальной методики повышения точности восстановления характеристик процесса деформации на основе алгоритма детектирования шаблонов синтетических интерферограмм. Разработанные программные продукты и методики приняты в опытную эксплуатацию на ОАО «Беларуськалий». Область применения: геомеханический мониторинг состояния подрабатываемого породного массива; дистанционный контроль техногенной деформации земной поверхности; моделирование процессов деформации и разрушения подрабатываемого породного массива, построение цифровых геологических моделей.