УДК 681.518.5 D OI: 10.21440/0536-1028-2017-8-74-81

БАБОКИН Г. И., ШПРЕХЕР Д. М., КОЛЕСНИКОВ Е. Б.

Описана структура организации и построения аппаратуры для технического диагностирования
сложных объектов на примере шахтного электромеханического комплекса, основу которого со-
ставляет очистной комбайн. Объектами контроля являются электромеханические систе-
мы (ЭМС), содержащие асинхронные двигатели разной мощности; гидравлические узлы; высоко-
вольтную и низковольтную коммутирующую аппаратуру; электронные силовые преобразовате-
ли (частоты, напряжения, выпрямители); редукторы конвейера и комбайна; трансформаторы.
Процесс диагностирования осуществляется с учетом факторов внешней среды. Функциональ-
ная схема диагностического комплекса включает в себя три уровня иерархии. Каждый уровень
выступает как управляющий по отношению ко всем нижестоящим и как управляемый, подчи-
ненный по отношению к вышестоящему. Нижний уровень содержит датчико-преобразующую
аппаратуру, измеряющую параметры ЭМС и факторы внешней среды, модули ввода-вывода
и барьеры искрозащиты. Средний уровень – технические средства преобразования интерфейсов и
последующего сбора, временной коммутации телеметрических сообщений. Верхний уровень – со-
вокупность автоматизированных рабочих мест диспетчера, функционирующих под управлени-
ем специального программного обеспечения. В основе специального программного обеспечения
для диагностирования технических состояний лежат нейросетевые алгоритмы, позволяющие
решать задачи контроля и прогнозирования технических состояний ЭМС. Данные алгоритмы
являются открытыми и настраиваемыми с возможностью дополнения новыми диагностиче-
скими признаками. Используемые в программе алгоритмы диагностирования основаны на ре-
зультатах модельных и натурных исследований и являются объектно-ориентируемыми. Пока-
зано, что разработанная аппаратура позволяет оперативному персоналу в режиме реального
времени контролировать техническое состояние систем любой сложности, включая электро-
механическое оборудование для работы во взрывоопасных атмосферах.
К л ю ч е в ы е с л о в а : шахтный электромеханический комплекс; диагностирование; прогнози-
рование; иерархичность; техническое состояние; нейронная сеть; программное обеспечение.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Мухортиков С. Г. Разработка методики оценки фактического технического состояния проходче-
ских комбайнов избирательного действия: автореф. дис. … канд. техн. наук. Кемерово, 2014. 134 с.
2. Асонов С. А., Иванов С. Л., Шишлянников Д. И. Способы диагностирования технического
состояния и оценки остаточного ресурса электромеханической системы комбайнов Урал-20Р // Ак-
туальные проблемы технических наук в России и за рубежом: сб. науч. тр. по итогам междунар.
науч.-практ. конф. (10 февраля 2015 г.). Новосибирск: Инновационный центр развития образования
и науки, 2015. С. 48–51.
3. Вахромеев О. Е., Каримов Р. Т., Надеев А. И. Современные методы диагностики электромеха-
нических систем // Вестник АГТУ. 2006. № 2. С. 51–56.
4. Шпрехер Д. М. Диагностирование и управление электромеханических систем горных машин
с использованием искусственных нейронных сетей: дис. … д-ра техн. наук. Тамбов, 2016. 432 с.
5. Palyukh B. V., Shprekher D. M., Bogatikov V. N. Technique of classification of technical condition
of electromechanical systems in multidimensional space of signs on the basis of a local metrics //
International Journal of Engineering Research. 2015. Vol. 10. No. 24. P. 45724–45730.
6. Массе П. Критерии и методы оптимального определения капиталовложений: пер. с франц.
М.: Статистика, 1971. 351 с.
Поступила в редакцию 31 марта 2017 года

УДК 622.33:528.7 ODI: 10.21440/0536-1028-2017-8-58-64

ТАЙЛАКОВ О. В., КОРОВИН Д. С.

Рассмотрено практическое использование подхода к повышению геометрической точности
3D-модели горной массы с применением распознанного на снимках карьерного транспорта при
погрузочно-разгрузочных работах на открытом угольном складе. Представлены эксперимен-
тальные данные создания цифровой модели рельефа открытого угольного склада на основе
данных аэрофотосъемки с помощью беспилотных летательных аппаратов Геоскан 101,
ПТЕРО-Е5 и GateWing X100. Описан процесс фотограмметрической обработки аэрофото-
снимков в цифровой системе PhotoScan. Определены среднеквадратические ошибки на кон-
трольных точках в плане и по высоте, найденные по разностям двойных измерений с исполь-
зованием данных геодезического GPS/ГЛОНАСС-приемника, для трех моделей рельефа
территории угольного склада до и после коррекции координатной сети. Установлено, что
аэрофотосъемка с применением беспилотных летательных аппаратов позволяет оперативно
регистрировать пространственно-временные характеристики открытого угольного склада
с точностью в плане и по высоте, соответствующей планам масштаба 1 : 500.
К л ю ч е в ы е с л о в а : беспилотный летательный аппарат; аэрофотосъемка; цифровая
фотограмметрия; цифровая модель рельефа; открытый угольный склад.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Тайлаков О. В., Коровин Д. С., Макеев М. П., Соколов С. В. Алгоритмическое и программное
обеспечение с применением беспилотных летательных аппаратов для оценки остатков угля на от-
крытых складах // Уголь. 2015. № 2. С. 68–71.
2. GNSS Система Trimble R4 // Trimble Inc. URL: http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/Get/ Document-
487617/022543-490F-RUS_TrimbleR4GNSS_ DS_1014_LR.pdf (дата обращения: 18.07.2017).
3. БПЛА Геоскан 101 // Группа компаний Геоскан. URL: https://www.geoscan.aero/ru/products/
geoscan101 (дата обращения: 18.07.2017).
4. PTERO // ООО «ПТЕРО». URL: http://ptero.ru/uasptero/uasptero.html (дата обращения: 18.07. 2017).
5. GateWing X100 UAS // Trimble Inc. URL: http://uas.trimble.com/sites/default/files/downloads/
gw_x100_system_manual_v2.0.pdf (дата обращения: 18.07.2017).
6. Тайлаков О. В., Коровин Д. С., Ефимов В. И. Выбор рациональных параметров аэрофото-
съемки поверхности угольных предприятий беспилотными летательными аппаратами // Изв. вузов.
Горный журнал. 2016. № 1. С. 50–57.
7. Carrera-Hernández J. J., Levresse G., Lacan P., Aranda-Gómez J. J. A low cost technique for
development of ultra-high resolution topography: application to a dry maar’s bottom // Revista Mexicana
de Ciencias Geologicas. 2016. No. 1(33). P. 122–133.
8. Goncalves M. C., Henriques R. UAV photogrammetry for topographic monitoring of coastal areas //
ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 2015. No. 1(104). P. 101–111.
9. Mancini F., Dubbini M., Gattelli M., Stecchi F., Fabbri S., Gabbianelli G. Using unmanned aerial
vehicles (UAV) for high-resolution reconstruction of topography // The structure from motion approach on
coastal environments: remote sensing. 2013. No. 5(12). P. 6880–6898.
10. Sona G., Pinto L., Pagliari D., Passoni D., Gini R. Experimental analysis of different software
packages for orientation and digital surface modelling from UAV images // Earth Sci. Inform. 2014.
No. 7(2). P. 97–107.
64 «Известия вузов. Горный журнал», № 8, 2017 ISSN 0536-1028
11. Маркшейдерские работы на карьерах и приисках / М. А. Перегудов и др. М.: Недра,
1980. 366 с.
12. Тайлаков О. В., Коровин Д. С. Особенности фотограмметрической обработки аэрофото-
снимков открытого угольного склада при использовании беспилотных летательных аппаратов //
Вестник КузГТУ. 2016. № 5. C. 3–7.
Поступила в редакцию 9 августа 2017 года

УДК 622.847
DOI: 10.21440/0536-1028-2017-65-73

ДАЛАТКАЗИН Т. Ш., ХАРИСОВ Т. Ф.
Консервация Турьинского медного рудника вызвала необходимость проведения прогнозных
инженерно-геологических исследований последствий затопления рудника, территориально
совпадающего с инфраструктурой г. Краснотурьинска. Рассмотрены факторы, определяющие
параметры процесса затопления и его последствия. На основании результатов мониторинга
изменения уровня воды в стволе шахты «Капитальная» при затоплении определена эмпириче-
ская зависимость уровня подземных вод при восстановлении предельного уровня от времени.
Разработана система дренажа при консервации рудника, позволяющая предотвратить под-
топление селитебных территорий. Выполнены расчеты прогнозных границ зон ожидаемых
опасных деформаций и границ выхода обрушений на поверхность, активизация которых про-
исходит при повышении уровня подземных вод.
К л ю ч е в ы е с л о в а : шахта; водоотлив; затопление; уровень подземных вод; подтопление;
система дренажа; сдвижение горных пород; опасные деформации; провал.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Харисов Т. Ф., Замятин А. Л., Ведерников А. С. Особенности ликвидации ствола шахты им.
С. М. Кирова Турьинского медного рудника // Проблемы недропользования. 2015. № 2(5). С. 19–24.
2. Харисов Т. Ф., Замятин А. Л., Ведерников А. С. Инженерно-геофизические исследования при
ликвидации ствола шахты им. С. М. Кирова Турьинского медного рудника // ГИАБ. 2016. № 3.
С. 350–357.
3. Сашурин А. Д., Мельник В. В., Усанов С. В., Балек А. Е. Проблемы безопасности при ликви-
дации горнодобывающих предприятий // Проблемы недропользования. 2014. № 3. С. 60–65.
4. Елохина С. Н. Прогноз гидродинамических последствий затопления подземных горных вы-
работок в условиях недостаточности гидрогеологической информации // Сергеевские чтения.
Вып. 4. Материалы годичной сессии Науч. совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной гео-
логии и гидрогеологии. М.: ГЕОС, 2002. С. 361–364.
5. Гидрогеология СССР. Т. XIV. Урал / под ред. В. Ф. Прейса. М.: Недра, 1972. 648 с.
6. Елохина С. Н., Футорянский Л. Д. К методике прогноза скорости затопления подземных гор-
ных выработок // Известия УГГГА. Геология и геофизика. 2002. Вып. 15. С. 227–231.
7. Елохина С. Н. Исследование геоэкологических последствий самозатопления шахтных полей //
Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2004. № 5. С. 405–414.
8. Мельник В. В. Обоснование геомеханических факторов для диагностики опасности карсто-
проявлений при недропользовании: автореф. дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург, 2010. 10 с.
9. Сашурин А. Д., Панжин А. А. Механизм формирования аварийных ситуаций различного мас-
штаба вследствие современных геодинамических движений // Черная металлургия. 2017.
№ 1(1405). С. 21–25.
10. Надеин А. Г. Турьинский медный рудник: матер. науч.-практ. конф., посвященной 150-летию
Е. С. Федорова. Краснотурьинск, 2004. С. 24–25.
11. Усанов С. В. Методика оценки безопасности застройки территорий над старыми горными
выработками // ГИАБ. 2011. № S11. С. 260–266.
12. Усанов С. В., Коновалова Ю. П. Деформационные процессы при строительстве тоннелей
метрополитена в Екатеринбурге // ГИАБ. 2013. № 6. С. 142–144.
13. Далатказин Т. Ш. Диагностика современной геодинамической активности горного массива
при строительстве и эксплуатации ответственных объектов // ГИАБ. 2005. № 11. С. 120–123.
Поступила в редакцию 29 августа 2017 года

• Латышев
• Прищепа

УДК 622.278
DOI: 10.21440/0536-1028-2017-8-53-57

ЛАТЫШЕВ О. Г., ПРИЩЕПА Д. В.
При проходке горных выработок с помощью буровзрывных работ (БВР) большое значение име-
ет качество оконтуривания, т. е. получение сечения, максимально приближенного к проект-
ному контуру выработки. Количественной мерой степени изломанности линии контура вы-
работки служит ее фрактальная размерность. В частности, она определяет величину
периметра сечения выработки в проходке. В связи с этим для количественной оценки откло-
нений этого контура от проектного предлагается критерий качества контурного взрывания
в виде фрактального коэффициента формы выработки. Он представляет собой отношение
площади сечения конформного отображения выработки к его периметру: при постоянстве
площади сечения выработки чем хуже качество оконтуривания, т. е. чем больше величина
периметра, тем меньше фрактальный коэффициент формы. Наличие неровностей поверхно-
сти выработки приводит к увеличению концентрации напряжений на ее контуре. Следова-
тельно, фрактальный коэффициент формы может служить оценкой коэффициента концен-
трации напряжений. Для изучения данного вопроса проведены измерения сечений 32 выработок
Североуральских бокситовых рудников. Корреляционный анализ результатов показал надеж-
ную взаимосвязь фрактального коэффициента формы выработок с коэффициентом концен-
трации напряжений на ее контуре. Полученные результаты позволяют оценивать качество
буровзрывных работ и устойчивость горных пород в выработке.
К л ю ч е в ы е с л о в а : горные выработки; качество буровзрывных работ; фрактальный коэф-
фициент формы выработки; коэффициент концентрации напряжений.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Латышев О. Г., Франц В. В., Прищепа Д. В. Исследование поверхности природных трещин
как фрактального объекта // Изв. вузов. Горный журнал. 2016. № 3. С. 44–50.
2. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы: пер. с нем. М.: Изд-во ИКИ, 2002. 656 с.
3. Баклашов И. В., Руппенейт К. В. Прочность незакрепленных горных выработок. М.: Недра,
1965. 104 с.
4. Баклашов И. В., Картозия Б. А. Механика горных пород. М.: Недра, 1975. 271 с.
Поступила в редакцию 15 августа 2017 года