satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2016-15-2-131-138sat-912Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВОCIVIL AND INDUSTRIAL ENGINEERINGЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМОВ ПОДВОДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ХВОСТОВ И ЖИДКИХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ В НАКОПИТЕЛЕ НА ОСНОВЕ ЭХОЛОКАЦИИ И GPS-СИСТЕМ В ОАО «БЕЛАРУСЬКАЛИЙ»EXPERIMENTAL MEASUREMENTS OF TAILING UNDERWATER SEDIMENTS AND LIQUID INDUSTRIAL WASTES IN STORAGE TANK ON THE BASIS OF ECHOLOCATION AND GPS-SYSTEMS AT JSC “BELARUSKALI”МихайловВ. И.MikhailovV. I.

Кандидат географических наук, доцент.

Адрес для переписки: Михайлов Владимир Иванович - Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 150,  220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 265-95-97  inggeod@bntu.by

 

Associate Professor, PhD in Geography.

Address for correspondence:  Mikhailov Vladimir I. - Belаrusian National Technical University, 150 Nezavisimosty Ave.,  220013, Minsk, Republic of Belarus Tel.: +375 17 265-95-97  inggeod@bntu.by

inggeod@bntu.byЗейтцВ. Э.ZeitsV. E.

Инженер

Engineer

inggeod@bntu.byКононовичС. И.KononovichS. I.

Инженер

Engineer

inggeod@bntu.byЧиберкусЮ. Н.ChiberkusYu. N.

Инженер

Engineer

inggeod@bntu.byИскрицкаяА. О.IskritskayaA. O.

Инженер

Engineer

inggeod@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarusБеларуськалий, ОАОБеларусьBelaruskali OJSCBelarusЭкомир, ЗАО, МинскБеларусьEcomir JSCBelarus201629032016152131138Copyright © Михайлов В.И., Зейтц В.Э., Кононович С.И., Чиберкус Ю.Н., Искрицкая А.О., 20162016Михайлов В.И., Зейтц В.Э., Кононович С.И., Чиберкус Ю.Н., Искрицкая А.О.Mikhailov V.I., Zeits V.E., Kononovich S.I., Chiberkus Y.N., Iskritskaya A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/912

Изложен новый подход к вычислению объемов подводных отложений хвостов и жидких промышленных отходов на основе инновационных технологий. Традиционно для топографической съемки дна шламохранилища использовались два теодолита, установленных в разных точках, и лодка с грузом для промера глубины дна. Теодолитами одновременно измерялись горизонтальные направления на маркер лодки. Глубина дна определялась посредством опускания на веревке в соляной раствор круглого груза массой 2 кг. Такая технология, кроме больших временных и трудовых затрат, требовала синхронизации действий всех троих участников работ: исполнителей двух теодолитов и экипажа лодки в каждой точке промера глубины. Для более эффективного решения этой задачи предложена методика использования эхолокации для определения глубины ложа накопителя (шламохранилища) в комплексе с системами космического позиционирования (GPS-системы), которые можно разместить на лодке. Датчик эхолокации монтировался под днищем лодки на глубине 10 см от уровня рассолов в шламохранилище. Антенна GPS-приемника устанавливалась над датчиком эхолота. Плановая привязка точек промера глубины дна выполнялась в местной системе координат. После ввода данных координатной привязки соответствующих им откорректированных глубин в пакете программных средств LISCAD Plus SEE выполнялось формирование цифровой модели дна шламохранилища на основе метода строгой триангуляции. Создание цифровой модели позволяет достаточно просто вычислить объем между дном складохранилища и выбранным уровнем (высотой наполнителя). При этом определить объем и площадь не только выше, но и ниже отсчетной поверхности можно способом построения цифровых моделей за разные периоды времени эксплуатации шламохранилища. 

The paper presents a new approach to calculate volume of tailing underwater sediments and liquid industrial wastes on the basis of innovative technologies. Two theodolites which are set at various points and a boat with a load for measuring water depth have been traditionally used for topographic survey of slime storage bottom. Horizontal directions have been simultaneously measured on the boat marker while using theodolites. Water depth has been determined while using  a 2-kg circular load which was descended into brine solution with the help of rope. In addition to rather large time and labour costs such technology has required synchronization in actions on three participants involved in the work: operators of two theodolites and boat team in every depth measuring point. Methodology has been proposed for more efficient solution of the problem. It presupposes the use of echolocation together with space localization systems (GPS-systems) which can be set on a boat with the purpose to measure depth of a storage tank bed. An echolocation transducer has been installed under the boat bottom at the depth of 10 cm from the brine solution level in the slime storage.  An aerial of GPS-receiver has been fixed over the echo-sounder transducer. Horizontal positioning of bottom depth measuring points have been carried out in the local coordinate system. Formation of digital model for slime storage bottom has been executed after data input of the coordinate positioning that corresponded to corrected depths in the software package LISCAD Plus SEE. The formation has been made on the basis of a strict triangulation method.  Creation of the digital model makes it rather easy to calculate a volume between a storage bottom and a selected level (height of filling material). In this context it is possible to determine a volume and an area not only above but also lower of the datum surface. For this purpose it is recommended to use digital models which are developed for various time periods of slime  storage operation. 

шламохранилищеэхолотэлектронный тахеометрпрограммный комплекс LISCAD Plus SEEslime storageecho-sounderelectronic tacheometersoftware complex LISCAD Plus SEEReferencesПравила безопасности при эксплуатации хвостовых и шламовых хозяйств горнорудных и нерудных организаций: постановление Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь, 09 апреля 2007, № 29 // Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь. – 2007. № 8/16318.Safety instructions on operation of tailing and slime facilities of mining and non-metallic enterprises. Decision of the Ministry of Emergency Situations of the Republic of Belarus. Natsional'nyi reestr pravovykh aktov Respubliki Belarus' [National Inventory of Legal Materials of the Republic of Belarus], 2007, (8/16318) (in Russian).Корнеев, В. И. Красные шламы. Свойства, складирование, применение / В. И. Корнеев, А. Г. Сусс, А. И. Цеховой. М.: Металлургия. 1991. 144 с.Korneev V. I., Souss A. G., Tsekhovoy A. I. (1991) Red mud. Properties, storage, application. Moscow, Metallurgiya. 144 (in Russian).Тяшкевич, И. А. Сейсмичность Солигорского промрайона и ее связь с неогеодинамическими зонами / И. А. Тяшкевич, В. Н. Губин, А. П. Емельянов // Калийные соли Беларуси: состояние, освоение месторождений, перспективы развития, проблемы: тез. доклад. Междунар. науч.-практ. конф., 1999. С. 56–60.Tyashkevich I. A., Goubin V. N., Emelyanov A. P. (1999) Seismic activity of the Soligorsk industrial zone and its relation with neo-geodynamic zones. Kalijnye soli Belarusi: sostojanie, osvoenie mestorozhdenij, perspektivy razvitija, problemy: tez. doklad. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. [Potassium salts in Belarus: state, deposit development, prospects, problems: Report abstracts of International Scientific and Practical Conference], 56–60 (in Russian).Позняк, А. С. О геодезическом контроле строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений / А. С. Позняк, В. И. Михайлов // Автоматизированные технологии изысканий и проектирования. 2006. № 3. С. 18–20.Poznyak A. S., Mikhailov V. I. (2006) On geodesic control over buildings and facilities which are under construction and which have been constructed. Avtomatizirovannye tehnologii izyskanij i proektirovanija [Automated surveying and design technologies], (3), 18–20 (in Russian).Комплекс программно-технических средств для определения профиля дна шламохранилища глинисто-солевых шламов / В. Э. Зейтц [и др.] // Наука – образованию, производству, экономике: материалы 10-й Междунар. науч.-техн. конф.: в 4 т. Минск: БНТУ, 2012. Т. 3. С. 39.Zeits. V. E., Kuz'min V. N., Kononovich S. I., Chiberkus Ju. N., Tereshina O. Ju. (2012) Complex of software and hardware tools for determination of bottom profile in slime storage for clay-salt slime. Nauka obrazovaniiu, proizvodstvu, ekonomike. Materialy 10 mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii. T. 3 [Science to education, industry, economics. Proceedings of 10th International Science and Technical Conference. Vol. 3]. Minsk: BNTU, 39 (in Russian).Ковалев, А. А. Мониторинг состояния природной среды Солигорского района на основе ГИС-технологий / А. А. Ковалев, В. Н. Кузьмин // Калийные соли Беларуси: состояние, освоение месторождений, перспективы развития, проблемы: тез. доклад. Междунар. науч.-практ. конф., 1999. С. 137–139.Kovalev A. A., Kuz'min V. N. (1999) Monitoring of natural environment state in the Soligorsk region on the basis of GIS-technologies. Kalijnye soli Belarusi: sostojanie, osvoenie mestorozhdenij, perspektivy razvitija, problemy: tez. doklad. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. [Potassium salts in Belarus: state, deposit development, prospects, problems: Report abstracts of International Scientific and Practical Conference], 137–139 (in Russian).Новые системы спутникового позиционирования Leica Viva GNSS / А. А. Ковалев [и др.] // Наука – образованию, производству, экономике: материалы 9-й Междунар. науч.-техн. конф.: в 4 т. Минск: БНТУ, 2011. Т. 3. С. 34.Kovalev A. A., Chiberkus Ju. N., Kononovich S. I., Tereshina O. Ju. (2011) New satellite positioning systems Leica Viva GNSS. Nauka obrazovaniiu, proizvodstvu, ekonomike. Materialy 9 mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii. T. 3 [Science to education, industry, economics. Proceedings of 9th International Science and Technical Conference. Vol. 3]. Minsk: BNTU, 34 (in Russian).Бергман, Л. Ультразвук и его применение в науке и технике / Л. Бергман. М.: Иностр. лит., 1957. 728 с.Bergman, L. (1957) Ultra-sound and its application in science and technology. Moscow, Inostrannaya Literatura. 728. (in Russian).Mихайлов, В. И. Мониторинг природных ландшафтов Солигорского промышленного района на основе дистанционного зондирования / В. И. Mихайлов, И. А. Тяшкевич // География и проблемы регионального развития Белоруссии. Минск: 1985. С. 85–90.Mikhailov V. I., Tyashkevich I. A. (1985) Monitoring of natural landscape in the Soligorsk industrial zone on the basis of remote sensing. Geografija i problemy regional'nogo razvitija Belorussii [Geography and problems of regional development in Belarus]. Minsk, Vyshjejshaja shkola, 85–90 (in Russian).Экспериментальный геодезический мониторинг Солигорских солеотвалов на основе инновационных технологий / В. И. Mихайлов [и др.] // Наука – образованию, производству, экономике: материалы 12-й Междунар. науч.-техн. конф.: в 4 т. Минск: БНТУ, 2014. Т. 3. С. 46.Mikhailov V. I., Koljago M. L., Nuprejchik E. A. (2014) Experimental geodesic monitoring of the Solegorsk salt tailings piles on the basis of innovation technologies. Nauka obrazovaniiu, proizvodstvu, ekonomike. Materialy 12 mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii. T. 3 [Science to education, industry, economics. Proceedings of 12th International Science and Technical Conference. Vol. 3]. Minsk: BNTU, 46.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.