Спутниковый мониторинг параметров безопасности при ведении открытых горных работ

Безопасность ведения горных работ и обеспечение инженерной защиты окружающей среды – базовые составляющие эффективной работы по добыче полезных ископаемых. В настоящее время значительная часть полезных ископаемых в России и зарубежом добывается открытым способом. Аварии, произошедшие на горных предприятиях, показывают, что на их локализацию и ликвидацию последствий уходят года и тратится большое количество сил и средств. При ведении открытых горных работ для предупреждения возникновения чрезвычайных ситуаций предлагается использовать дополнительный способ, основанный на анализе данных со спутников. Спутниковый мониторинг может быть применен как на стадии ведения горных работ (текущий контроль), так и на стадии ведения аварийно-спасательных работ. Приведена классификация аварий по возможности применения спутникового мониторинга для обеспечения безопасности ведения горных работ. Исследования позволили установить, что использование спутникового мониторинга при освоении недр в настоящее время в России на относительно низком уровне. Однако, накоплен опыт применения спутниковых технологий в других сферах деятельности. Имеются положительные результаты, которые могут уже сейчас быть внедрены на горных предприятиях. Сегодня возможен контроль эмиссии парниковых газов с поверхности карьеров и угольных разрезов (метана и углекислого газа), мониторинг температуры для контроля самовозгорания и стадии развития пожаров, а также любых деформаций поверхности земли, связанных с ведением горных работ.

Кобылкин С. С., Котельников А. Е., Есина Е. Н., Сис Суе, Барри Альфа Мамаду Спутниковый мониторинг параметров безопасности при ведении открытых горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 2. – С. 43–56. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_2_0_43.

Кобылкин Сергей Сергеевич¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: kobylkin.s@misis.ru, ORCID ID: 0000-0002-2626-208X,
Котельников Александр Евгеньевич² —канд. геол.-минерал. наук, зав. кафедрой, e-mail: kotelnikov-ae@rudn.ru, ORCID ID: 0000-0003-0622-8391,
Есина Екатерина Николаевна² — канд. техн. наук, доцент, e-mail: esina-en@rudn.ru, ORCID ID: 0000-0002-1685-2406,
Cис Муе¹ — канд. техн. наук, докторант, e-mail: sism.msmu@gmail.com, ORCID ID: 0009-0009-7838-7149,
Барри Альфа Мамаду² — аспирант, e-mail: alphabaryost95@gmail.com, ORCID ID: 0009-0003-2260-1421,
¹ Университет науки и технологий МИСИС, Москва, Россия,
² Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы, Инженерная академия, Москва, Россия.

Кобылкин С.С., e-mail: kobylkin.s@misis.ru.

1. Мешков Г. Б., Петренко И. Е., Губанов Д. А. Итоги работы угольной промышленности за 2023 год // Уголь. — 2024. — № 3. — С. 18—29. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-3-18-29.

2. Лупян Е. А., Барталев С. А., Балашов И. В., Егоров В. А., Ершов Д. В., Кобец Д. А., Сенько К. С., Стыценко Ф. В., Сычугов И. Г. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в 21 веке на территории Российской Федерации (цифры и факты по данным детектирования активного горения) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2017. — Т. 14. — № 6. — С. 158—175. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-158-175.

3. Морозов Р. О. Тактические особенности применения систем спутникового мониторинга лесных пожаров при расследовании уничтожения или повреждения лесных насаждений // Искусство правоведения. — 2022. — № 3(3). — С. 41—46.

4. Zotin A. G., Zuev D. V., Kashkin V. B., Kurako M. A., Simonov K. V. Environmental risk zones mapping using satellite monitoring data // Procedia Computer Science. 2018, vol. 126, pp. 1597— 1605.

5. Бондур В. Г., Цидилина М. Н., Гапонова Е. В., Воронова О. С. Совместный анализ аномальных вариаций различных геофизических полей по космическим данным при подготовке землетрясения в районе оз. Байкал 22 сентября 2020 г. (М=5.6) // Исследование Земли из космоса. — 2022. — № 5. — С. 3—19. — DOI: 10.31857/S0205961422050049.

6. Бондур В. Г., Воронова О. С. Регистрация из космоса аномальных вариаций тепловых полей при сейсмических событиях на территории Северного Кавказа с 2017 по 2022 г. // Исследование Земли из космоса. — 2022. — № 6. — C. 13—26. DOI: 10.31857/S0205961422060021.

7. Бондур В. Г., Чимитдоржиев Т. Н., Дмитриев А. В. Аномальная геодинамика перед землетрясением 2023 г. в Турции по данным спутниковой радарной интерферометрии 2018—2023 гг. // Исследование Земли из космоса. — 2023. — № 3. — С. 3—12.

8. Филей А. А. Мониторинг содержания газов в атмосфере на основе данных ДЗЗ в Дальневосточном центре ФГБУ «НИЦ «Планета» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2015. — Т. 12. — № 6. — С. 71—80.

9. Зеленова М. С., Гинзбург В. А., Максимова О. В., Трифонова-Яковлева А. М. Обзор действующих и планируемых спутниковых систем мониторинга парниковых газов и возможности их применения для решения прикладных климатических задач // Экологический мониторинг и моделирование экосистем. — 2022. — Т. XХXIII. — № 1-2. — С. 108—130. DOI: 10.21513/02072564-2022-1-2-108-130.

10. Jia M., Li F., Zhang Y., Wu M., Li Y., Feng S., Wang H., Chen H., Ju W., Lin J., Cai J., Zhang Y., Jiang F. The Nord Stream pipeline gas leaks released approximately 220,000 tonnes of methane into the atmosphere // Environmental Science and Technology. 2022, vol. 12, article 100210 DOI: 10.1016/j. ese.2022.100210.

11. Sanchez-Garcia E., Gorrono J., Irakulis-Loitxate I., Varon D., Guanter L. Mapping methane plumes at very high spatial resolution with the WorldView-3 satellite // Atmospheric Measurement Techniques. 2022, vol. 15, pp. 1657—1674. DOI: 10.5194/amt-15-1657-2022.

12. Кобылкин С. С., Аржанов И. Е. Методика оценки безопасных расстояний при взрывах колес автосамосвалов на карьерах // Горная промышленность. — 2021. — № 3. — С. 123—129. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-3-123-129.

13. Виляев А. В., Жантаев Ж. Ш. Мониторинг современных геодинамических процессов на территории Казахстана методами спутниковой геодезии / Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Труды Седьмой научно-технической конференции. — Петропавловск-Камчатский, 2019. — С. 41—46.

14. Мелентьев В. В., Мателенок И. В. Методология спутниковой СВЧ-диагностики широтно-зональной и сезонной изменчивости мерзлых почвогрунтов и морского льда // Лед и снег. — 2013. — Т. 53. — № 1. — С. 73—82.

15. Дудников В. Ю., Власов А. С., Ланина Т. Д. Мониторинг земной поверхности в районах интенсивного недропользования на основе метода спутниковой радарной интерферометрии // Успехи современного естествознания. — 2022. — № 2. — С. 54—59.

16. Tao Li, Thierry Leblanc, Mcdermid I. S., Keckhut P., Hauchecorne A., Xiankang Dou Middle atmosphere temperature trend and solar cycle revealed by long-term Rayleigh lidar observations // Journal of Geophysical Research. 2011, vol. 116, no. 12, article 11. DOI: 10.1029/2010JD015275.

17. Кобылкин С. С., Кобылкин А. С., Баловцев С. В., Харисов А. Р. Научно обоснованные решения по разработке инструкции по составлению плана ликвидации аварий для угольных разрезов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6-1. — С. 84—98. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-61-0-84-98.

18. Bondur V., Chimitdorzhiev T., Kirbizhekova I., Dmitriev A. Estimation of postfire reforestation with SAR polarimetry and NDVI time series // Forests. 2022, vol. 13, article 814. DOI: 10.3390/ f13050814.

19. Bondur V. G., Gokhberg M. B., Garagash I. A., Alekseev D. A. Features of the modelled stressstrain state dynamics prior to the M7.1 2019 Ridgecrest earthquake in Southern California // Russian Journal оf Earth Sciences. 2022, vol. 22, article ES5002. DOI: 10.2205/2022ES000798.

20. Батугин А. С., Кобылкин А. С., Мусина В. Р. Исследование влияния геодинамической позиции углепородных отвалов на их эндогенную пожароопасность // Записки Горного института. — 2021. — Т. 250. — С. 526—533. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.5.

21. Batugin A. S., Kobylkin A. S., Kolikov K. S., Ivannikov A. L., Musina V. R., Khotchenkov E. V., Zunduijamts B., Ertuganova E. A., Krasnoshtanov D. M. Study of the migrating mine gas piston effect during reactivation of tectonic faults // Applied Sciences (Switzerland). 2023, vol. 13, no. 21, article 12041.

22. Kobylkin A. S., Musina V. R., Batugin A. S., Vorobyeva O., Vishnevskaya E., Ponomarev V. Modelling of aerodynamic process for coal waste dump located in geodynamically dangerous zone // IOP Conference Series. Earth and Environmental Science. 2019, vol. 221, no. 1, article 012087. DOI: 10.1088/1755-1315/221/1/012087.

23. Пугач А. С., Кобылкин С. С. Методика прогноза горных ударов и выбора безопасного направления фронта очистных работ // Горные науки и технологии. — 2022. — Т. 7. — № 2. — С. 126—136. DOI: 10.17073/2500-0632-2022-2-126-136.

24. Varon D. J., McKeever J., Jervis D., Maasakkers J. D., Pandey S., Houweling S., Aben I., Scarpelli T., Jacob D. J. Satellite discovery of anomalously large methane point sources from oil/gas production // Geophysical Research Letters. 2019, vol. 46, no. 23, pp. 13507—13516. DOI: 10.1029/2019 GL083798.