Инновационные перспективы Донбасса. Том 6, 2019 г. by Донецкий политехник (Донецкий национальный технический университет)

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии СОДЕРЖАНИЕ Воробьев А.Е., Таскинбаев К.М. Типизация неантиклинальных ловушек …………………….……........6 Попов Ю.В., Рылов В.Г. Первые данные о йодаргирите (Agi) в медистых песчаниках Бахмутской котловины ………..…………………………….…………17 Рыбакова Т.А., Гермонова Е.А. Современные геодезические технологии на строительной площадке…………………………………………………………………20 Гермонова Е.А., Глебко К.В. Положительный опыт регистрации земельных участков в Российской Федерации для ДНР..……………………..……………………….……25 Федосова Н., Гермонова Е.А. Ландшафтно-градостроительный анализ территории ДНР на примере территорий Харцызкой администрации..……………………..………30 Грищенков А.Н., Грищенков Н.Н. Учёт фактора времени при расчете напряжений в геомеханической модели ………………………………………………………….…...…..36 Регуш Г.В., Гермонова Е.А. Анализ передового опыта по вопросам утилизации и складирования твердых бытовых отходов ……………………….…………….…...…..41 Ковнир Р.А., Грищенков Н.Н. Улучшеный метод цифрового моделирования рельефа подрабатываемых территорий Донбасса по космоснимкам ……….49 Глебко К.В., Бражко Е.А. Возможность применения законодательной и нормативно-правовой базы Российской Федерации в вопросе межевания территории.……………………………………………………………...55 Седова Е.В Оценка регионального прогноза поисков редкоземельного оруденения нового типа в Восточном Приазовье Украинского щита…………………………………..……………………………….…61 Мороз А., Гермонова Е.А. Анализ научно-методических подходов для автоматизации нормативной денежной оценки земель населенных пунктов.………………………………………………..………………...65 Мирный В.В., Прудников А.Н., Бельчуков М.И. Использование промышленных территорий Донецка в учебном процессе..………………………………………………………...……….72

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Филатова И.В., Канавец А.А. Трехмерное геологическое моделирование особенностей строения пласта при разработке угольных месторождений …………………..81 Петрушин А.Г., Колесник М.В. Исследование применения перманентных спутниковых станций при больших расстояниях..............................................................…………..89 Авраменко А.С. Анализ международного опыта в сфере градостроительного кадастра………………………………………………..…………………94 Валюго С.И. Проблемы земельного кадастра на территории Донецкой Народной Республики……………………………………………………………102 Каракозов А.А., Овсянников В.П., Парфенюк С.Н. Моделирование работы гидравлических ударных механизмов для бурения скважин………………………………………………………109 Каракозов А.А., Парфенюк С.Н., Остапюк А.Ю. Обоснование конструкций однослойных алмазных коронок с различной раскладкой алмазов в соседних секторах………………………....…………………………..…………113 Каракозов А.А., Парфенюк С.Н., Ткаченко Е.И. Совершенствование распределительных узлов гидроударных снарядов для бурения инженерно геологических скважин при освоении нефтегазовых месторождений шельфа……………………...………118 Гавриленко Д.Ю. Особенности применения ГИС-технологий при ведении земельного кадастра………………………..………………...………………..….…123 Дядык Б.П., Шолух Н.В. Основные предпосылки и факторы развития альтернативных источников энергии в современных условиях……………...…......…130 Никулин М.Ю., Гермонова Е.А. Современные технологии наблюдения за деформациями дымовых труб……………………………………………………….…..…………141 Семирова Н.Н. ГИС-технологии – подготовка специалиста для народного хозяйства..………..………………………………………………...…...147

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Проскурня Ю.А. Минералогическая изученность Донбасса …….…………...………151 Лобкова И.А., Проскурня Ю.А. Особенности минералогии Ольховатско-Волынцевской антиклинали Донбасса……………………………………………………….....…..…155 Мавроди Ю.А., Гавриленко Д.Ю. Применение свободного программного обеспечения для создания муниципальной ГИС….……………. …………………………………164 Комарова С., Глебко К.В., Ковалев К.В. Проблема выбора земельных участков для размещения объектов обращения с твердыми бытовыми отходами в г. Донецке..…………….………..…………………………….………170

ББК 65.30 УДК 330.341 (477.61/62)

И 66

Инновационные перспективы Донбасса, г. Донецк, 21-23 мая 2019 г. – Донецк: ДонНТУ, 2019. Т. 6: 6. Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии.. – 2019. – 174 с.

Представлены материалы 5-й Международной научно-практической конференции “Инновационные перспективы Донбасса”, состоявшейся 21-23 мая 2019 г. в Донецке на базе Донецкого национального технического университета, включающие доклады ученых и специалистов по вопросам приоритетных направлений научно-технического обеспечения инновационного развития Донбасса и формирования механизмов повышения социально-экономической эффективности развития региона. Материалы предназначены для специалистов народного хозяйства, ученых, преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений.

Редакционная коллегия Министр образования и науки ДНР Е. В. Горохов, ректор ДонНТУ А. Я. Аноприенко, д-р пед. наук Г. А. Сорокина, канд. наук по гос. упр. А. Е. Пожидаев, д-р техн. наук Г. Г. Литвинский, д-р техн. наук С. В. Борщевский, д-р техн. наук Э. Г. Куренный, д-р техн. наук С. П. Еронько, канд. техн. наук С.В. Горбатко, д-р экон. наук Я. В. Хоменко, д-р экон. наук И.В. Филатова, председатель Совета молодых ученых ДонНТУ Е. С. Дубинка. Рекомендовано к печати ученым советом ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет» Министерства образования и науки ДНР. Протокол № __ от __ _______ 20__ г. Контактный адрес редакции НИЧ ДонНТУ, ул. Артема, 58, Донецк, 283001 Тел.: +380 (62) 305-35-67. Эл. почта: ipd.donntu.org@gmail.com Интернет: http://ipd.donntu.org

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 553

ТИПИЗАЦИЯ НЕАНТИКЛИНАЛЬНЫХ ЛОВУШЕК Воробьев А.Е., Таскинбаев К.М. (АУНГ)

Представлена типизация неантиклинальных ловушек. Описаны основные факторы, влияющие на формирование неантиклинальных ловушек. Выделены неантиклинальные ловушки, сформированные в палеоруслах и дельтах, глубоководных конусах выноса, рифовых системах, а также в клиноформах. Typification of not anticlinal traps is presented. The major factors influencing formation of not anticlinal traps are described. Not anticlinal traps created in courses and deltas of the rivers, deep-water cones of carrying out, reef systems and also in the klinoformakh are allocated. Ключевые слова: неантиклинальные ловушки, классификация Keywords: not anticlinal traps, classification В настоящее время в специальной литературе под нефтяной ловушкой понимается промышленно значимый, расположенный в литосфере природный резервуар, в котором (благодаря наличию примыкающего довольно хорошо проницаемого коллектора и практически непроницаемой покрышке) создаются определенные благоприятные условия для улавливания, скопления и сохранения значительных объемов нефти [2-5, 10]. Другими словами, ловушка нефти представляет собой застойную часть природного резервуара, где устанавливается должное равновесие между нефтью, газом и водой, т.е. где они уже практически полностью теряют способность к дальнейшей миграции и рассеиванию. При этом необходимо отметить, что антиклинальные ловушки нефти, являвшиеся до сих пор основными объектами разработки (так, 64,2 % нефти содержится в структурных ловушках и 35,8 % — в ловушках стратиграфического и литологического типов), в ходе их промышленного освоения и началу XXI века уже исчерпывают свои потенциальные ресурсы. Поэтому при оценке ресурсов и подсчете запасов нефти необходимо учитывать в том числе и неантиклинальные ловушки, наличие и геометрия которых в последнее время получает первостепенное значение [2-5, 1]. Однако, несмотря на это обстоятельство неантиклинальные ловушки еще не получили должного теоретического обоснования и соответствующего

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии практического освоения [9]. Нефтяные неантиклинальные ловушки, в зависимости от основных факторов (рис. 1) повлиявших на их формирование [10] литологических, стратиграфических, тектонических и денудационных, могут иметь различную геометрию своего строения и емкость. Поэтому, в зависимости от того, какие из этих факторов превалировали в свое время при формировании неантиклинальных ловушек выделяют разные их виды, типы и классы. В результате существует множество научных классификаций неантиклинальных ловушек, разработанных разными авторами и базирующиеся на разных типологических принципах: морфологическом, строении экрана и др. Однако, более правильнее в основу такой классификации было бы положить генетический принцип, связанный с базовыми закономерностями формирования неантиклинальных ловушек [10].

Рис. 1. Факторы, влияющие на формирование неантиклинальных ловушек [1] Вследствие обеспечения такого классификационного подхода можно выделить несколько основных типов неантиклинальных ловушек (рис. 2): литологически ограниченные, литологически экранированные, стратиграфически экранированные и тектонически экранированные, а так же денудационно образованные (палеокарстовые). В свою очередь, в зависимости от возможных условий образования, каждый из выделенных типов неантиклинальных ловушек может быть дополнительно еще подразделен на целый ряд

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии подтипов. Так, литологически ограниченные неантиклинальные ловушки могут быть подразделены на седиментационные [10]: терригенные и постседиментационные (обязанные своим образованием вторичным процессам). В дальнейшем, среди этих выделенных подтипов различаются неантиклинальные ловушки, сформированные в различных фациальных условиях: аллювиальные, дельтовые, глубоководных конусов выноса, прибрежно-морские и др. При этом необходимо отметить, что неантиклинальные ловушки в основным формируются на окраинах континентов. Это обусловлено тем, что на бортах нефтегазовых бассейнов часто образуются региональные зоны выклинивания, протягивающиеся на сотни километров, весьма перспективные для образования месторождений нефти [10]. Данное обстоятельство предопределяет их преимущества (с точки зрения накопления в них нефти) перед ловушками, развитыми во внутренних частях бассейнов осадконакопления, где формируются лишь отдельные нефтеносные свиты. При этом породы-коллекторы, в результате происходящих различных фациальных замещений, в латеральном направлении нередко могут переходить в непроницаемые породы и тем самым создавать различные литологического типа неантиклинальные ловушки нефти [7]. Однако, для формирования подобных ловушек необходимо не только замещение песчаных отложений глинистыми, но и наличие определенного угла наклона пластов, возникающего в результате происходящих тектонических движений и приводящего к образованию обязательного замка ловушки.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 2. Генетическая классификация неантиклинальных ловушек [10]: 1 - изопахиты; 2 - разломы; 3 - надвиги; 4 - песчаники, 5 - глины; 6 известняки; 7 - граниты; 8 - нефть

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Наиболее распространенным типом неантиклинальных ловушек, сформированных под влиянием тектонического фактора, являются тектонически экранированные ловушки [10]. Довольно значительная группа неантиклинальных ловушек образовалась за счет срезания природных резервуаров и их перекрытия более молодыми непроницаемыми породами. По условиям своего формирование эти неантиклинальные ловушки в своего очередь делятся на 2-е группы. Первая образуется только под воздействием различных денудационных процессов. Структурный фактор в этом случае никак не участвует в образовании объемной структуры, в которой было бы возможна локализация промышленных скоплений нефти. Вторая группа ловушек формируется в результате несогласного перекрытия проницаемых пород непроницаемыми и их некоторого изгиба в положительную структурную форму под воздействием тектонических движений. Так, формирование неантиклинальных пластовых ловушек стратиграфического экранирования обычно контролируется стратиграфическими несогласиями [10]. В частности, зоны выклинивания под несогласиями, как правило, приурочены к головным частям моноклинально залегающих нефтяных пластовколлекторов, несогласно перекрытых непроницаемыми породами. При чем зоны над несогласиями обычно контролируются прилеганием головных частей пластов-коллекторов к несогласной поверхности более молодых непроницаемых пород. Нефтяные залежи также довольно часть встречаются на структурах, срезанных несогласием. В частности, на склонах локальных структур обычно конседиментационно с их ростом образуются неантиклинальные ловушки, расположенные над несогласием [10]. Некой разновидностью неантиклинальных ловушек над несогласиями являются ловушки в терригенных отложениях, облекающие нижележащие рифовые массивы. Кроме этого, в последнее время были выявлены месторождения углеводородов, связанные с надвигами, которые образуют своего рода различные флюидоупоры [10]. Однако, пока такие ловушки еще мало исследованы, но поиски в них залежей нефти довольно перспективны. Далее каждый из выделенных типов и классов неантиклинальных ловушек может быть подразделен на довольно большое количество отдельных разностей уже по морфологическим признаком[10]: форме, строению коллектора и экрана, углам их наклона и т.д.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Различные постедиментационные неантиклинальные ловушки образуются в результате проявления многочисленных факторов эпигенеза (выщелачивания, разуплотнения, трещиноватости, цементации и др.) и формируют трещинно-поровые и поровотрещинные коллекторы [10]. При этом флюидоупорами в карстовых ловушках являются глинистые и несколько реже - карбонатные отложения. Однако, неантиклинальные ловушки в карбонатных породах могут возникать и в зонах выклинивания пластовых карбонатных отложений, как это наблюдается в нижнедевонских толщах северовостока Тимано-Печорской провинции [10]. В области развития клиноформ наибольший промышленный интерес представляют базальные надклиноформенные (подшельфовые) слои. Они образуются за счет локального изостатического прогибания под весом клиноформ или в результате их уплотнения. В зонах их воздействия сосредоточивается наиболее хороший коллекторский геоматериал. Причем, по латерали надклиноформенные коллекторские пласты обычно переходят в части клиноформы, где выклиниваются или замещаются алевритоглинистым материалом. Характерным примером клиноформных ловушек (рис. 3) являются, линзовидные, клиноформные тела, зачастую имеющие в своей подошве нефтегазоматеринскую толщу (например, битуминозные аргиллиты баженовской свиты в Западной Сибири, рудовские пласты и др.), которые могут продуцировать и поставлять нефть [8].

Рис. 3. Геологическая модель клиноформного строения Первомайской залежи [6]

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Например, песчано-алевролитовая ачимовская толща, развитая примерно на половине площади Западно-Сибирского НГБ, представлена рядом относительно узких (20-40 км) по широте, но субмеридионально вытянутых на сотни километров линз (тел) преимущественно песчано-алевритовых пород, которые по площади и разрезу четко изолированы друг от друга глинистыми породами и имеют клиноформное строение, В них, наклонные отражающие горизонты образуют вкрест простирания серию кулисообразно сменяющих друг друга границ, протяженностью до 30-50 км [8]. Причем наклонные отражающие границы имеют косослоистую или сигмовидную конфигурацию. Проведенные исследования сейсмического материала, в первую очередь данные сейсморазведки 3D, позволили установить, что наиболее распространенными формами клиноформных ловушек являются сигмоидные клиноформы (рис. 4).

Рис. 4. Яблуновское нефтегазоконденсатное месторождение [8]: реконструкция сейсмического разреза по профилю через СеверноЯблуновскую скважину Из огромного числа неантиклинальных литологических ловушек именно клиноформные тела представляют наибольший

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии промышленный интерес, поскольку в своей подошве они обычно подстилаются нефтегазоматеринскими, битуминозными глинистыми толщами, которые длительный срок способны генерировать и поставлять углеводороды, и к тому же, клиноформные тела являются идеальными ловушками, служащими для скопления и последнующего сохранения запасов нефти [8]. Сносимый в бассейн осадочный материал волновыми процессами, придонными течениями и континентальной денудацией перемещается на участки тектонического прогибания или пониженные участки дна бассейна седиментации, формируя слои осадочного чехла. Активная седиментация может несколько осложнять конседиментационное осадконакопление, обусловленное тектоническим прогибанием, создавая специфические прерывистые по латерали (до первых километров) и вертикали (до десятков метров) геологические тела. Бары и близкие к ним тела представленные в виде береговых валов, кос и подводных отмелей, образуются на прибрежных участках шельфа в условиях накопления терригенного, преимущественно крупнозернистого, геоматериала за счет волноприбойных процессов [9]. Обычно их мощность не превышает первых десятков метров, при протяженности до нескольких километров. Они характеризуются выпуклой кровлей и плоской подошвой. В пределах палеоакваторий врезы обрезуют палеоканьоны, которые слагаются фациями, обычно содержащими хорошие пласты коллекторов. Подводные дельты образуются на внутреннем шельфе за счет обильного привноса речной струей крупнозернистого терригенного обломочного геоматериала. Их мощности измеряются первыми десятками метров, при протяженности до первых десятков километров и поперечнике - до первых километров [9]. На участках земной коры, испытывающих прогибание, подводные дельты слагают дельтовые комплексы, достигающие по мощности многих сотен метров и даже первых километров. Подводные дельты также характеризуются выпуклой кровлей и ровной подошвой. Основным механизмом формирования отложений в виде глубоководных конусов выноса являются турбидиты и существующего в морех океанах подводные течения [8]. На участках палеосуши наземные врезы составляют речные артерии, русла которых заполнены довольно хорошим коллекторским геоматериалом. В неантиклинальных ловушках в долинах палеорек, в

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии аллювиальных отложениях, литологические барьеры создаются под воздействием эрозионно-аккумулятивных процессов, когда в результате происходящей эрозии образуются врезы, в которых впоследствии накапливаются песчано-алевритовые породы. Обычно это линейно вытянутые песчаные тела (рис. 5) в руслах палеорек [7].

Рис. 5. Схематическая карта и разрез ловушки, образованной в русле реки [7]: 1 — зона возможного распространения залежи; 2 — глины Среди биогенных неантиклинальных ловушек выделяются биогермные, рифовые и т.д., обязанные жизнедеятельности живых организмов. В результате, довольно часто неантиклинальные ловушки бывают представлены рифогенными телами, которые широко развиты в карбонатных отложениях. Так, в периоды максимальных трансгрессий, образуются региональные покрышки, сложенные глинистыми породами и служащие хорошими флюидоупорами для неантиклинальных ловушек по типу рифовых (рис. 6) отложений.

Рис. 6. Геологический разрез газового месторождения Уртабулак [7]: 1 — соли; 2 — ангидриды; 3 — известняки; 4 — песчаники; 5 — глины;

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии 6 — залежь газа в рифогенных образованиях; 7 — газоводяной контакт Для них зачастую характерны горизонтальное или наклоненное положение нижней поверхности и несколько выпуклая форма кровли [7]. Склоны рифов обычно довольно крутые. А кроме этого рифовые ловушки обладают весьма своеобразным и сложным строением природного нефтяного резервуара, для которого весьма характерна значительная пестрота в распределении пористых и проницаемых участков даже в пределах одного и того же рифа. Для внутришельфовых рифов весьма характерны эрозионные склоновые несогласия и прислонения к различным явно выраженным формам палеорельефа [9]. Мощность таких рифов достигает нескольких десятков метров (при их размерах до первых километров). Внутришельфовые рифы, как правило, отличаются повышенной трещиноватостью и увеличением мощности (по сравнению со смежными площадями), за счет более энергичной биогенной седиментации. Барьерные рифы обычно приуросены к краевым зонам карбонатного шельфа, сопряженного с пелагическими (депрессионными) глубоководными отложениями бассейнов топодепрессий, и отличаются повышенной (до многих сотен метров) мощностью. Они окаймляются карбонатными уступами [9]. По сейсмической характеристике они близки к внутришельфовым рифам. К неантиклинальным ловушкам нефти небходимо отнести и пинаклы (одиночные мелкие рифы), такие возникшие за счёт морских рифострояших организмов. .

Литература 1. Антоновская Т.В. Этапы, условия и закономерности формирования неантиклинальных ловушек в среднедевонско-турнейских отложениях юговостока Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции // Литосфера, № 3, 2014, С. 125–131 2. Воробьев А.Е., Балыхин Г.А., Гладуш А.Д. Основы техногенного воспроизводства нефти, горючего газа и угля в литосфере / Под ред. проф. А.Е. Воробьева. – М.: Изд-во РУДН, 2006. – 334 с. 3. Воробьев А.Е., Балыхин Г.А., Гладуш А.Д. Техногенное воспроизводство углеводородного сырья в литосфере: факторы, механизмы и перспективы. – М.: Изд-во «Учеба» МИСиС, 2003. – 417 с. 4. Воробьев А.Е., Балыхин Г.А., Гладуш А.Д. Техногенное воспроизводство нефти и горючего газа в литосфере: концепция, принципы и механизмы. – М.: Изд-во «Учеба» МИСиС, 2005. – 334 с.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии 5. Воробьев А.Е., Шамшиев О.Ш., Чекушина Е.В. Технологии разработки месторождений высоковязких нефтей мира. Кызыл-Кия (Кыргызстан): ЮКГИ, 2005. – 112 с. 6. Емельянов В.В. Перспективы прироста запасов нефти в РТ за счет открытия возвратных горизонтов в косьвинско-радаевских клиноформах // Экспозиция Нефть Газ. 2015. С. 28-30. 7. Ловушки нефти и газа в разных типах природных резервуарах // https://studopedia.org/11-12629.html. 8. Мищенко Л.А. Особенности поисков залежей углеводородов в неантиклинальных клиноформных телах Днепровско-донецкой впадины // Нефтегазовая геология. Теория и практика. – 2014. -Т.9. - №2. http://www.ngtp.ru/rub/4/28_2014.pdf. 9. Овчаренко А.В., Ермаков Б.В., Сафонов А.С., Киселев Е.С., Кондратьев И.К. Выявление новых типов ловушек по результатам геолого-геофизического анализа на примере Бузулукской впадины и других регионов России // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений N12. 2002. С. 37-44. 10. Окнова Н.С. Неантиклинальные ловушки и их примеры в нефтегазоносных провинциях // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - Т.7. №1. – 2012.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 549.4

ПЕРВЫЕ ДАННЫЕ О ЙОДАРГИРИТЕ (AgI) В МЕДИСТЫХ ПЕСЧАНИКАХ БАХМУТСКОЙ КОТЛОВИНЫ

Попов Ю.В. , Рылов В.Г. ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет», г.Ростов-на-Дону, Россия Описан йодаргирит в медистых песчаниках Бахмутовской котловины. Described iodargyrite in the copper sands of the Bakhmutovskoy depression. Ключевые слова: йодаргирит, минералы Донецкого бассейна. Keywords: iodargyrite, minerals of the Donets Basin. При изучении образцов из рудопроявления меди Бахмутской котловины вблизи пос. Новгородское, отобранных в заброшенном карьере строительного камня (48°20′09″ с. ш. 37°50′16″ в. д.) в слое медистых песчаников (0,5-1 м) араукаритовой толщи перми [1], электронно-зондовыми методами установлено присутствие редкого минерала йодаргирита. При этом галогениды серебра в медистых песчаниках Донецкого бассейна крайне редки: в начале XX века Я.В. Самойловым описан в Нагольном кряже эмболит (Ag(Cl,Br)) [3]. Изучаемые минералы меди представлены небольшими стяжениями (до 3-5 мм) и прожилками синего (вторичного [3, с.38]) халькозина, гнездовыми скоплениями и налетами малахита и азурита (рис. 1).

а б Рис. 1– Минералы меди в медистых песчаниках: а) обнажение медистых песчаников; б) прожилки ковеллина, вкрапленности и налеты малахита и азурита (ув.×50).

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Электронно-зондовые исследования выполнены на растровом электронном микроскопе VEGA II LMU (фирмы Tescan) с системами энергодисперсионного микроанализа INCA ENERGY 450/XT (детектор ADD) и волнодисперсионного микроанализа INCA WAVE 700 центре коллективного пользования научным оборудованием «Центр исследований минерального сырья и состояния окружающей среды» Южного федерального университета. Кристаллически-зернистый халькозин находится в тесной ассоциации с агрегатом замещающего его малахита и азурита (рис. 2а). Характеризуется примесью серебра, при этом его содержание возрастает по мере замещения карбонатами (табл. 1). Таблица 1. Содержание серебра в халькозине (указаны участки микроанализа), состав в вес.%, без учета углерода O S Cu Ag Итог 222.47 73.92 0.89 97.27 331.67 62.28 2.83 96.79 4 28.52 1.89 52.20 82.61 1 – йодаргирит; 2, 3 – халькозин; 4 – карбонаты меди

Йдаргирит уверенно диагностируется; присутствует в виде очень мелких разрозненных зерен в интерстициях халькозина (рис. 2-б) и в форме более крупных агрегатов (десятки мкм) среди замещающих его карбонатов (рис. 2-в). Малый размере зерен и тесные срастания с другими минералами не вызволяют провести измерение содержаний микропримесей в йодаргирите, но анализ спектров позволяет предполагать присутствие в нем ртути (рис. 3-а) и брома (рис. 3-б).

б Рис. 2 – Формы нахождения йодаргирита

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 3 – Фрагменты спектров WDX зерна йодаргирита Формирование йодаргирита традиционно связывается с условиями исключительно засушливого климата, приводящего к испарению солёных водоемов и поставке галогенид-ионов в воды зоны гипергенеза (что хорошо подтверждается, например, в зоне окисления серебросодержащих руд (с развитием (Ag,Cl)-содержащего халькозина) в пустыне Атакама [4]). При этом его образование может происходить и при выщелачивании выветрившейся Ag-содержащей минерализации солеными обогащенными йодом глубокими пластовыми водами (Залас, Южная Польша) [5]. Учитывая, что отмечается миграция элементов из нижнепермских сульфатногалоидных пород Бахмутовской котловины с локализацией вторичных минералов в «гипсовой шляпе» [2] и приуроченность йодаргирита к наиболее поздней генерации гипергенных минералов меди, не исключено, что источником йода выступают нижнепермские толщи. Литература 1. Манюк О.С., Ревинский Ю.А., Рылов В.Г. К вопросу о древнейшей истории развития горного промысла в Донбассе и в Восточном Приазовье // Актуальные проблемы наук о Земле. Сборник трудов II научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием. – Ростов-на-Дону: ЮФУ- 2016. - С. 74-77. 2. Минералогия Донецкого бассейна. Часть 2. / Е.К. Лазаренко, Б.С. Панов, В.И. Киев: Наукова думка, 1975. 502 с. 3. Минералогия Донецкого бассейна. Часть 1. / Е.К. Лазаренко, Б.С. Панов, В.И. Груба. Киев: Наукова думка, 1975. 254 с. 4. Iodargyrite (AgI) in supergene zones of argentiferous Cu deposits in the Atacama Desert, Chile: Involvement of I-rich waters? / Alvear, M., Reich, M., Palacios, C., Cameron, E.M., Leybourne, M.I. and Deditius, A. // Geochimica et Cosmochimica Acta Supplement, Volume 73. Davos. 2009. - p.A34. 5. Iodargyrite from Zalas (Cracow area, Poland) as an indicator of OligoceneMiocene aridity in Central Europe / Goleiowska, B., Pieczka, A., Rzepa, G., Matyszkiewicz, J., Krajewski, M. // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. Volume 296, Issue 1-2, 2010. - pp. 130-137.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 528

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Рыбакова Т.А., Гермонова Е.А. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

В работе выполнен анализ современных технологий выполнения геодезических работ на строительной площадке в процессе возведения гражданских и промышленных зданий, применение которых позволит максимально учесть тенденции современной рыночной экономики. The paper analyzes modern technologies for performing geodetic work on a construction site in the process of building civil and industrial buildings, the use of which will make it possible to take into account the trends of the modern market economy to the maximum. Ключевые слова: роботизированный тахеометр, инклинометры, цифровой нивелир, разбивочная ось, нулевой цикл, монтажный горизонт, информационное моделирование зданий, BIM. Keywords: robotic total station, inclinometers, digital level, center axis, zero cycle, mounting horizon, building information modeling, BIM. Последние несколько десятилетий ознаменовано интенсивным развитием строительно-технологических систем и внедрением эффективных инновационных технологий при строительстве и реконструкции зданий и сооружений. Применение современных геодезических приборов и инструментов на строительной площадке повышают эффективность профессии геодезиста и приводят к значительному сокращению трудозатрат при повышении качества работ, что с учетом тенденции современной рыночной экономики позволит сократить сроки строительства. В последнее время в странах с развитой экономикой широко используют систему «Информационное моделирование зданий» (BIM – Building Information Modeling). Эта система позволяет еще на этапе проектирования начинать формировать систему для эффективного использования цикла эксплуатации здания путем планирования технического обслуживания, ремонта, реконструкции и восстановления. Следует помнить, что большая составляющая данных в ВIM собирается геодезистами, причем они должны уметь оценивать

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии проект с точки зрения управляющего строительством или объектом и получать новые навыки в других областях знаний системы BIM. Современные технические и технологические новинки (цифровой нивелир, лазерное и воздушное сканирование, цифровая фотограмметрия, методы неконтактной съёмки и др.) позволили собирать максимальное количество информации с большой скоростью и практически с мгновенным ее анализом. Несмотря на то, что в области теории BIM и технологии геодезических работ на строительной площадке есть много новых наработок, исследования в этой области будут всегда актуальными – технический прогресс остановить нельзя. Следует помнить, что строительству всегда предшествуют проектные работы, для которых геодезистами выполняется топографическая съемка местности, в результате обработки которой проектировщикам выдается ЦММ (цифровая модель местности). В данной статье этот вид работ не рассматривается. Результатом проектных работ для геодезиста, работающего на строительной площадке формируется проект производства геодезических работ (ППГР), в котором уже разработаны технологии работ и подробный порядок их выполнения. Т.е., уже на этапе проектирования выбираются приборы и инструменты, которые будут использованы на строительной площадке. Кроме того, на этапе проектирования определяются параметры точности работ. В данной статье к рассмотрению предлагается лишь незначительная часть геодезических работ на строительной площадке, причем для примера выбран производственный цех (сборный железобетонный каркас с колоннами под мостовые краны, фундаменты сборные железобетонные стаканного типа). После подготовки площадки под строительство необходимо вынести проект в натуру в соответствии с разбивочными чертежами из ППГР. Разбивочный чертеж включает плановое и высотное положение основных осей и конструктивных элементов сооружения, которые должны быть вынесены и закреплены на местности геодезическими методами [1]. Разбивочные работы выполняются на протяжении всего строительства и являются одним из основных видов геодезических работ на строительной площадке. В некоторых случаях, если в проектной документации недостаточно материалов для разбивки на местности, геодезист самостоятельно выполняет расчеты разбивочных элементов.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Вторым видом геодезических работ является исполнительная съемка, которая выполняется по завершении каждого этапа строительства для контроля соответствия фактического положения конструкций и здания проектному. Еще один вид работ – наблюдение за деформациями зданий и сооружений. В зависимости от грунтов, геологических свойств, конструктивных особенностей здания первый этап наблюдения за деформациями может быть проведен уже после завершения нулевого цикла строительства. Появление роботизированных тахеометров позволило им стать прикладными приборами для строительных организаций, потому что они дали возможность выполнять практически любые геометрические задачи строительства с высокой конструктивной точностью. Применение этих приборов позволило максимально автоматизировать весь геодезический процесс. Работа геодезиста для обеспечения строительства может быть представлена поэтапно, а именно: - работы по созданию разбивочной основы всего района строительства; - работы по созданию внешней сети отдельных зданий; - работы по созданию внутренней сети для дальнейшего формирования геометрии внутри зданий; - работы детальной разбивки всех контуров монтажного оборудования и строительных конструкций. В подготовительный период строительства на этапе создания геодезической разбивочной основы на строительной площадке промышленного предприятия ранее выполнялся целый комплекс работ по построению прямоугольной строительной сетки со сторонами от 50 до 200 метров. Затем от нее выполнялся вынос и закрепление основных (главных) осей строящегося здания или сооружения. Для этих работ, как правило, использовались оптические теодолиты и требовалось, как минимум, три человека в бригаде. В процессе строительства очень часто знаки, которыми закреплялись вершины строительной сетки, уничтожались, приходилось их восстанавливать – это приводило к дополнительным затратам. Применение роботизированных тахеометров позволило создавать на строительной площадке разбивочную сеть любой конфигурации, причем работа могла выполняться одним геодезистом. Учитывая технические возможности электронного тахеометра, в качестве пунктов геодезической основы стало возможным использование стен соседних зданий (сооружений), с наклеиванием на них специальных

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии светоотражательных марок с проведением всех геодезических измерений с целью их координирования. Отпала необходимость при возведении зданий в капитальном закреплении знаков (выносках) основных осей за их контуром. Тем более, если строительная площадка имеет ограниченное пространство, на территории которого физически невозможно осуществлять такие выноски осей [2]. В процессе разбивочных работ тахеометром используется, как правило, две основные опции: − обратная геодезическая засечка (координаты точки стояния прибора); − вынос в натуру на участке строительных работ точек, линий, дуг с целью указания промежуточных, монтажных осей определенных конструкций и этажных отсечек. Кроме основных геодезических работ, перечень которых приведен на рис.1 геодезист на строительной площадке выполняет контрольные измерения при монтаже строительных конструкций, например, контроль за вертикальностью монтируемых колонн, контроль проектных отметок консолей на колоннах и т.п.

Рис. 1. Основные геодезические работы на строительной площадке с применением роботизированных тахеометров. В настоящее время при строительстве крупных промышленных предприятий на больших открытых территориях очень часто применяются приборно-инструментальные комплексы ГЛОНАСС/GPS. Причем, базовые пункты сети следует располагать в

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии тех местах, где применение спутниковых технологий и методов измерений обеспечивает нормированную точность [3]. Не зависимо от того, какое геодезическое оборудование и приборы будут использованы на строительной площадке, методы и технологии должны быть отвечающими точности местоположения (в плане и по высоте), необходимой для производства строительномонтажных работ с использованием пунктов, знаков и реперов сетей и заложенных в период изыскательских работ и предусмотренной нормативными документами, государственными стандартами, а также проектной документацией. Применение геодезистами современных приборов и программного обеспечения для обеспечения строительства позволяют не только выполнять разбивочные работы и исполнительную съемку, но и обрабатывать данные непосредственно на строительной площадке, т.е. результаты полевых измерений обрабатываются в режиме on-line, оцениваются и вносятся в проект. Как уже было сказано ранее, в настоящее время широко применяются технологии BIM, базирующиеся на интеграции трехмерного моделирования с прогрессивными технологиями и геодезическим оборудованием, применение которого возможно для обеспечения строительства и контроля за сооружением в процессе эксплуатации. Применение BIM позволяет на протяжении всего жизненного цикла (начиная от проектирования и заканчивая эксплуатацией) проектировщикам, строителям и организациям, обеспечивающим эксплуатацию зданий и сооружений, совместно использовать имеющуюся и постоянно добавляемую информацию, что в свою очередь исключает избыточность, повторный ввод и потерю данных, ошибки при их передаче и преобразовании и позволяет значительно повышать эффективность работ при сборе информации. Литература 1. Никоноренков, В.В. Современные технологии разбивочных работ на строительной площадке// Геопрофи., №4., 2009. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.geoprofi.ru/default.aspx?mode=binary&id=1107, (дата обращения: 21.05.2019 г.). 2. Современные технологии строительства и реконструкции зданий / Г. М. Бадьин, С. А. Сычев. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – 288 с. 3. СП 126.13330.2012 Геодезические работы в строительстве. Актуализированная редакция СНиП 3.01.03-84. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.dokipedia.ru/document/5158249, (дата обращения: 21.05.2019 г.).

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 332.37

Положительный опыт Российской Федерации в вопросах государственной регистрации объектов недвижимости

Глебко К.В., Гермонова Е.А. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет» В статье рассмотрены особенности государственной регистрации объектов недвижимости на территории Российской Федерации (РФ). Выполнен анализ нормативно-правовой базы по рассматриваемому вопросу и рассмотрена возможность применения норм законодательства РФ при формировании земельного законодательства в Донецкой Народной Республике. The article discusses the features of state registration of real estate in the territory of the Russian Federation (RF). The analysis of the regulatory framework on the issue under consideration was carried out and the possibility of applying the norms of the legislation of the Russian Federation in the formation of land legislation in the Donetsk People's Republic was considered. Ключевые слова: государственная регистрация, кадастровый учет, регистрация права, объект недвижимости. Keywords: state registration, cadastral registration, registration of rights, real estate object. С 1 марта 2008 года вступил в силу Федеральный Закон от 24 июля 2007 г. N 221-ФЗ «О государственном кадастре недвижимости». На рис.1 приведен перечень объектов недвижимости, по которым должны выполняться кадастровые работы.

Рис.1. Объекты недвижимости для кадастровых работ [1]. При выполнении кадастровых работ должны определяться координаты характерных точек перечисленных на рис.1 объектов, по

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии которым можно было бы в дальнейшем аналитическим способом вычислять площади, определять местоположение, проводить согласование границ земельных участков. Состав сведений государственного кадастра недвижимости (ГКН) об объекте недвижимости приведен на рис.2. Большую часть информации содержат именно дополнительные сведения об объекте недвижимости (ст.7 [1], часть 2). Результатом кадастровых работ является межевой план, технический план или акт обследования.

Рис. 2. Перечень сведений ГКН об объекте недвижимости В 2014 году изменениями в ФЗ [1] было добавлено понятие «комплексные кадастровые работы, результатом которых должна стать карта-план территории, содержащая необходимые для внесения в Единый государственный реестр недвижимости (ЕГРН) сведения о земельных участках, зданиях, сооружениях, об объектах незавершенного строительства, расположенных в границах территории выполнения комплексных кадастровых работ. В июле 2015 года был принят Федеральный Закон «О государственной регистрации недвижимости» [2], в соответствии с нормами которого под государственным кадастровым учетом недвижимого имущества признаются действия уполномоченного органа по внесению в государственный кадастр недвижимости сведений о недвижимом имуществе (рис.3), которые подтверждают существование такого недвижимого имущества с характеристиками, позволяющими определить такое недвижимое имущество в качестве индивидуально-определенной вещи, или подтверждают прекращение существования такого недвижимого имущества, а также иных сведений о недвижимом имуществе.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Объектом недвижимости, подлежащим кадастровому учету в государственном кадастре недвижимости, являются, в отличие от ранее действовавшего закона, не только земельные участки, но и объекты капитального строительства (здание, сооружение, помещение, объект незавершенного строительства). Из вышеизложенного можно сделать вывод, что кадастр содержит в себе сведения обо всех формируемых объектах недвижимости, права на которые подлежат государственной регистрации (за некоторыми исключениями).

Рис. 3. Государственный кадастровый учет в соответствии (ст.1, [2]). Основные положения по государственной регистрации объектов недвижимости представлены на рис.4 [2].

Рис.4. Государственная регистрация в Российской Федерации Законодательством установлено, что государственный кадастровый учет и регистрация права на недвижимое имущество могут выполняться одновременно, в противном случае необходимо сначала внести сведения об объекте недвижимости в ЕГРН и после этого становится возможным зарегистрировать права на объект недвижимости. Ст. 14 устанавливает требования, когда государственный кадастровый учет может выполняться без одновременной регистрации прав, и аналогичные требования к

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии государственной регистрации права на объект недвижимости без одновременного кадастрового учета (рис. 5). Единый государственный реестр недвижимости (ЕГРН) с 1 января 2017 года объединил в себе все сведения, которые содержались в кадастре недвижимости и реестре прав. Государственная регистрация в ЕГРН является единственным доказательством существования зарегистрированного права.

Рис.5. Основания государственного кадастрового учета и государственной регистрации прав в РФ Кадастровый учет, возникновение и переход права на объекты недвижимости подтверждаются выпиской из ЕГРН. Выписка из ЕГРН – это документ, удостоверяющий только факт проведения государственной регистрации права, и в данном документе в числе иных сведений, указанных в ней, подтверждается, что на дату, указанную в ней в качестве даты выдачи, за определенным в ней лицом зарегистрировано указанное в ней право на основании

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии документов на описанный объект недвижимости, о чем в ЕГРН в соответствующий день сделана регистрационная запись под соответствующим номером. Также следует отметить, что в Российской Федерации активно развита система электронной регистрации объекта недвижимости. Например, сайт РОСРЕЕСТР (Федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии) основные функции которого представлены далее на схеме (рис.6).

Рис.6. Услуги федеральной службы РОСРЕЕСТР РОСРЕЕСТР предоставляет возможность подачи электронной регистрации объекта недвижимости, получение выписок ЕГРН, либо же справочной информации об объектах недвижимости (по кадастровому номеру, местонахождению, ранее присвоенным кадастровым номерам объекта недвижимости). Документы на регистрацию подаются портально и заверяются электронной цифровой подписью собственника. Если учесть, что информационное электронное взаимодействие ранее было затруднено по ряду причин [3], то в настоящее время осуществление работы в режиме онлайн позволит практически их устранить. Литература 1. Федеральный Закон Российской Федерации от 24 июля 2007 г. N 221-ФЗ «О государственном кадастре недвижимости»// Собрание законодательства Российской Федерации от 2007 г., N 31, ст. 4017. 2. Федеральный Закон Российской Федерации от 13.07.2015 N 218-ФЗ «О государственной регистрации недвижимости»//Собрание законодательства Российской Федерации от 2015 г., N 29, ст. 4344 (Часть I). 3. Лисина, Н.А. Государственный кадастровый учет земельных участков: развитие, современность и перспективы/ Вестник Кемеровского государственного университета – 2014. – № 4 (60) Т. 3 – С. 285-291.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 711.4

ЛАНДШАФТНО-ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕРРИТОРИИ ДНР НА ПРИМЕРЕ ТЕРРИТОРИЙ ХАРЦЫЗКОЙ АДМИНИСТРАЦИИ Федосова Н., Гермонова Е.А. ГОУ ВПО «Донецкий Национальный технический университет»

Проанализировано применение геопространственного анализа для ландшафтно-градостроительных территорий Analyzed the use of geospatial analysis for landscape and urban areas Ключевые слова: градостроительство, геопространственный анализ, ГИС-технологии. Keywords: urban planning, geospatial analysis, GIS technology. В современном мире, деятельность человека всё больше влияет на окружающую среду, при этом принося вред экологическим системам. Из-за непродуманных действий человека, появляются серьезные последствия. Деннис Медоуз со своими коллегами занимались прогнозированием на предшествующие 30 лет, о развитии экологии и ее влиянии на человека. Первые гипотезы и определения, на сегодняшнем этапе жизни стали ярким примером о способности прогнозирования и принятия мер предосторожности с целью сделать жизнь лучше сегодня, чтобы дать возможность улучшать ее и в будущем. [1-4] В нынешнее время направленность ландшафтной экологии нацелена на решение экологических задач и охрану природы – оценку экологического неблагополучия территории, разработку концепций стабильности, оптимизации и устойчивого развития окружающей среды. Геопространственный анализ для ландшафтноградостроительных территорий в настоящее время выполняется при помощи геоинформационных технологий. Появилась необходимость применения геоинформационных систем в новых технологиях, это обязывает получить знания по пространственным привязкам, координатам, проекциям. При работе с картами с разными координатными привязками наблюдается их смещение, которое способствует дальнейшим ошибкам при проведении анализа рельефа местности. Для выполнения геопространственного анализа, необходимо обосновать выбор проекции и системы координат для представления

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии данных в геоинформационной системе при создании проектов по организации ландшафтов. Для решения поставленной цели необходимо выполнить сравнительный анализ систем координат WGS-84, СК-63 и др., для обоснования выбора наиболее подходящей системы координат при проектировании ландшафтов на территории всей Донецкой Народной Республики, а также уделить особое внимание территории Харцызской администрации. Для того чтобы получить возможность описать земную поверхность, необходимо использовать общеземной эллипсоид, который наиболее близок к геоиду. Центр общеземного эллипсоида размещается в начале координат глобальной пространственной прямоугольной (геоцентрической) системы координат. Параметры ориентации общеземного эллипсоида и его параметров в пространственной прямоугольной системе координат дают определение общеземной координатной системе. [5-8] Наиболее в использовании применяется общеземная координатная система WGS84 с эллипсоидом WGS84 (World Goodetic System 1984). Однако Российская Федерация отдала предпочтение использовать общеземную координатную систему ПЗ-90 (Параметры Земли 1990). Важным фактором при описании территории земной поверхности, является референц-эллипсоиды ориентированные для выбранной территории. Российская Федерация использует эллипсоид Красовского в качестве референц-эллипсоида с применением геодезические системы координат 1942 года (СК-42) и 1995 года (СК-95). [9] В соответствии с ГОСТ 32453-2013 параметры ориентации референц-эллипсоида устанавливаются относительно геоцентрических систем координат ПЗ-90 и ПЗ-90.02. (таблица 1.1) Таблица 1.1 Параметры ориентации референц-эллипсоида относительно геоцентрических систем координат ПЗ-90 и ПЗ-90.02. Системы dX,м dY,м dZ,м Rx, Ry, Rz, dS координат сек сек сек СК-42 => ПЗ-90 25м –141 –80 0 –0,35 –0,66 0 СК-95 => ПЗ-90 25,90 –130,94 –81,76 0 0 0 0 СК-42 => ПЗ-90.02

23,93 –141,03 –79,98 0

СК-95 => ПЗ-90.02

24,83 –130,97 –81,74 0

– 0,35 0

–0,79 –0,22 * 10–6. –0,13 –0,2 * 10–6

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Ландшафтно-градостроительный анализ территории населенного пункта должен состоять из следующих исследований и оценок: − природно-климатические исследования; − комплексная гигиеническая оценка инсоляции, температурного и ветрового режима; − оценка грунтовых условий почв и растительности; − топографические исследования; − оценка инженерно-строительных особенностей уточненной характеристикой форм рельефа; − оценка гидрогеологического и гидрологического режима; − оценка геологического строения и несущей способности грунта; − оценка затопляемых и подтопляемых участков; − выявление эрозионно-опасных участков; − архитектурно-ландшафтное изучение территории; − исследования, направленные на выявление основных видовых точек, с которых возможно раскрыть перспективы местности и увидеть панорамы будущей застройки В связи с необходимостью выполнения перечисленных видов исследований и оценок в ГИС необходимо осуществить следующие основные работы: − подготовить топографическую основу в ГИС; − создать цифровую модель местности (ЦММ) (рисунок 1.1); − подготовить почвенную карту (рисунок 1.2); − собрать гидрологические данные (рисунок 1.3); − выявить эстетически ценные пейзажи, выигрышные обзорные точки;

Рис. 1.1. Построение цифровой модели местности на территории Донецкой Народной Республики

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 1.2, 1.3. Создание почвенной карты и сбор гидрологических данных на территории Харцызской администрации Особое внимание необходимо уделить анализу рельефа местности по ЦММ, в результате которого выявить: − характерные точки рельефа, такие как господствующие высоты, центры бессточных котловин, перевалы и др.; − характерные линии рельефа, а именно бровки откосов, водоразделы, водотоки; − характерные поверхности рельефа, а именно построить картограммы крутизны склонов, экспозиции склонов, определить наличие холмов, седловин, тальвегов и т.п. (рисунок 1.4)

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 1.4 . Построение уклона и экспозиции склонов на всей территории Донецкой Народной Республики Литература 1. Донелла Медоуз, Йорген Рандерс, Деннис Медоуз,/Пределы роста. 30 лет спустя/ Пер. с англ. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. 342 с. 2. Основы ландшафтной экологии/ МД Гродзинський - К.: Либідь, 1993 3. Эрнст Геккель ,/ «Всеобщая морфология организмов», 1866 г 4. «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения". / Вернадский В.И., М.Наука., 1965 5. Трансформация описания систем координат из формата MapInfo в WKT и PROJ.4[Электронный ресурс]: Режим доступа: http://gislab.info/qa/mapinfo_to_wkt_proj4.html#.D0.A4.D0.BE.D1.80.D0.BC.D0. B0.D1.82_.D0.BE.D0.BF.D0.B8.D1.81.D0.B0.D0.BD.D0.B8.D1.8F_.D0. B4.D0.B0.D1.82.D1.83.D0.BC.D0.B0_.D0.B2_MapInfo Дата обращения: 27.11.2018 6. Система плоских прямоугольных координат Гаусса - Крюгера. [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://mydocx.ru/12-8575.htmlДата обращения: 25.01.2019 7. Высшая геодезия, литература/ лекции /Лекция № 8. Плоские прямоугольные координаты. [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://studfiles.net/preview/5167207/ -Дата обращения: 25.01.2019 8. Перевычисление прямоугольных координат из одной системы в другую [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://injzashita.com/perevichislenie-pryamougolnix-koordinat-nz-odnoiesistemi-v-druguyu.html -Дата обращения: 27.11.2018

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии 9. Комаровский Ю. А. «Использование различных референцэллипсоидов в судовождении», Учебное пособие, 2005. [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://www.twirpx.com/file/1317714/ - Дата обращения: 01.12.2018

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 622.831.1

УЧЁТ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ ПРИ РАСЧЁТЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ Грищенков А.Н., Грищенков Н.Н. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

создании динамической геомеханической модели При напряжённо-деформированного состояния участка горного массива, находящегося в зоне влияния очистных работ шахты, необходимо учитывать фактор времени. В работе рассмотрены периоды релаксация напряжений ряда горных пород Донбасса, а также уточнён расчет релаксации напряжений с учетом остаточного напряжения в горном массиве. Использование предлагаемой геомеханической модели востребовано при планировании горных работ с учётом фактора горного давления, особенно в условиях многократной подработки горного массива. When creating a dynamic geomechanical model of the stress-strain state of the site of the mountain massif, located in the zone of influence of the mine treatment works, it is necessary to take into account the time factor. The periods of stress relaxation of a number of Donbass rocks are considered, and the calculation of stress relaxation taking into account the residual stress in the rock mass is specified. The use of the proposed geomechanical model is in demand in the planning of mining operations, taking into account the factor of mountain pressure, especially in conditions of multiple mining. Ключевые слова: геодинамическая модель, напряжения, релаксация напряжений, горный массив. Keywords: geodynamic model, stresses, stress relaxation, mountain massif. Геомеханическая модель (цифровая модель напряжённодеформированного состояния участка горного массива, находящегося в зоне влияния очистных работ шахты) отражает напряжённодеформированное состояние горного массива для той горнотехнологической ситуации, которая сформировалась к моменту проведения расчётов и для которой выполнена подготовка данных для проведения этих расчётов. Изменение горно-технологической ситуации (подвигание очистных забоев, изменение взаимного расположения действующих и

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии ранее отработанных очистных забоев в пределах одного пласта или расположенных на соседних пластах, оставление предохранительных целиков, изменение состава пород междупластий, появление пликативных и дизъюнктивных геологических нарушений, изменение природных полей напряжений и др.) приводит к изменению напряжённо-деформированного состояния массива и требует корректировки (пересчёта) геомеханической модели, т.е. геомеханическая модель является динамической и зависит от ряда горно-геологических и горно-технических факторов [1]. Для того чтобы знать динамику изменения полей напряжения нужно знать, как происходит диссипация напряжений во времени, т.е. необходимо знать зависимость изменения напряжения от времени или иметь реологические кривые для вывода соответствующей зависимости. Релаксация напряжений – явление постепенного снижения напряжений в породе при постоянной её деформации. Типичная реологическая кривая имеет вид, представленный на рис. 1.

Рис.1. Кривая релаксации напряжений В качестве примера можно привести уравнение релаксации напряжений: 𝜎𝜎 = 𝜎𝜎0 ∙ 𝑒𝑒

𝑡𝑡 𝑡𝑡0

−

, (1)

где ϭ 0 – первоначальное напряжение, а t 0 – время релаксации, т. е. тот отрезок времени, за который напряжение снижается в е раз [2]. Время релаксации обратно пропорционально модулю упругости. Как указывает Вялов С.С. в работе [3] у горных пород, формирующих земную кору, время релаксации изменяется тысячелетиями (например, у известняка время релаксации до Т=1010 с). Иными словами, время релаксации известняка может быть более 230 лет. Время релаксации сильно разнится между горными породами, при этом на него влияет также расположение самих пород. Рассмотрим время релаксации для горных пород Донбасса.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Согласно источнику [4] вычисленное по средним значениям реологических параметров время релаксации для выбросоопасного песчаника шахт Донбасса оказалось, равным 538 суткам, а для невыбросоопасного – 91 суткам, для аргиллита – 4,5 суткам. В работе [5] период релаксации составляет 200 суток для пластичных горных пород. Время релаксации алевролита – 40 суток [6]. Периоды релаксация напряжений некоторых основных горных пород Донбасса сведены в таблице 1. Таблица 1 – Периоды релаксация напряжений некоторых горных пород Донбасса Номер Горная порода Период релаксации (t 0 ), сут 1 2 3

Песчаник выбросоопасный Пластичные породы Песчаник невыбросоопасный

538 сут. 200 сут. 91 сут.

4 5

Аргиллит Алевролит

4,5 сут. 40 сут

Реологические исследования связаны с длительными экспериментами, которые продолжаются месяцы и годы. В связи с этим в качестве нагрузочных устройств используют пружинные или рычажные устройства. С их помощью получают кривые при разных нагрузках (от 30 до 80 % от разрушающей). Характерные реологические кривые приведены на рис. 2 [6].

Рис.2. Кривые релаксации алевролитов: 1 – σ = 600 кгс/см2; 2 – σ = 450 кгс/см2; 3 – σ = 200 кгс/см2 Необходимо отметить и то, что как показано в работах [7, 8] времена релаксации возрастают для трещиновато-пористых пород, а также в зависимости от степени их заглинизованости.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Как видно на всех кривых, со временем напряжения в горных породах уменьшаются, но уменьшаются до определенного предела. Этим пределом выступает величина γH, т.е. горное давление на глубине ведения работ. Следовательно, формула (1) с учетом величины γH примет следующий вид: 𝜎𝜎 = (𝜎𝜎0 − 𝛾𝛾𝛾𝛾) ∙ 𝑒𝑒

𝑡𝑡 𝑡𝑡0

−

+ 𝛾𝛾𝛾𝛾,

(2)

γH – горное давление, МПа, на глубине ведения работ H, м; γ – 3 удельный вес пород, т/м . Ниже построен график по вышеуказанной формуле при ϭ 0 = 45 МПа, t 0 = 200 сут.

Напряжение, МПа

0 050 0 040 0 030 0 020 0 010 0 000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Время, лет

Рис. 3. Кривая релаксации напряжений с учетом величины γH Данная формула справедлива как для начального периода релаксации, так и в последующий период. Также следует иметь ввиду тот факт, что горный массив представляет собой анизотропную среду, следовательно, при расчете деформаций необходимо использовать приведенный модуль упругости Е пр , который выводится следующим образом: 𝐸𝐸пр =

∑(𝐸𝐸𝑖𝑖 ∙𝑇𝑇𝑖𝑖 ) ∑ 𝑇𝑇𝑖𝑖

(3)

где i – отдельный слой горного массива, а Е и Т – модуль упругости и толщина этого слоя. Зная, как происходит релаксация напряжений во времени, получим динамику изменения полей напряжения для

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии геомеханической модели участка горного массива. Использование полученных зависимостей изменения напряженного состояния горного массива с течением времени позволит существенно уточнить геомеханическую модель ситуации в зонах влияния очистных работ, что будет способствовать повышению безопасности и эффективности горных работ. Литература 1. Грищенков А.Н., Грищенков Н.Н. Структура геодинамической модели напряженно-деформированного состояния участка горного массива // Инновационные перспективы Донбасса. - 22-25.05.2018, – Донецк: ДонНТУ, 2018. Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии. – С.20-24. 2. Бакланов, И.В. Механика горных пород / И.В. Бакланов, Б.А. Картозия. Москва: Недра, 1975. - 271 с. 3. Вялов, С.С. Реологические основы механики грунтов: учеб. пособие для строительных вузов. – Москва: Высшая Школа, 1978. - 447 с.: ил. 4. Зорин, А.Н. Управление динамическими проявлениями горного давления. – Москва: Недра, 1978. - 174 с. 5. Михайленко, А.А. Патент СССР № SU 1404639 A1 «Способ бурения и крепления скважин в пластичных горных породах» / А.А. Михайленко, В.Н. Михеев, В. Д. Терентьев. – Ужгород: Производственно-полиграфическое предприятие, 1988. 6. Максимов, А.П. Горное давление и крепь выработок. – Москва: Недра, 1973. – 282 с. 7. Месчян, С.Р. Ползучесть глинистых грунтов / С.Р. Месчян. – Ереван: Издательство АН Армянской ССР, 1967. -318 с. 8. Закиров, С. Н. Проектирование и разработка газовых месторождений. / С.Н. Закиров, Б. Б. Лапук. - Москва: Недра, 1974. – 376 с.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 302

АНАЛИЗ МЕЖДУНАРОДНОГО ОПЫТА ПО ВОПРОСАМ ФОРМИРОВАНИЯ ОТВОДОВ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ПОД ПОЛИГОНЫ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ Регуш Г.В. , Гермонова Е.А. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

В работе выполнен анализ международного опыта складирования, утилизации и сжигания твердых бытовых отходов (ТБО) для обоснования необходимости строительства в регионе мусороперерабатывающего и мусоросжигательного заводов. The paper analyzes the international experience in the storage, recycling and incineration of municipal solid waste (MSW) to substantiate the need for building in the region waste treatment and incineration plants. Ключевые слова: полигон, отвод, рекультивация, мусоросжигательный завод. Keywords: landfill, removal, recultivation, incinerator. Проблемы утилизации твердых бытовых отходов появились практически одновременно с появлением человеческого общества и до сих пор окончательно не решены. Везде, где поселяются люди, обязательно появляются свалки бытовых отходов. Причем, за столь длительное время существования человечества изменился характер отходов – к твердым бытовым (ТБО) добавились промышленные отходы (ПО). Условия складирования ТБО для крупных городов с каждым годом усложняются из-за дефицита средств на переработку отходов и недобросовестности населения при организации раздельного сбора мусора. На сегодняшний день, сложно оспорить актуальность данной проблемы, так как ухудшается должное качество жизни, и теряются многие функциональные аспекты государства, а именно: − экономические (потеря прибыли при неиспользовании вторичной переработки отходов и т. д); − экологические (потери пригодных для использования с/х угодий и т. д); − социальные (пагубное влияние на окружающий мир и здоровье населения). Решение проблемы должно проходить постепенно и поэтому актуальным является решение задач, направленных на совершенствование нормативноправовой базы для урегулирования дальнейших практических действий с выделением территорий для складирования и переработки ТБО.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Общемировая цель − минимизировать площади полигонов ТБО и обеспечить не только правильное складирование мусора, но и максимальное использование всех его свойств. Так как полигон твердого мусора концентрирует значительные объемы загрязняющих компонентов, то он всегда представляет собой серьезную опасность потенциального загрязнения окружающей среды, для устранения которой на полигонах проектируют целый ряд защитных сооружений, наделяющих его множеством положительных качеств. При проектировании защитных мероприятий необходимо учитывать следующие требования: − складирование ТБО должно быть изолировано от мест проживания и работы людей; − условия складирования ТБО должны обеспечивать равновесие процессов, происходящих в складируемых отходах, а именно учитывать скорость выделения газа, роста объемов и уплотнение мусора; − устройство полигона ТБО должно быть рассчитано с учетом возможности использования земли после прекращения его работы (рекультивация). Каждый полигон ТБД привязан к специфике местности (овраги, равнины и т.п.) и проекты для их подготовки разрабатывают в соответствии с действующими нормативами с учетом всех особенностей местности для полного исключения опасности загрязнения окружающей среды. Цель научных исследований, результаты которых приведены в этой статье: на основе анализа мирового опыта утилизации твердых бытовых и промышленных отходов разработать предложения в законодательные и нормативные акты по отводам земли в регионе под полигоны ТБО с учетом требований рационального использования земельных участков. Для решения поставленной цели предлагается решить следующие задачи: 1) на основании результатов изучения положительного опыта развитых европейских стран по вопросам выделения территорий для складирования и переработки ТБО рассмотреть возможности для его применения в регионе; 2) на основании анализа действующих в регионе нормативных и правовых актов по вопросам отводов земельных участков под полигоны твердых бытовых и производственных отходов выявить недостатки и разработать предложения по их устранению; 3) в соответствии с действующими в регионе правовыми и нормативными актами по вопросам складирования и переработки твердых бытовых и промышленных отходов разработать рекомендации для минимизации их влияния на окружающую среду и сокращения площадей полигонов ТБО за счет переработки мусора. 42

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии В настоящее время экологическая проблема, связанная с утилизацией промышленных и бытовых отходов, стала мировой: национальная политика развитых стран обязательно направлена на реализацию рационального управления отходами. Причем, лучшим вариантом обеспечения экологической безопасности признана возможность обеспечения переработки отходов, повторное использование, утилизация и рекуперация энергии (политическая система государств по развитию возобновляемых источников энергии). На конференции в Базеле 22 марта 1989 года была принята Базельская конвенция, цель которой − оградить здоровье человека и окружающей среды от пагубного воздействия, вызываемого производством, использованием, трансграничной перевозкой и удаление опасных отходов. В настоящее время национальные законодательства в странах ЕС полностью гармонирую с этой конвенцией и экологическим правом. В развитых европейских странах можно выделить три основополагающих принципа решения проблем, связанных с отходами: − переработка ценных компонентов отходов и повторное использование отходов в качестве вторсырья; − использование отходов в качестве вторичных энергетических ресурсов при условии неэффективности повторной переработки; − полигонное захоронение отходов при невозможности их переработки и использования в качестве энергоресурсов. В странах ЕС система управления отходами предполагает наличие интегрированной системы различных аспектов (рис.1).

Рис. 1. Система управления отходами По статистическим данным в странах ЕС в настоящее время захоронению подлежат менее 40% отходов (большая часть сжигается или перерабатывается), однако и в Российской Федерации и в Украине захоронению подлежит основная (большая) часть отходов. Однако технология захоронения твердых бытовых и промышленных отходом имеет ряд существенных недостатков, а именно:  способствует распространению на большие территории опасных веществ (для здоровья людей, растительного и животного мира) за счет попадания в почву, поверхностные и грунтовые воды, в атмосферный воздух;

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии  не обеспечивает бактериологическую и эпидемиологическую безопасность;  при возгорании твердых бытовых и промышленных отходов образовываются диоксиды – высокотоксичные вещества, которые вызывают проблемы в области репродуктивного здоровья и развития, поражения иммунной системы, гормональные нарушения и раковые заболевания;  значительные затраты на рекультивацию закрытых полигонов не сопоставимы с результатами. Анализируя положительный опыт развитых европейских стран можно сделать вывод о том, что в настоящее время, к сожалению, не существует идеального решения для устранения ТБО, которое позволило бы экономически эффективно и в максимальном объеме утилизировать вторичное сырье или энергию без образования производственных отходов, выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов сточных вод [1,2]. Поэтому приоритет отдается технологии сжигания на мусоросжигательных заводах ТБО при температуре от 850 до 1200˚С с выработкой электричества и тепла. На рис. 2 приведен фрагмент карты, на котором показаны размещения мусоросжигательные и мусороперерабатывающие заводы в западной Европе. Данную технологию можно рекомендовать для применения на территории региона.

Рис. 2. Фрагмент карты с указанием местоположения мусоросжигательных и мусороперерабатывающих заводов в ближайших европейских странах. Согласно статистическим данным, приведенным в докладе заместителя председателя Госкомэкополитики при Главе ДНР Бондаренко А. в 2016 году в

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Донецкой Народной Республике образовалось порядка 6 млн. т отходов, из них: 10,1 т отходов 1 класса опасности, 409,9 т отходов 2 класса опасности, 2394,9 т отходов 3 класса опасности. Около 50 % отходов 1 и 2 классов опасности пришлись на город Донецк. Перечень опасных отходов утверждён приказом Госкомэкополитики от 01.08.2017 № 265.Среди наиболее распространённых опасных отходов в последнее время можно выделить люминесцентные лампы (соединения ртути, 1 класс), отработанные нефтепродукты (углеводороды, 2 класс), аккумуляторы (серная кислота, сурьма, свинец – 2-3 классы). На данный момент в Республике отсутствуют специализированные предприятия по сортировке, переработке, утилизации или обезвреживанию отходов производства и потребления (в том числе опасных и вторсырья), и потому субъекты хозяйствования вынуждены накапливать образующиеся отходы на своей территории в местах или объектах, которые предназначены для временного складирования отходов и не рассчитаны на большие объемы. Кроме дополнительной финансовой нагрузки на субъекты хозяйствования, такое положение дел может привести к появлению несанкционированных свалок отходов (в том числе опасных), которые, конечно же, окажут значительное негативное влияние на состояние окружающей среды и здоровье населения Республики. В настоящее время в регионе действует ряд законодательных и нормативных актов, регулирующий вопросы, связанные с твердыми бытовыми и производственными отходами. Одним из таких актов является Закон ДНР от 09.10.2015 «Об отходах производства и потребления» (далее по тексту Закон) [3]. Основные принципы и приоритетные направления государственной политики в сфере обращения с отходами приведены в статье 3 Закона (рис.2).

Рис. 2. Основные принципы государственной политики в сфере обращения с отходами 45

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Основные направления государственной политики ДНР в сфере обращения с отходами следующие: охрана здоровья человека, поддержание и восстановление благоприятного состояния окружающей среды, сохранение биологического разнообразия; максимальное использование получаемого из бытовых отходов сырья и материалов; сокращение объемов образования отходов и снижение класса их опасности на месте образования; обработка отходов; переработка отходов; утилизация отходов; обезвреживание отходов. В настоящее время действующие на территории региона полигоны ТБО не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ним нормативными актами. Так, например, на рис.3 приведен фрагмент комического снимка, на котором отражено размещение Петровского полигона ТБО. Он находится в старом песчаном карьере. Под воздействием ветра мусор разносится по дворам близкорасположенных поселков и по кладбищу.

Рис. 3. Местоположение Петровского полигона ТБО Госкомэкополитики разработал новую концепцию по усовершенствованию обращения с твердыми бытовыми отходами, в основу которой заложено: − создание больших региональных полигонов для обслуживания трех агломераций Новоазовск-Тельманово-Старобешево, ДонецкЯсиноватая-Горловка, Донецк-Макеевка-Харцызск; − строительство мусоросжигательных и мусороперерабатывающих заводов; − захоронение только тех отходов, которые не которые никоим образом нельзя использовать во вторичном производстве и в народном хозяйстве;

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии − создание единого государственного или республиканского предприятия, которое будет координировать как единую тарифную политику, так и процессы, связанные с операциями с бытовыми отходами. Можно сделать вывод, что на государственном уровне принимаются решения о минимизации площадей свалок, о сжигании и переработки ТБО и т.п. Это вполне соответствует политике развитых Европейских стран в вопросах решения проблем, связанных с ТБО. Реализация принимаемых решений требует значительных капитальных вложений, найти которые в сложившихся сложных экономических условиях весьма затруднительно. Для улучшения организации обращения с ТБО (сортировка, переработка, утилизация) и для внедрения раздельного сбора ресурсоценных компонентов необходимо: − сократить объемы захоронения ТБО; − выбрать площадки и разработать проекты для строительства комплекса по переработке ТБО; − организовать строительство комплекса (мусоросжигательный и мусороперерабатывающий заводы). Проект мусороперерабатывающего предприятия должен разрабатываться с учетом следующих требований: − выбор и отвод площадки под строительство должен учитывать действующее законодательство и нормативы; − минимизация затрат на строительство; − строительство осуществлять за счет привлечения инвесторов, без бюджетных средств; − полное описание технологического процесса по сбору ТБО и последующей переработки; − определение требований к техническим характеристикам оборудования; − учет требований экологических служб; − детализация требований к перерабатываемому сырью; − и т.д. Так как не все ТБО годятся в качестве вторсырья, их рекомендуется сжигать на мусоросжигательном заводе, который одновременно могут выполнять функцию тепловых электростанций с интегрированной системой сжигания отходов, переработки и компостирования. Проанализировав имеющиеся в наличии полигоны ТБО для Донецкого региона можно сделать вывод – не стоит создавать новые полигоны, необходимо частично рекультивировать уже имеющееся и организовать строительство мусороперерабатывающего и мусоросжигательного заводов. Так, например, для г. Донецка с населением примерно 700 тыс. чел., строительство

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии мусоросжигательного завода обеспечит выработку тепловой энергии в количестве около 300000 Гкал/год (эквивалент сжигания до 35 млн. куб. м/год). Литература 1. Евростат. URL: http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/eurostat/home/ (дата обращения: 21.12.18). 2. Utilizamos cookies para el seguimiento estadístico de los accesos a las distintas secciones y contenidos. Al pulsar aceptar o continuar con la navegación consiente el uso de estas cookies conforme se describe en la Política de cookies. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.cogersa.es/metaspace/portal/14498/21337-noticias?pm (дата обращения: 21.12.18). 3. Закон ДНР от 09.10.2015 г. № 82-ІНС: Об отходах производства и потребления. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://dnrsovet.su/zakon-ob-othodah-proizvodstva-ipotrebleniya-82/ (дата обращения: 21.12.18).

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 622.834

УЛУЧШЕНЫЙ МЕТОД ЦИФРОВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ ДОНБАССА ПО КОСМОСНИМКАМ Ковнир Р.А. , Грищенков Н.Н. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

В статье описывается предложенный авторами метод формирования цифровых моделей рельефа (ЦМР) путем цифровой обработки растровых космических снимков содержащих высотные данные. Описывается алгоритм внешнего ориентирования сформированных локальных ЦМР в требуемую систему координат. Приводятся результаты практического применения метода. The article describes the proposed method of formation of digital elevation models (DEM) by digital processing of raster satellite images containing altitude data. There is described algorithm of external orientation of the formed local DEM into the required coordinate system. There are presented results of practical application of the algorithm of external orientation. Ключевые слова: ЦМР, Google Earth, Pulkovo-42, UTM, SRTM. Keywords: DEM, Google Earth, Pulkovo-42, UTM, SRTM. Разработка угольных месторождений подземным способом неизбежно приводит к сдвижениям и деформация земной поверхности. Континуальность процесса отработки угольных пластов способствует непрерывности процесса сдвижения земной поверхности по причине динамического формирования мульды сдвижения в зонах влияния очистных работ. Большинство подрабатываемых территорий Донбасса характеризуются средними формами рельефа и колебаниями высотных отметок в пределах одного шахтного поля в диапазоне от первых десятков до ста метром. Результатами проведенных исследований было установлено, что влияние мезорельефа на прогнозы сдвижений и деформаций земной поверхности рассчитанных по классическим методикам [1, 2] вызывает погрешность, которая в ряде случаев может достигать 5080% от допустимых показателей деформаций. Из этого следует, что использование методов учитывающих фактическую земную поверхность [3], а не усредненную расчетную плоскость способствует

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии повышению точности прогноза сдвижений и деформаций земной поверхности от влияния подземных горных работ. Формирование ЦМР по средствам инструментальных измерений является весьма затратным видом работ. К примеру, затраты недропользователя для выполнения топографической сьемки подрабатываемой площади земной поверхности в результате работы одной лавы (3-5 км2) при средней стоимости данных работ за 1 га – 7 тыс. руб. составляют 1,5-6,0 млн. руб. Помимо традиционных способов существуют способы формирования ЦМР с использованием геосервисов имеющие пространственные геоданные [4, 5]. К таким системам можно отнести Google Earth Pro, SAS Planet, Yandex Maps и др. ФОРМИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ РЕЛЬЕФА Принцип работы программы формирования ЦМР основан на методе оцифровки космического снимка, содержащего высотные данные SRTM-съёмки описанном в работе [4]. В той же работе была предложена программная его реализация. Однако по опыту формирования ЦМР при помощи программы «Google Earth F1» [4] помимо высокой скорости работы программы отмечается весьма трудоемкий процесс формирования параметрических файлов создаваемой ЦМР. В связи с этим было принято решение разработать программу, имеющую более user-friendly интерфейс, а также свести к минимуму необходимость постобработки формируемых ЦМР. Анализируя возможности различных геоинформационных систем (ГИС) было принято решение об использовании Quantum GIS (QGIS). Основными достоинствами выбранной программы QGIS было то, что данный программный продукт поставляется с открытым исходным кодом, а ядро программы написано на языке программирования Python. Деление территории Донбасса на участки ЦМР было решено выполнить в соответствии с разграфкой и номенклатурой зональной системы в проекции Гаусса-Крюгера. Для этого в программе QGIS был создан файл расширением «.gpkg» предназначенный для хранения пространственных границ планшетов (координат угловых точек), а также атрибутивных данных (номенклатура и масштаб планшета). Построение границ планшетов было выполнено полуавтоматически при помощи встроенных функций планшетов масштаба 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000 и 1:10 000.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Программа Google Earth Elevation Reader (GEER) выполнена в виде плагина QGIS и реализована на языке программирования Python. Главное окно состоит из полей выбора скорости обработки высотных данных, шага высотной сетки в метрах, списка планшетов соответствующих масштабов, строки состояния, полей выбора целевых систем координат и управляющих кнопок.

Рис. 1. Окно программы GEER АЛГОРИТМ ВНЕШНЕГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ РЕЛЬЕФА Алгоритм внешнего ориентирования локальных цифровых моделей рельефа в заданной пространственной системе координат основывается на семипараметрическом преобразовании Гельмерта, основанном на формуле Бурша-Вольфа:  X C   X U  T X   m  Y  =  Y  + T  + − ω z  C  U   Y   Z C   Z U  TZ   ω y

ωz m − ωx

− ωy  XU   ω x  ⋅  YU  m   Z U 

(1)

где, T X , T Y , T Z – величины смещения начала системы координат UTM по соответствующим осям в начало системы координат СК-42; ω x , ω y , ω z – углы поворота вокруг каждой из осей системы координат; m – масштабный коэффициент, учитывающий разномасштабность систем координат СК-42 и UTM. Уравнение (1) может быть представлено в следующем виде:

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

 X C   X U  1 0 0  Y  =  Y  + 0 1 0  C  U    Z C   Z U  0 0 1

XU YU ZU

0 ZU − YU

− ZU 0 XU

T X  T   Y YU  TZ    − X U  ⋅  m  0  ω x    ω y  ω   z

(2)

Программа внешнего ориентирования локальных цифровых моделей рельефа в заданной пространственной системе координат включает следующие функциональные модули: модуль определения коэффициентов семипараметрического преобразования Гельмерта; модуль перевычисления координат точек цифровых моделей из исходной системы координат (UTM) в заданную пространственную систему координат (СК 42). Алгоритм преобразования из одной пространственной системы прямоугольных координат X, Y, Z (UTM) в другую пространственную систему прямоугольных координат (СК-42) по Гельмерту заключается в реализации матричной формулы (2) Бурша-Вольфа для каждой точки цифровой модели рельефа. ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОГРАММЫ ВНЕШЕГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ После разработки программы внешнего ориентирования локальных цифровых моделей рельефа в заданной пространственной системе координат было проведено тестирование данной программы. Летом 2018 года была выполнена серия наблюдений по определению координат точек в системе координат WGS-84 методами спутниковой геодезии на пунктах государственной геодезической сети (ГГС) с известными координатами в системе координат СК-42. Из числа имеющихся пунктов ГГС в сохранности обнаружено 22 пункта. В результате чего, с учетом пространственного расположения пунктов ГГС, было отобрано девять пунктов. Составлен официальный запрос на получение координат и высотных отметок точек в Государственный геодезический центр. В ответе на запрос отмечалось, что лишь четыре из девяти запрошенных пунктов ГГС имеют высотную отметку. Наблюдения выполнялись с помощью GPS-приёмников Thales ZMAX и Leica SmartStation, что обеспечило одновременную работу четырёх приёмников на всех наблюдаемых точках (с синхронизацией).

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Таким образом, были получены два набора координат идентичных точек государственной геодезической сети в системе координат WGS-84 и в системе координат СК-42. На основании указанных данных было выполнено тестирование программы внешнего ориентирования локальных цифровых моделей рельефа, основанное на семипараметрическом преобразовании Гельмерта. ВЫВОДЫ Результатами проведенных исследований были решены следующие задачи: Модернизирована программа формирования ЦМР по спутниковым снимкам содержащие данные SRTM-съёмки. Разработан алгоритм внешнего ориентирования локальных цифровых моделей рельефа в заданной пространственной системе координат. Для обеспечения максимальной точности определения коэффициентов преобразования Гельмерта организовано по итерационной схеме. На основе предложенного алгоритма разработана программа внешнего ориентирования локальных цифровых моделей рельефа. Программа реализована на языке Visual Basic и состоит из модуля определения коэффициентов семипараметрического преобразования Гельмерта, основанного на формуле Бурша-Вольфа, а также модуль перевычисления координат точек цифровых моделей. С целью тестирования программы летом 2018 года была выполнена серия наблюдений по определению координат точек в системе координат WGS-84 методами спутниковой геодезии на пунктах государственной геодезической сети (ГГС) с известными координатами в системе координат СК-42. Результаты серии спутниковых наблюдений позволили провести достаточно полное и надёжное тестирование программы. Литература 1. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях. – СПБ.: ВНИМИ, 1998. – 291. 2. ГСТУ 101.00159226.001-2003 Правила підробки будівель, споруд і природних об’єктів при видобуванні вугілля підземним способом. – На заміну “Правил охраны...” (М.: Недра, 1981. –288с); Введ. 01.01.04. – К., 2004. – 128 с. 3. Алгоритм прогноза деформаций склонов мезорельефа при их подработке подземными горными работами / Н.Н. Грищенков, В.Р. Шнеер, Е.В. Блинникова // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 7. — С. 199-210. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии 4. The use of digital elevation models in forecasting the displacement and deformation of the earth's surface in underground mining of coal deposits. Topical Issues of Rational Use of Natural Resources, Taylor &amp; Francis Group, London, 2018., p. 179-185 5. Debella-Gilo M., Kääb A. Measurement of Surface Displacement and Deformation of Mass Movements Using Least Squares Matching of Repeat High Resolution Satellite and Aerial Images // Remote Sensing, 2012, № 4, pp. 43-67.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 711.16

ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКОНОДАТЕЛЬНОЙ И НОРМАТИВНО-ПРАВОВОЙ БАЗЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ В ВОПРОСЕ МЕЖЕВАНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ Бражко Е.Н., Глебко К.В. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический уииверситет»

В настоящий момент любая территория, предназначенная для жизни и развития населения должна иметь проекты планировки и застройки общественно-деловых, жилых и промышленных районов, зон отдыха, а также комплексные схемы развития транспортных и инженерных систем. В данной статье рассматривается возможность применения проекта межевания РФ на территории ДНР на примере жилого квартала. At the moment, any territory intended for the life and development of the population should have projects for planning and building up social and business, residential and industrial areas, recreation areas, as well as comprehensive schemes for the development of transport and engineering systems. This article considers the possibility of applying the draft survey of the Russian Federation on the territory of the DPR on the example of a residential quarter. Ключевые слова: межевание, кадастр, установление границ, землеустройство Keywords: land surveying, cadastre, delineation, land management Одним из видов документации по планировке территории является проект межевания, который подготавливается применительно к застроенным и подлежащим застройке территориям, расположенным в границах элементов планировочной структуры. Межевание представляет собой комплекс работ по определению площади участка, фактическому установлению на местности границ землепользования, а также, установление на этих границах межевых знаков и описание их местоположения [1]. Межевание земельного участка проводится для точного определения и опознания на местности положения границ объектов недвижимости (межевых знаков и граничных линий), определенных на картографических материалах в соответствии с проектом строительства объекта и проектом границ земельного участка. Межевание включает в себя определенные виды работ (Рис. 1).

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Уточнение границ

Согласование границ

Межевание

Закрепление границ межевыми знаками и определение их координат

Определение границ на местности

Составление карты-плана объекта недвижимости

Рис.1. Виды работ в процессе межевания Проект межевания территорий разрабатывается для застроенных и подлежащих застройке территорий в границах установленных красных линий, он также предназначен для определения местоположения границ образуемых и изменяемых земельных участков. Проект разрабатывается в соответствии с градостроительной документацией и градостроительными регламентами правил землепользования и застройки соответствующими органами местного самоуправления или по заявкам собственников, владельцев, пользователей объектов недвижимости с целью обоснования оптимальных размеров и границ земельных участков. Также проекты могут разрабатываться в составе проектов планировки частей территорий городских и сельских поселений, а также, проектов застройки кварталов, микрорайонов и других элементов планировочной структуры городских и сельских поселений.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Во время разработки проекта межевания территорий в границы земельных участков включаются территории: под зданиями и сооружениями; проездов, пешеходных дорог и проходов к зданиям и сооружениям; открытых площадок для временного хранения автомобилей; придомовых зеленых насаждений, площадок для отдыха и игр детей; хозяйственных площадок; физкультурных площадок; резервных территорий и т.д.[2]. Проект межевания территории необходим в следующих случаях предусмотренных Земельным кодексом (п.3. статьи 11.3.Земельного кодекса РФ): 1. При образовании земельных участков из земельного участка, предоставленного для комплексного освоения территории. 2. При образовании земельных участков из земельного участка, предоставленного некоммерческой организации, созданной гражданами, для ведения садоводства, огородничества, дачного хозяйства либо для ведения дачного хозяйства иным юридическим лицам[3]. Проекты межевания территорий в виде графических и текстовых материалов также могут служить основанием для выноса в натуру (на местность) границ земельных участков, установления публичных сервитутов, выдачи кадастровых карт (планов) земельных участков и формирования объектов недвижимости[4]. Подготовку документации по планировке территории на основании генерального плана поселения, генерального плана городского округа, правил землепользования и застройки обеспечивают органы местного самоуправления. Проект межевания территории разрабатывается на основании следующей базовой документации: - Градостроительный Кодекс Российской Федерации от 29 декабря 2004 г. № 190-ФЗ; - Земельный Кодекс Российской Федерации от 25 октября 2001 г. № 136-ФЗ; - СНиП 11-04-2003 "Инструкция о порядке разработки, согласования, экспертизы и утверждения градостроительной документации" (утв. Постановлением Госстроя РФ от 29 октября 2002 г. № 150); - СП 42.13330.2011. Свод правил. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. Актуализированная редакция СНиП 2.07.01-89*; На начальном этапе в качестве объекта проектирования для возможности применения проекта межевания был выбран жилой

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии квартал, находящийся в Калининском районе г. Донецка (Рис.2). Граница на севере проходит по проспекту Мира, на востоке – по ул. Володарского, южная граница проходит по Цусемской улице и западная - по ул.Водной и по ул.Серова.

Рис.2 . Объект проектирования Основной вид использования земель данной территории – земли жилой и общественной застройки. В программном комплексе ArcGis был создан проект, в котором была подключена карта местности, а также, кадастровая карта Украины, по которой определена граница квартала (Рис.3).

Рис.3. Граница квартала

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Согласно части 8 ст. 43 Градостроительного Кодекса РФ [5], подготовка проектов межевания территории осуществляется с учетом материалов и результатов инженерных изысканий в случаях, если выполнение таких инженерных изысканий для подготовки документации по планировке территории требуется в соответствии с настоящим Кодексом. В целях подготовки проекта межевания территории допускается использование материалов и результатов инженерных изысканий, полученных для подготовки проекта планировки данной территории, в течение не более чем пяти лет со дня их выполнения. Для анализа фактического использования территории в данной работе предполагается, что была выполнена кадастровая съемка, которая включает в себя комплекс работ, которые можно подразделить на несколько этапов: • геодезическая съемка, в процессе которой определяются координаты участка и объектов, расположенных на нем; • согласование границ; • вынос межевых знаков в натуру, заключающийся в установлении их непосредственно на участке; • камеральные работы, в ходе которых обрабатываются данные, полученные в результате измерений, составляется кадастровый паспорт. В результате были получены границы существующих земельных участков, объекты капитального строительства, а также границы дорог. Во время анализа исходных данных, полученных с публичной кадастровой карты, а также плана фактического использования территории были выявлены технические и реестровые ошибки, такие как: пересечение контуров, несовпадение местоположение, дубль кадастрового номера на ПКК, несоответствие целевого назначения земельных участков. Это означает, что внесение новых сведений повлечет за собой накопление ошибок при кадастровом учете. Благодаря межеванию территорий создаётся разметка местности, на которой планируется строительство или проведение других работ с учётом создания структуры на местности. А так как в основу составления проекта входит информация из градостроительного и архитектурного планов, этот документ координирует действия при застройке и планировке развития территории. Исходя из этого, можно сделать вывод, что вопрос о применении проекта межевания является достаточно актуальным, так как данный проект позволит увидеть достоверную ситуацию и корректно

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии исправить допущенные ранее ошибки при регистрации земельных участков, что в будущем станет необходимой базой для планирования и развития территории как кварталов, так и города в целом. Литература 1. Малоян, Л.Р. Документация в строительстве: учебно-справочное пособие / Л.Р. Малоян. - Ростов н/Д: Феникс, 2011. - 304с 2. СНиП 11-04-2003 "Инструкция о порядке разработки, согласования, экспертизы и утверждения градостроительной документации" : утв. Постановлением Госстроя РФ от 29.10.2002г. №150. - Введ. 27.02.2003. - М.: ГУП ЦПП, 2003. - 47с. 3. Земельный кодекс Российской Федерации: Федер. закон от 25.10.2001 № 136-ФЗ // Российская газета. - 2001. - 30 октября. 4. Севостьянов, А.В. Основы градостроительства и планировка населенных мест: учеб.пособие / А. В. Севостьянов, А. В. Новиков, М. Д. Сафарова. - М.: Академия, 2014. - 283с.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 553.493(477.62)

ОЦЕНКА РЕГИОНАЛЬНОГО ПРОГНОЗА ПОИСКОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО ОРУДЕНЕНИЯ НОВОГО ТИПА В ВОСТОЧНОМ ПРИАЗОВЬЕ УКРАИНСКОГО ЩИТА

Седова Е.В. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет» редкометально-циркониевое месторождение Азовское Приазовского мегаблока Украинского щита является уникальным не только по запасам редких металлов, но и по высокой концентрации редких металлов при однотипном составе руды. The Azov rare-metal-zirconium deposit of the Priazovsky megablock of the Ukrainian Shield is unique not only in its reserves of rare metals, but also in its high concentration of rare metals with the same type of ore. Ключевые слова: Украинский щит, Восточное Приазовье, Азовское месторождение, редкоземельная и редкометальная минерализация, металлогеническая зональность. Keywords: The Ukrainian shield, Vostochnoe Priazovie [Eastern part of Azov Sea Region], Azov deposit, rare-earth and rare-metal mineralization, metallogenic zonation. Как показывает мировой опыт, обеспечение потребностей каждой страны в плане экономического и промышленного развития зависит от его сырьевой базы. В настоящее время практически все высокотехнологические производства имеют потребность в разработке и освоении месторождений, связанных с редкометальноредкоземельным оруденением. Таковым, в нашем регионе, является Азовское редкоземельное месторождение [1]. Редкоземельные элементы встречаются почти во всех породах земной коры, но их максимальное содержание связано со щелочными породами. В мире известно всего несколько десятков месторождений со значительными запасами RЕЕ. Наиболее известные – Баян-Обо (Bayan-Obo) в КНР, Маунтин-Пасс (Mountain-Pass) в США и Кутессай (Актюз) в Киргизстане. Первые два генетически связаны с карбонатитами, третье − со щелочными гранитами [2]. Редкоземельная минерализация УЩ сделала его самой большой редкоземельной металлогенической провинцией Европы. Для прогноза редкометально-редкоземельного и редкоземельного оруденения рассмотрим геологические критерии поисков полезных ископаемых.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии ОПШЗ разделяет Среднеприднепровский мегаблок (типичную архейскую гранит-зеленокаменную область, почти не затронутую протерозойской гранитизацией) и Приазовский мегаблок − архейскую гранит-зеленокаменную область, сильно переработанную в протерозое, со значительным площадным ареалом развития гранитоидов хлебодаровского, южнокальчикского, каменномогильского и анадольского протерозойских комплексов [3]. Восточная часть УЩ имеет следующие структурнотектонические элементы: ОПШЗ и примыкающие к ней с востока интенсивно нарушенные в процессе коллизии участки смежного Приазовского мегаблока – Западное Приазовье; области растяжения Приазовского мегаблока и соответственно зоны повышенной проницаемости его коры – Центральное Приазовье; тыловая часть восточной части УЩ (Восточное Приазовье), интенсивно переработанная в протерозое с ареалом развития субщелочного и щелочного магматизма. Металлогеническая и магматическая зональность восточной части УЩ определяется степенью поддвига океанической плиты под Приазовский мегаблок [3]. Выделяемые металлогенические зоны отражают элементы тектонотипа. Положение тектонотипа в палегеодинамической позиции исследуемого региона определяет набор полезных ископаемых. Учитывая геологическую позицию по отношению к глубинным разломам, таковы являются подводящими каналами мантийных флюидов, в которых часто обнаруживают эндогенные рудопроявления. Для прогнозирования редкоземельного оруденения наиболее перспективны нижеследующие зоны глубинных разломов. Как правило, большинство известных рудопроявлений, контролируемых зоной разломов, приурочено к гранитным массивам и щелочным породам каменномогильского, южнокальчикского и октябрьского комплексов. Центрально-Приазовская зона глубинных разломов К этой зоне относится Каменномогильское рудопроявление Ta и Nb; циркон-пирохлоровое рудопроявление остаточной коры выветривания альбититов сиенитовой подформации (с. Валерьяновка Волновахского района), Екатериновские проявление Li и REE Y–Ceгруппы, Стародубовское проявление REE Y–Ce-группы, Азовское месторождение руд REE и др. Кальмиусская зона глубинных разломов Самыми известными рудопроявлениями, приуроченными к этой зоне, являются Петрово-Гнутовское месторождение REE,

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Пищевикское (Левобережное) рудопроявление REE иттрий-цериевой группы, рудопроявление «Дружба» REE, Анадольское или Тавловское рудопроявление REE, а также ряд небольших рудопроявлений REE. Грузско-Еланчикская зона глубинных разломов. К данной территории приурочены протяженные шовные зоны разломов с флюорит-апатитовым оруденением, связанные с граносиенитовой формацией (рис. 1).

Рис. 1. Распределение редкометально-редкоземельного оруденения в пределах Восточного Приазовья (по данным Приазовской КГП). 1 – нерасчлененные образования западноприазовской серии, плагиогнейсы и кристаллосланцы AR1zp; 2 – гнейсы биотитовые и биотит-амфиболовые AR3tm; 3 – плагиограниты и плагиомигматиты AR3tk; 4 – карбонатная толща AR3dm; 5 – кварцевые диориты и гранодиориты PR1mk; 6 – граниты и мигматиты PR1an; 7 – граниты биотитовые и биотит-мусковитовые PR1hd; 8 – габбро-пироксениты, плагиоклазовые пироксениты, пироксениты, серпентиниты и оливиниты (в Октябрьском массиве) PR1ok; 9 – фойяиты центральной зоны Октябрьского массива PR1ok2; 10 – габбро PR1ok; 11 – сиениты и граносиениты PR1hd; 12 – граниты PR1pkl; 13 – кварцевые сиениты PR1pkl, PR1hd; 14 –монцониты mPR1pkl; 15 – разрывные нарушения: (а) - глубинные, второстепенные; 16 - 17 – полезные ископаемые: 16 – Be (а), Nb, Ta, Zr (б), 17 – REE (а), Li (б) (масштаб значка от большего к меньшему – месторождение, рудопроявление, аномалия). Редкометально - редкоземельные рудопроявления: 15 – Диановское; 26 – Чермалыкское; 29 – «Дружба»; 30 – Пищевикское; 32 – Павлопольское. Месторождения: 20 – Анадольское редкоземельное месторождение ортитовых

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии руд; 33 – Мазуровское месторождение комплексных пирохлор-цирконовых руд; 34 – Азовское месторождение редкоземельно-циркониевых руд; 35 – ПетровоГнутовское месторождение REE.

С региональными проявлениями метасоматоза в Восточном Приазовье связаны щелочные метасоматиты. приуроченные к карбонатитовым породам (Черниговское, Петрово-Гнутовское месторождение REE, Хлебодаровское и др.). Частично, исследуемые щелочные метасоматиты, при исследовании, были отнесены к фенитам. К локальным проявлениям метасоматоза следует отнести развитие апогранитоидных проявлений кислого (грейзенизация) и щелочного метасоматоза в гранитах каменномогильского комплекса [1]. Стоит заметить, что исследуемые полезные ископаемые и связанные с ними комплексы, дают возможность прогноза дальнейших поисков определенных признаков рудоносности. В связи с вышеизложенным, хочется консатировать тот факт, что несмотря на довольно хорошую изученность Приазовья, регион все еще остается перспективным для открытия редкометально-редкоземельных месторождений разных генетических типов, о чем свидетельствует открытие в последние время Азовского и Анадольского месторождений. Новый генетический тип редкоземельных месторождений, подобных Азовскому, представляет особый интерес с точки зрения прогноза поисков рудопроявлений, богатых содержанием редких металлов, наиболее насыщенным щелочными породами и редкоземельными проявлениями по сравнению с другими геоблоками Украинского щита [4].

Литература 1. Шеремет, Е.М., Азовское редкоземельное месторождение Приазовского мегаблока Украинского щита (геология, минералогия, геохимия, генезис, проблемы эксплуатации) / Е. М. Шеремет, В. С. Мельников, С. Н. Стрекозов, Т. П. Волкова, Е. В. Седова и др. – Донецк: «Ноулидж» (Донецкое отделение), 2012. – 374 с. 2. Шеремет, Е.М., Перспективы обнаружения месторождений редкоземельного оруденения нового типа в Приазовье Украинского щита / Е. М. Шеремет, С. Г. Кривдик, С. Н. Стрекозов и др.; под ред. академика НАН Украины А. Н. Пономаренко. – Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины. – 2017. – 244 с. 3. Азаров, Н.Я., Геолого-геоэлектрическая модель Орехово-Павлоградской шовной зоны Украинского щита [Текст] / Н. Я. Азаров, А. В. Анциферов, Е. М. Шеремет, Е. Б. Глевассккий и др. К: Наук. думка, 2005. – 190 с. 4. Седова, Е. В. Региональное прогнозирование поисков рудопроявлений, аналогичных Азовскому цирконий-редкоземельному месторождению / Е. В. Седова // Научные труды ДонНТУ, серия «Горно-геологическая». Вып.2 (32). – Донецк, ДонНТУ, 2018. – С. 11–19.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 332.74

АНАЛИЗ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ НОРМАТИВНОЙ ДЕНЕЖНОЙ ОЦЕНКИ ЗЕМЕЛЬ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ Мороз А., Гермонова Е.А. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

Предложена новая технология, базирующая на ГИС ArcGIS 10.2 и позволяющая автоматизировать процесс вычисления Км2 и формирование экономико-планировочных зон. A new technology based on ArcGIS 10.2 GIS and allowing to automate the process of calculating Km2 and the formation of economic planning zones is proposed. Ключевые слова: денежная оценка, налогообложение, ГИС, автоматизация. Keywords: monetary valuation, taxation, GIS, automation. Актуальность темы, заключается в создании системы оценки населенных пунктов, а также поиска надлежащих принципов рыночных отношений подходов к практическому осуществлению нормативной оценки земель в ДНР. Цель работы – применение инструментов геоинформационной системы для автоматизации процесса нормативной денежной оценки (НДО) земель населенных пунктов малых и средних населенных пунктов. Задачи: – анализ мирового опыта денежной оценки земель населенных пунктов для налогообложения с дальнейшим обоснованием ее научно-методических подходов на территории ДНР. (I этап); – разработка алгоритмов по отдельным этапам НДО земель населенных пунктов и разработку новых инструментов, позволяющих автоматизировать процесс оценки (II этап); – на примере г. Енакиево выполнить апробацию разработанных новых инструментов ArcGIS для автоматизации НДО. (III этап); – разработать алгоритмы для автоматизации процесса денежной оценки земель населенных пунктов для реализации в ГИС ArcGIS 10.2 (IV этап). Результатом магистерской работы должна быть новая технология, базирующая на платформе ArcGIS 10.2, которая позволит

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии значительно сократить трудозатраты и уменьшить ошибки оценщиков. ArcGIS позволяет создать информационную базу для нормативной денежной оценки, выполнять ее редактирование и сопровождение. База данных состоит из файлов, содержащих атрибутивно-семантическую и картографическую информацию. В данной работе я не буду проводить полностью автоматизацию НДО, а только ее часть. На примере определения зонального коэффициента Км2. Обработка результатов НДО осуществляется путем применения методов математической статистики с учетом веса факторов и доли площади района в общей площади всего населенного пункта. Было выбрано три варианта автоматизации выставления балла для оценочных районов: 1. транспортная доступность; 2. доступность к школам: – от школ; – от полигона. Рассмотрим автоматическое выставление баллов на примере транспортной доступности. Исходными данными являются территория г. Енакиево, которая поделена на оценочные районы и магистрали. В данном проекте существует три слоя: – ЭПЗ; – дорога; – Железная дорога. Следующим этапом было - построение буферных зон. Зоны строились от 500 до 1400 м. Таким образом каждые 100 м имели 1 балл. На рисунке 1 можно визуально увидеть какой из оценочных районов попадает в определенную буферную зону. Буферные зоны находятся в слое «Транспортная доступность», добавляем в таблицу поле «Балл», и таким образом записываем в ячейки каждому расстоянию соответствующий балл. Например, 500 = 10 баллов, 1300 = 2 балла. Визуально можно увидеть на рисунке 1, что вблизи дороги оценочные районы закрашены зеленым цветом. На рисунке представлены разные районы и их балл.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 1 – Итог автоматизации Вывод: автоматическое выставление балла для оценочных районов на примере транспортной доступности имеет свои изъяны. Так главными проблемами можно назвать, тот факт, что несколько буферных зон перекрывают один район. К примеру оценочный район перекрывают буферные зоны с расстоянием 600 м, 700 м и 800 м. Программное обеспечение ArcGIS автоматически заносит в таблицу наибольшее значение, в данном случае это 600 м, и присваивает 9 баллов оценочному району. Хотя если бы это делал человек визуально, то логичнее было бы поставить балл меньше. Данную проблему можно решить, если выбрать среднее значение между этими баллами, но это делается вручную самим оценщиком. Возможно решение данной проблемы можно найти программным способом, т.к. с помощью моделей и инструментов не получается. Такой же проблемой был, тот факт, что большинство оценочных районов имеют зеленый окрас. Проблема заключается в том, что если минимальная часть полигона попадает в буферную зону со значением 500 м, то ArcGIS автоматически присваивал ему 10 баллов. Хотя в этом случае, тоже было бы логичнее поставить меньшее количество баллов. Эту проблему можно тоже решить программным способом. Так как я не владею программированием на языке Python, то не могу решить данную проблему. Второй способ, который используется для определения балла оценочного района – это доступность до школ, методом построения буферных зон от самих школ. В данном проекте, школы представлены точечным слоем. С помощью инструментов и моделей в ArcGIS строим буферные зоны с

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии расстоянием от 500 м до 1400 м и присваиваем им баллы, создаем в таблице поле «Балл» и записываем значения от 1 до 10. На рисунке 2 представлено визуальное изображение построение буферных зон вокруг школ. Можно заметить такой недостаток, как наложение буферных зон друг на друга.

Рис.2 – Общий вид доступности к школам Ставим баллы аналогичным образом, как и в предыдущем примере. Для проверки правильности расставления балов для оценочных районов, с помощью ArcGIS раскрасим слой «ЭПЗ» (рис. 3). Визуально заметно, что баллы расставлены максимально схоже с обстановкой, но есть свои недостатки.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 3 – Итог доступности до школ Выводы: в данном примере так же есть свои изъяны. Например, наложение буферных зон одну на одну. Тогда программному обеспечению ArcGIS сложно присвоить правильный балл оценочному району. Когда происходит пересечение буферных зон и оценочных районов ArcGIS присваивает балл полигону, относительно ближайшей буферной зоне. Данную проблему предположительно можно решить программным способом «Условие». Алгоритмическая конструкция «Условие» используется в тех случаях, когда перед нами стоит выбор: сделать так или иначе. Допустим если оценочный район пересекают две буферный зоны со значением баллов 4 и 6 от разных школ, то необходимо выбрать балл 6, по отношению к одной из школ. Еще одна проблема, которая была перед нами при использовании этого способа, что буферные зоны перекрывают не все оценочные районы, и в таблице у них нет значения, т.е. ArcGIS оставляет пустые поля, которые необходимо вручную заполнять оценщику, и ставить там балл 1. Решить это проблему можно с помощью языка программирования Python, к примеру, если нет пересечения, то присваивать оценочному району значение 1.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Третий способ автоматическое выставление баллов для оценочного района, способом построения буферной зоны уже от самого оценочного района (рис. 4).

Рис. 4 – Построение буферных зон Визуально, можно заметить, что в площадь буферных зон оценочного района попадают несколько школ. После построения буферных зон выполняем пересечение слоев «ЭПЗ» и «Школы», таким образом строиться таблица, которая содержит значения баллов для данного полигона, но т.к. буферные зоны пересекают несколько школ, то и баллов у оценочного района будет несколько. Этот способ не удобный, т.к. необходимо строить буферную зону вокруг каждого полигона. Это энергозатратно, а наша цель сделать автоматизацию. Вывод: в данном примере была выполнена автоматизация расставления баллов для оценочных районов, способом построения буферных зон относительно самого полигона. Изъяном данного способа является тот факт, что программное обеспечение ArcGIS ставит несколько баллов одному оценочному району, если его буферные зоны пересекают несколько школ. Так же этот способ довольно неудобный, т.к. что бы узнать балл для всех оценочных районов необходимо строить буферные зоны для каждого оценочного района. Еще одна проблема, которая была в этом способе, это что при пересечении слоев, программное обеспечение ArcGIS не записывает номер оценочного района, что в дальнейшем не позволяет занести

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии данные в исходную таблицу. И приходится все вносить вручную оценщику. Вывод На основании изученного опыта НДО земель для налогообложения предложена новая технология, базирующая на ГИС ArcGIS 10.2 и позволяющая автоматизировать процесс вычисления Км2 и формирование экономико-планировочных зон. Данная технология апробирована в процессе выполнения НДО земель Енакиевского городского совета. Так как НДО выполняется согласно законодательству раз в 5 лет, то самым трудоемким будет процесс оценки, выполняемой в первый раз по предлагаемой технологии. Все дальнейшие оценки на этапе формирования исходной базы данных будут включать работы только по актуализации материалов прошлых оценок, что значительно повышает экономическую эффективность оценочных работ. Данная работа еще не закончена, планируется выдвинуть свою идею и отобразить ее в виде блок-схемы, что бы в дальнейшем передать ее программистам, для осуществления программным способом. Литература 1. Особенности использования ГИС-технологий в оценке территорий населенных пунктов Украины [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://poteme.com.ua/zemleustrojstvo/gis/2581-osobennosti-ispolzovaniya-gis-tekhnologij-votsenke-territorij-naselennykh-punktov-ukrainy.html 2. Палеха Ю.М., Свінарьов А.В. «Використання ГІС при грошовій оцінці земель населених пунктів (досвід інституту "Діпромісто")» Державний інститут проектування міст “Діпромісто”, м.Київ, 20 квітня 2006 рік [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.myland.org.ua/ukr/12/171/191/192/650/ 3. Шипулин В. Д. Основные принципы геоинформационных систем: учебн. пособие / Шипулин В. Д.; Харьк. нац. акад. гор. хоз-ва. – Х.: ХНАГХ, 2010. – 337 с.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 528.484

ИСПОЬЗОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ДОНЕЦКА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ Мирный В.В., Прудников А.Н., Бельчуков М.И. ГОУ ВПО "Донецкий национальный технический университет"

Исторически , начиная с тридцатых годов прошлого века формировался перечень задач производства, которые обязан на горном предприятии выполнять горный инженер-маркшейдер. При сравнительной немногочисленности маркшейдерского отдела шахты (обычно до 10 человек), специалисты данного профиля участвуют в технической и организационной жизни производства, отвечая за важные участки его деятельности. Historically, starting from the thirties of the last century, a list of production tasks was formed that a mining engineer and surveyor must perform at the mining enterprise. With a comparatively small number of the mine survey department of the mine (usually up to 10 people), specialists of this profile participate in the technical and organizational life of the production, being responsible for important areas of its activity. Ключевые слова: учебный процесс, маркшейдер, подготовка инженеров. Keywords: educational process, surveyor, engineers training Специфика подготовки горных инженеров-маркшейдеров Традиционно (это связано с производственной необходимостью любого горнодобывающего предприятия) в структуре шахты или карьера предусмотрена маркшейдерская служба. Кратко остановимся на основных моментах. Первая задача состоит в полной и своевременной съёмке горных выработок и их изображении на горной графической2 документации..Составленный при этом план горных выработок является как бы паспортом, картой горного предприятия, без которого невозможно планировать ни текущие ни тем более перспективы горного предприятия. Совместно учётом второй задачи, анализирующей форму залегания и свойства полезного ископаемого, разрабатывается стратегия развития предприятия. Последующие задачи помимо обязательного задания направлений горным выработкам (а без этого невозможно их прохождение) посвящены вопросам рационального использования недр, учёту добычи, потерь и разубоживания полезного ископаемого, что в конечном счёте и формирует показатели работы производства. Перечисленные и другие задачи не исчерпывают инженерный потенциал этого специалиста. Все требования к нему изложены в квалификационной

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии характеристике, на основании которой выпускающая кафедра вуза и строит учебный процесс Кроме этого существует перечень нормативных документов, требования которых студент приучается выполнять на студенческой скамье[1, 2,3]. Учебные практики – первичная основа получения квалификации Маркшейдерская специальность – одна из тех, где практическая подготовка специалиста не осуществляется имитацией. Это достигается большим количеством учебных и производственных практик, предусмотренных учебной программой его подготовки. Студент – маркшейдер на лабораторных занятия «работает» с тем же инструментарием, что и на производстве, изучает те же методы измерений и вычислений и обработки информации, какими будет пользоваться, работая участковым маркшейдером. Для него является своеобразным «законом» вся нормативная маркшейдерско-геодезическая документация. Следует сказать, что маркшейдер не только обучается этими требованиями, но и воспитывается. Если такие качества, как обязательность, точность, пунктуальность, требовательность, честность, являются хорошими человеческими качествами, то для маркшейдера они становятся профессиональными. Как воспитать такого студента? Студент-маркшейдер изначально обязан понять, приучить себя ктому, что у него не будет «сменности» в работе. Его профессия такова, что от начального момента своей работы (рекогносцировка и закрепление пункта в шахте) через все измерения, вычисления, соблюдения контролей. переделки (при несоблюдения требований), задания направлений горным выработкам до получения конечного результата (например, сбойки квершлага, проходимого встречными забоями) никто не станет его сменщиком. Всё он выполнит сам и в конечном счёте получит или удовлетворение или наказание. Винить некого. Так студента маркшейдерской специальности воспитывают теоретические учебные дисциплины и особенно практики. Их у него много: учебная по геодезии, учебная по маркшейдерии, производственная по специальности, учебная по высшей геодезии, преддипломная (состоящая из геологического, горного, геодезического, маркшейдерского и специального разделов). Здесь мы подходим к необходимости создания специальной методики высококвалифицированной подготовки инженера-маркшейдера, что и вынесено в заголовок статьи. Рельефные сложности промплощадок шахт – оптимальные условия для моделирования реалий при маркшейдерских работах В прошлом для прохождения учебной практики по дисциплине «Высшая геодезия» кафедра отыскивала холмистые участки местности за городом для выполнения отдельных видов работ, предусмотренных учебной программой. Практика проходила в автономном режиме, требовала дополнительного 73

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии времени и расходов на транспортировку оборудования, инструментов, принадлежностей, обеспеченности студентов жильём и др. В этом были сложности, но и преимущества. Последние состояли в том, что при заданном объёме работ можно было использовать для измерений полный световой день, организованно выполнять обработку данных, легче решать вопросы логистики и другие организационные вопросы. После возникших в 2013 году осложнений в Донбассе проводить геодезические учебные практики в прежнем режиме оказалось невозможным. У преподавателей кафедры маркшейдерского дела возникла мысль использовать для учебных целей рельефные особенности местности в черте города Донецка с учётом старых терриконов ранее отработавших свой срок шахт. Для этих целей оказалась весьма пригодной, не слишком удалённая от учебных корпусов территория прежних промышленных площадок горных предприятий. Предварительный анализ картографической изученности центральной части города Донецка позволил ориентировочно наметить территорию вблизи бывшего Северного автовокзала в районе начала большой балки, ниже по которой размещаются 3-й, 2-й и 1-й городские ставки. В этом месте имеется большое количество старых терриконов и отвалов, отсыпка которых прекращена 40-50 лет тому назад, что позволило некоторые из них наметить в качестве предполагаемых мест закрепления пунктов учебного полигона -базовой конструкции для проведения геодезических практик (рис.1). Создание высокоточной геометрической основы для проведения практик по учебным дисциплинам Учитывая необходимость использования полигона, как базы практик, желательными являлись выполнения следующих требований научного и учебно-методического характеров. Пункты должны сохраняться в течение длительного времени, т.е. закрепляться на сравнительно устойчивых грунтах, обеспечивающих устойчивость и сохранность. Для обеспечения оптической видимости центры располагаются на господствующих вершинах, что предполагает холмистый (пересечённый) Центры пунктов должны быть закреплены в местах, исключающих их повреждение механизмами, транспортом, местным населением, строительными работами и др.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис.1. Территория для закрепления пунктов (обозначены кружками с присвоенными условными названиями) Рекогносцировочные работы намеченной территории Детальная рекогносцировка и последующее изучение материалов съёмок терриконов по данным маркшейдерского отдела Донецкой угольной энергетической компании показали обоснованность выбора. При этом получены также следующие данные об интересующих нас объектах: • террикон старой шахты №144 – отсыпка прекращена в 1962г.; в настоящее время он объединён с действующим терриконом шахты им. Горького; пункт полигона «Свалка» («Svalka») закреплён на старой, ранее отсыпанной части этого террикона; • террикон старой шахты «Пролетар» – отсыпка прекращена в 1965 г.; вершина террикона плоская, на ней закреплён пункт «Холодный» («Holodnij»); • террикон старой шахты «Центрально-Заводская» – отсыпка прекращена в 1970г.; вершина террикона плоская, на ней закреплён пункт «Шляпа» («Shlyapa»); • небольшой (высотой 7 м) террикон у старого шурфа, отсыпан в 1965 г., на нём закреплён пункт «Малой» («Maloy»);

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии • небольшой (высотой до 8м) террикон у старого шурфа, находящийся в контуре старой шахты №8, отсыпка которого закончена в 1960 г.; на нём закреплён пункт «Зелёный» («Zelyonij»); • участок высотой до двух метров, отсыпанный в 70-х годах прошлого века отвальными породами, находящийся внутри названных выше терриконов; на нём закреплён пункт «Пустырь» («Pustir»). Места закрепления центров названных пунктов приведены на рис. 1. За пределами ограниченного указанными пунктами участка есть и другие изученные нами отвалы пород. Они, в соответствии с заданием, не включены в настоящую работу, но могут быть использованы в дальнейшем, при расширении и развитии второй очереди полигона. [4, 5]. Характеристика подработанности и геологической нарушенности толщи залегающих пород Территория, на которой выполнены описанные выше работы, была подработана горными выработками упомянутых шахт на глубинах от 100 до 700 м. В частности: • шахтой «Пролетар» отрабатывались сближенные пласты l 8 , l’ 8 на глубинах свыше 110 м; • шахтой им. Горького отрабатывались пласты k 5 , k’ 5 , k 8 , l 1 , l’ 1 , на глубинах от 440 до 650 м, поэтому процесс сдвижения давно h7 прекратился и его влияние на деформацию поверхности не наблюдается; • горными работами шахт «Центрально-Заводская», №144, №11 им. Шверника разрабатывались эти же пласты в указанном промежутке глубин, при этом в отдельных случаях отработка пластов заканчивалась далеко от района нынешнего закрепления пунктов. Таким образом, процесс сдвижения горных пород на данном участке давно прошёл стадию затухания, и в настоящее время массив горных пород достаточно спокоен, и пункты полигона не будут подвергнуты нарушениям. Следует указать также на то, что в рассматриваемом районе отсутствуют крупные тектонические нарушения (ближайший дизъюнктив, надвиг Французский, находится примерно в 600 метрах от места наших работ, и его влияние исключено). Учитывая проведенные исследования, можно сделать вывод о том, что выбранное место постройки полигона соответствует всем поставленным требованиям. Конструкция пунктов. Схема учебного полигона При проектировании центров геодезических сетей учитываются виды грунтов и глубина их сезонного промерзания. При этом для грунтов скального типа глубина промерзания существенного влияния не оказывает, если центр бетонируется непосредственно в скальную породу. Предварительный анализ пород, из которых состоят старые терриконы, показывает, что их характер не всегда соответствует скальным породам,

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии поэтому принято решение все центры закладывать на глубину не менее 1,2 м (рис. 2).

а)

б)

Отверстие Ø 2 мм

глубиной 7 мм

Ø 10

1200

Сварка

БЕТОН

Стержень из нерж. стали

Ø 10

Арматурная сталь

Рис.2 . Центр пункта, закрепленный в породах террикона а – общая схема; б – верхняя часть Как видно из чертежа, основной стержень центра сваривается из двух частей. Верхняя, из нержавеющей стали, обеспечивает прочность и неподверженность коррозии. При закреплении готовится котлован, в дно которого вбивается нижняя часть стержня, и вся конструкция затем бетонируется. Для обеспечения достаточного количества избыточных измерений в сети расположение пунктов было запроектировано так, чтобы обеспечивалась оптическая видимость с каждого из шести пунктов на остальные пять. Сооружение наземных знаков не предусматривалось из-за невозможности их сохранения в этом густонаселённом районе. Поэтому в период рекогносцировки и проектирования сети видимость на всех направлениях прослеживалась «с земли на землю», т.е. инструмент (теодолит, светодальномер, электронно-оптический дальномер), расположенный на штативе, и визирная цель (веха, отражатель), установленные на противоположных концах каждой линии, должны быть видны друг другу. Однако, за время между рекогносцировкой и выполнением измерений в створе линии Пустырь – Свалка был построен двухэтажный дом

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии с высокой двускатной крышей, из-за чего взаимная видимость между пунктами на этой линии отсутствует. Полученная сеть полигона представлена на рис. 3.

Рис.3. Схема полигона В построенной сети в последующем были измерены все направления и все стороны, обозначенные на схеме. Угловые и линейные измерения выполнены электронным тахеометром SET 530 RK-3, в конструкции которого предусмотрены как дальномерный, так и угломерный блоки. Более подробно характеристика этих измерений, а также уравнительные вычисления будут представлены в следующей нашей публикации. Высотное обоснование учебного полигона В соответствии с проектом все пункты полигона были обеспечены высотным обоснованием согласно требованиям, предъявляемым к геометрическому нивелированию III класса. Полевые работы выполнены нивелиром Ni 025 и двумя специально подготовленными шашечными рейками с 11-миллиметровыми делениями красной стороны. Для этой же цели были изготовлены два башмака улучшенной конструкции. Нивелирная сеть состоит из четырёх нивелирных ходов, пройденных в прямом и обратном направлениях и сходящихся в одном узловом пункте МАЛОЙ. Более подробно этот вид работ будет также освещён в нашей последующей публикации Таким образом, для учебных целей создана свободная геодезическая сеть, состоящая из шести пунктов, и включающая в себя 14 сторон, 14 78

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии направлений, образующих 24 угла между смежными направлениями. Вычисления выполнены в условной системе координат. При этом за начальный принят пункт МАЛОЙ с координатами и высотной отметкой соответственно: X =2000,000 м, Y = 1000,000 м, Z = 200,000 м. Условная ось абсцисс прямоугольной системы координат направлена по хорошо выраженному на местности направлению МАЛОЙ – БАШНЯ; при этом дирекционный угол направления МАЛОЙ – ЗЕЛЁНЫЙ составляет м – з = 44 32 55 Подготовка котлованов, изготовление центров, транспортировка щебня, воды, песка, закладочные работы, полевые работы при измерениях выполнялись бригадой студентов маркшейдерской специальности в составе: Бельчукова М., Шпики П., Нестеренко В., Сологуба С., Шимановича А. с преимущественным участием Бельчукова М. Оценка выполненных работ. Возможная реализация некоторых особенностей полигона Полный анализ выполненных работ будет проведен после обработки результатов измерений и уравнивания. Здесь выполнена предварительная оценка [6, 7,8]. Нынешняя конструкция полигона позволяет проводить практику по высшей геодезии независимо четырём бригадам в составе 5 студентов каждая. При увеличении количества учащихся и проведении практики по инженерной (прикладной) геодезии целесообразны отдельные дополнительные построения. 1. Целесообразно закрепить и в будущем включить в общую сеть пункт на вершине старого террикона над пунктом Зелёный и пункт на старом терриконе за улицей Артёма восточнее нынешнего полигона. 2.Очевидно, следует перезаложить пункт Пустырь так, чтобы вновь построенный дом не закрывал видимость в створе Пустырь – Свалка. 3.В районе полигона достаточно пунктов, реперов и марок, имеющих отметки в государственной системе высот. Правильным было бы их «связать» с пунктами полигона и получить отметки последних в системе высот относительно уровня Балтийского моря. Кроме этого, следует указать на некоторые типовые геодезические фигуры, которые могут быть использованы при создании сетей. При построении учебных геодезических сетей целесообразно использовать для закрепления временных точек (имитирующих вставку подходных пунктов у стволов шахт) следующие площади: • внутри четырёхугольника Холодный – Пустырь – Шляпа – Свалка; • внутри четырёхугольника Пустырь – Малой – Зелёный – Шляпа; • внутри четырёхугольника Малой – Зелёный – Свалка – Шляпа. 79

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии 1. В создаваемых фигурах (центральных системах, геодезических четырёхугольниках) легко предусмотреть условия базисов (все стороны измерены) и условия дирекционных углов (азимутов), так как все углы в схеме известны с высокой точностью и без затруднений может быть вычислен жёсткий дирекционный угол какой-либо стороны. 2. При наличии в инструментальной базе кафедры маркшейдерского дела высокоточных инструментов для линейных измерений (светодальномеров, тахеометров и др.) в программу практики по высшей геодезии могут быть включены работы по трилатерации и полигонометрии. Необходимая планово-высотная основа на созданном полигоне обеспечена. 3. На территории полигона следует закрепить около 10 грунтовых и стенных реперов, а также стенных марок, что существенно обогатит возможности работ по геометрическому нивелированию. 4. Для получения уверенности в неподвижности закреплённых пунктов и сохранении стабильности полученных геометрических параметров учебного полигона целесообразно изыскать возможности для периодического повторения измерений в будущем (через каждые 7—10 лет). Литература 1.Инструкция о построении государственной геодезической сети СССР. – Издание второе, исправленное и дополненное. – М.:Недра, 1966, 342с. 2. Инструкция по топографической съёмке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 (Издание официальное). – М.: Недра, 1985, 152с. 3. Маркшейдерські роботи на вугільних шахтах та розрізах. Інструкція. – Видання офіційне. – Мінпаливенерго України: Київ, 2001, 132с. 4.Мирний В.В., Бельчуков М.І. Проектування і створення високоточного полігону для проведення маркшейдерсько-геодезичних досліджень—Доповіді науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «Маркшейдерське забезпечення геотехнологій» --Дніпропетровськ: Дніпропетровський національний гірничий університет, 2011, С.25-29. 5.Мирный В.В. Ошибки улов в треугольнике с измеренными сторонами, Сб.28 «Разработка месторождений полезных ископаемых». – Киев: Техника, 1974, 160с. 6.Оглоблин Д.Н., Герасименко Г.И., Акимов А.Г., Зоря М.Н., Козловский Г.И., Мирный В.В., Могильный С.Г., Музыкантов В.К., Никольский С.И., Папазов М.Г., Травник С.Ф., Фисенко Г.Л., Шевердин П.Г., Шурыгин В.И. Маркшейдерское дело. – 3-е изд.перераб. и доп. М.: Недра, 1981, 704с. 7.Про затвердження основних положень створення Державної геодезичної мережі України. Постанова № 844 Кабінету Міністрів України від 8 червня 1998 р. – Київ: 1998, 15с. 8.Центры и реперы государственной геодезической сети СССР. – Издание Главного управления геодезии и картографи при СМ СССР. – М,: Недра, 1973, 40с.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 622.831.1

ТРЕХМЕРНОЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОЕНИЯ ПЛАСТА ПРИ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Филатова И.В., Канавец А.А. ГОУ ВПО "Донецкий Национальный Технический Университет" В статье рассмотрены вопросы построения гипсометрических планов угольных пластов c учётом нарушений. Приведены практические примеры построения гипсометрических планов, разрезов и нарушения в 3D в среде Surfer. The article deals with the construction of hypsometric plans of coal seams with regard to violations. Practical examples of building hypsometric plans, cuts and violations in 3D in the Surfer environment are given. Современный уровень развития ГИС технологий, применение их в проведении исследований по наукам о Земле часто требует получения максимально корректных цифровых моделей рельефа для научных и прикладных исследований в области геологии, геоморфологии, геофизики, при проведении поисково-разведочных работ. Задача усовершенствования методов интерпретации и полноты использования геологоразведочных данных как основы подсчета запасов является весьма актуальной. Получение информации о состоянии горного массива и маркшейдерской ситуации является одной из основных задач. Данную информацию можно получить с помощью цифровой модели месторождения, которая в полном объеме отражает пространственные закономерности распределения широкого комплекса параметров минерализации для месторождений твердых полезных ископаемых. На протяжении всего времени исследований были предложены разные версии визуализации трехмерного геологического моделирования. Для подтверждения и развития этой идеи необходимо было произвести более детальное изучение геолого-геохимических данных на основе геоинформационного подхода с обязательным учетом их пространственных характеристик. Для решения задач изучения описываемых геологических объектов с планируемым выходом на поисковые критерии, на основе всей совокупности данных была разработана и создана геоинформационная система

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии обеспечения геолого-геохимических исследований угольных месторождений. Геологические задачи, решаемые в процессе 3-х мерного моделирования месторождений: -обработка данных любых видов опробования; -составление геологических карт и разрезов; -создание трехмерных каркасных и блочных моделей рудных тел, угольных пластов, нерудного сырья, с учетом цифровых моделей действующих карьеров и тектонических нарушений; -изучения пространственных характеристик полезных компонент на основе современных методов геостатистики; -подсчет и погашение запасов с любыми заданными кондициями и ограничениями; -оперативное пополнение информации и коррекция модели в режиме постоянного мониторинга. Традиционно технология геологического моделирования 3D представляется в виде следующих основных этапов: 1. Сбор, анализ и подготовка необходимой информации, загрузка данных (рис.1).

Рис.1. Исходная информация ( XYZ-данные). 2. Структурное моделирование (создание каркаса) (рис. 2).

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис.2. Создание контурной карты пласта 3. Создание сетки (3D-грида), осреднение (перенос) скважинных данных на сетку (рис.3).

Рис.3 . Перенос скважин на поверхность пласта

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии 4. Фациальное (литологическое) моделирование (рис.4).

Рис.4. Литологическое моделирование 5.Моделирование с учетом тектонических особенностей (рис.5).

Рис.5. Нанесение на контурную карту линий нарушения

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии С появлением новой информации, модель дополняется и корректируется. Другой причиной корректировки геологической модели могут служить замечания встречи нарушений, обоснованные результатами адаптации фильтрационной модели в процессе воспроизведения истории разработки. Трехмерное моделирование применяется не только для решения проблем прогнозирования, но так же важнейшими сферами применения трехмерного геологического моделирования являются: решение так называемых задач по уточнению строения и свойств пласта путем воспроизведения истории разработки, по обработке результатов исследования скважин, по изучению процессов вытеснения на керне и определению фазовых проницаемостей, решение исследовательских задач таких как изучение механизмов воздействия на пласт и моделирование новых технологий. Особое место занимают аналитические решения, полученные в рамках достаточно простых моделей, но важные для понимания механизмов разработки новых процессов. В результате сопоставления вариантов и их техникоэкономических показателей определяется рекомендуемый сценарий разработки. Несмотря на невысокую достоверность долгосрочных прогнозов абсолютных показателей эксплуатации пласта, относительная разница между показателями, рассчитанными для различных сценариев разработки, обычно менее чувствительна к изменениям модели, поэтому трехмерное геологическое моделирование сейчас является основным инструментом для выбора оптимальной стратегии разработки.

Рис.6. Построение угольного пласта с учетом нарушения

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Геологические разрезы являются неотъемлемой частью средне- и крупномасштабных геологических карт, как рисунок, отображающий характер залегания горных пород на поверхности и на глубине. Геологическое построение разрезов выполняется непосредственно вручную. Для построения разрезов по геологической поверхности с пологим залеганием горных пород необходимо знать элементы залегания пластов. Эти данные используются и для автоматизированного построения. На данный момент в пределах стран СНГ такие построения выполняются в следующих программах как: GeoniCS, Topo и др. Но к этим программам ограниченный доступ. При решении поставленной задачи была предложена методика быстрого и наглядного построения гипсометрических поверхностей пластов, что позволит сократить время на выполнение данной работы по построению геологических разрезов. Построение выполняется в следующей последовательности: 1. Для начала нам необходимо создать контурную карту. На рисунке 7 наглядно показано выполнение построения контурной карты в системе Surfer.

Рис. 7. Порядок построения контурной карты

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Для создания профиля выбираем этот пункт меню и начинаем мышкой строить трассу сечения через всю карту, как минимум задаем 2 точки. В конце трассы нажимаем Enter.

Рис. 4. Профиль в заданном направлении с учетом нарушений Разработана методика построения максимально корректных цифровых моделей рельефа для геоинформационного обеспечения геолого-поисковых работ на основе общедоступных источников геоинформации. Построена 3D-модель трехмерного моделирования разработки угольных пластов. Доказано, что разработанный метод построения ЦМР для рассматриваемого региона обеспечивает большую точность, чем любые другие открытые источники пространственной информации. Полученная итоговая ЦМР позволяет реализовать картографическое 3D-представление архивных геологогеохимических данных, не имеющих высотных отметок; дает возможность проверки и подтверждение предложенной на основе детальных исследований оригинальной концепции формирования высокочистых трехмерных моделей, представляет потенциальный выход на пространственно геотехнические критерии поисков месторождений путём создания геоинформационной системы с функциями поддержки принятия решений.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Литература 1. Белицкий А.А. Классификация тектонических разрывов и геометрические методы их изучения. М.: Госгеолиздат, 1952. 68 с. 2. Surfer 8. User’s Guide. Contouring and 3D Surface Mapping for Scientist and Engineers. – Golden Software Inc., 2002. – 640 с. 3. Галкин В.М., Иванова И.А., Чеканцев В.А. Построение карт, геологических разрезов и вычисление объемов углеводородов по залежи в Surfer: Методические указания. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – 48 с. 4. Белоконъ В.Г. О положении Донецкого каменноугольного бассейна среди тектонических сооружений юга европейской части СССР // Геол. журн. 1979. Т. 39. Вып. 3. С. 61-72. 5. Богаченко Н.Н., Трощенко В.В. О классификации трещин и дизъюнктивов относительно залегания пласта // Применение математических методов и ЭВМ в геологии (тез. докл. к 3 обл. семинару). Новочеркасск: НПИ, 1983. С. 4.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 528.112

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРМАНЕНТНЫХ СПУТНИКОВЫХ СТАНЦИЙ ПРИ БОЛЬШИХ РАССТОЯНИЯХ Петрушин А. Г., Колесник М. В. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

В работе представлены результаты обработки данных с трех сетей перманентных станций. Вычислены среднеквадратические погрешности и выполнен регрессионный анализ для моделирования плановой погрешности в зависимости от различных факторов. In this paper presents the results of data processing from three networks of permanent stations GNSS. RMS of measurements was found and regression analysis is performed to simulate the error planned coordinates depending on various factors. Ключевые слова: сеть станций, погрешность, регрессионный анализ, спутниковые наблюдения. Keywords: station network, error, regression analysis, satellite observations. На сегодняшнее время технологии глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) широко используются в сфере геодезических, маркшейдерских и землеустроительных работ. Так, с помощью спутниковых наблюдений могут выполняться: сгущение геодезических сетей, привязка локальной координатной системы к глобальным системам координат, проведение кадастровых работ, привязка аэрофотосъемки, геодезический мониторинг сдвижения земной поверхности и множество других направлений. Стоит отметить, что для достижения высокой точности получаемых результатов применяются дифференциальные методы измерений. Эти методы предусматривают использование комплекта из двух и более приёмников, один из которых устанавливается на пункт с известными координатами, а второй – на определяемую точку. Такой метод лежит в основе функционирования перманентных станций, которые в непрерывном режиме накапливают данные на пункте с известными координатами. В большинстве случаев использование таких сетей от частных компаний является платной услугой. Вопрос использования данных базовых станций, находящихся в открытом доступе, является актуальным и перспективным направлением исследования для территории Донбасса.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Целью данной работы является анализ и оценка возможности применения данных с перманентных станций наблюдения ГНСС, находящихся в открытом доступе, для получения координат при больших расстояниях между пунктами. В данной работе используются данные с трех сетей перманентных базовых станций: 1. Перманентная сеть ГНСС EUREF (EUREF Permanent GNSS Network) [1]. Сеть функционирует под эгидой подкомиссии Региональной справочной системы Международной ассоциации геодезии для Европы. Эта система предоставляет информацию на протяжении всего периода наблюдений. 2. Главный центр контроля навигационного поля Украины (ГЦКНПУ) [2]. Вместе с сетью контрольно-корректирующих станций (ККС) составляют основную измерительную сеть навигационного обеспечения Украины. Данная система хранит информацию для не подтвержденных пользователей в течение года. 3. Российская сеть GNSS-станций EFT-CORS [3]. Является коммерческой компанией, при этом сырые данные для выполнения постобработки, предоставляет в течение трех месяцев. Для проведения анализ из каждой сети выбраны наиболее приближенные к городу Донецку пункты. В итоге получены данные наблюдений по 7 базовым станциям с расстояниями от 50 до 300 км до условного центра города (рис. 1).

Рис. 1. Расположение базовых станций ГНСС для анализа

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Полученные длины векторов не характерны для обычных измерений. Поэтому необходимо оценить получаемую точность при таких параметрах и охарактеризовать факторы, которые могут повлиять на результат. Для этого проведена обработка около 640 векторов для трех произвольных дней (табл. 1). Это позволит оценить получаемую точность в различные периоды наблюдений. Также стоить отметить, что обработка выполнялась в системе координат WGS84, после чего, при необходимости, можно произвести трансформирование координат в другую систему. Таблица 1 – Основные параметры результатов наблюдений Количество Используемые Дата измерений обработанных интервалы времени векторов 01.10.2018 40-120 252 20.12.2018 40-120 189 12.01.2019 40-120 189 Для выполнения анализа результатов сравнению подлежат фактические данные после обработки в специализированном программном обеспечении (Topcon Tools) и теоретические величины (в качестве последних принимаются значения, предоставляемые сервисом в открытом доступе). По обработанным векторам были вычислены среднеквадратические погрешности (СКП) по формуле Гаусса (табл. 2). Они являются основой регрессионного анализа зависимости погрешности от исследуемых факторов. Таблица 2 – Вычисленные значения среднеквадратических погрешностей векторов измерений СКП, мм Вектора Ось X Ось Y Ось Z DNCK−DNMU 15,2 13,2 10,5 DNCK−KHRS 21,5 14,3 9,7 DNCK−KRSU 1,5 1,8 3,2 DNCK−MARP 24,5 10,5 7,9 DNCK−TGNR 3,5 4,9 6,0 DNCK−ZPRS 8,9 10,9 22,2 DNMU−KHRS 33,1 18,1 8,2 DNMU−KRSU 15,1 6,0 9,1 DNMU−MARP 12,3 6,7 6,1

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии СКП, мм Ось X Ось Y Ось Z DNMU−TGNR 18,1 7,7 7,7 DNMU−ZPRS 11,0 7,7 15,7 KHRS−KRSU 20,9 14,1 12,0 KHRS−MARP 10,3 44,6 22,6 KHRS−TGNR 22,3 14,8 10,1 KHRS−ZPRS 25,2 13,2 17,2 KRSU−MARP 25,7 10,4 6,8 KRSU−TGNR 3,2 2,2 4,8 KRSU−ZPRS 13,1 14,8 23,8 MARP−TGNR 23,4 8,8 2,9 MARP−ZPRS 21,5 13,8 18,3 TGNR−ZPRS 9,2 13,3 19,8 Для построения модели погрешности необходимо произвести сбор всей возможной информации влияющей на точность, что позволит определить степень влияния конкретных факторов. К ней относится информация по каждому обработанному вектору: ошибка в плане, ошибка по высоте, метеорологические параметры (давление, влажность, температура), коэффициент потери точности совокупного определения местоположения PDOP (position deletion of precision), длительность наблюдений на станциях, количество наблюдаемых спутников, длина вектора. Была получена линейная множественная регрессия по этим данным: ∆XY = 38.68 ⋅ b1 + 0.57 ⋅ b2 − 0.04 ⋅ b3 + 1.28 ⋅ b4 + 0.65 ⋅ b5 + 0.41 ⋅ b6 (1) где ∆XY – плановая СКП, мм; b 1 – PDOP; b 2 – расстояние, км; b 3 – время наблюдений, эпох; b 4 – температура, ˚С; b 5 – давление, гПа; b 6 – влажность, %. Для этих данных были определены коэффициенты эластичности, по которым можно оценить степень влияния каждого конкретного фактора на результирующую функцию (табл. 3). Вектора

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Таблица 3 – Коэффициенты эластичности по влияющим факторам Коэф. эластичности Фактор Доля влияния, % PDOP 2,111 68,4 Длина, км 0,380 12,3 Продолжительность, -0,311 10,1 эпох Температура, ˚С 0,099 3,2 Давление, гПа 0,102 3,3 Влажность, % 0,084 2,7 Из анализа полученных результатов следует, что наибольшее влияние оказывает фактор PDOP, а метеорологические условия (давление, температура и влажность) оказывают малозначимое влияние. По результатам проведенного исследования можно сделать следующие выводы: 1. Точность координат определяемых пунктов при больших векторах (до 300 км) удовлетворяет множеству землеустроительных и ряду геодезических задач. 2. Применение перманентных станций позволяет сократить затраты на выполнение работ за счет отсутствия расходов на покупку второго приемника, зарплату дополнительного персонала и транспортных издержек. 3. Построенная модель погрешностей позволяет оценить степень влияния конкретных факторов на конечный результат. Это позволит выбирать более благоприятные дни наблюдений с помощью предварительного планирования сессии. Литература 1. EUREF Permanent GNSS Network [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.epncb.oma.be. 2. Главный центр контроля навигационного поля Украины [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://gcknp. com.ua/. 3. Сеть референцных GNSS-станций EFT-CORS [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://eft-cors.ru/

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 621.878.2

АНАЛИЗ МЕЖДУНАРОДНОГО ОПЫТА В СФЕРЕ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОГО КАДАСТРА Авраменко А.С. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет» В данной статье проведен анализ международного опыта в сфере градостроительного кадастра. Рассмотрены наполеоновская, немецкая, скандинавская и англоязычная административные системы планирования территории и соответствующие им страны. Проанализирована разница фискального и юридического кадастра, независимость земельного и градостроительного кадастров и их единство. Описана система управления городским планирование в Лос-Анджелесе. Приводится современный научно-практический опыт управления государственной и муниципальной собственностью в Российской Федерации. Показаны основные преимущества и недостатки нормативно-правового обеспечения градостроительной деятельности и кадастра This article analyzes the international experience in the field of urban planning cadastre. The Napoleonic, German, Scandinavian and Englishspeaking administrative planning systems of the territory and the countries corresponding to them are considered. The difference between the fiscal and legal cadastre, the independence of the land and city-planning cadastres and their unity are analyzed. The urban planning management system in Los Angeles is described. A modern scientific and practical experience of managing state and municipal property in the Russian Federation is given. The main advantages and disadvantages of regulatory support for urban planning and cadastre are shown. Ключевые слова: градостроительный кадастр, объект недвижимости, земельный участок, фискальный кадастр, планирование территории. Key words: urban cadastre, real estate object, land plot, fiscal cadastre, territory planning. В настоящее время на территории Донецкой Народной Республике нет единого градостроительного кадастра, который бы позволил повысить эффективность учета и мониторинга использования территорий, обеспечить органы государственной власти, органы местного самоуправления, физических и юридических

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии лиц достоверной информацией о среде жизнедеятельности и ее предполагаемых изменениях, в том числе об ограничениях использования территорий и объектов недвижимости в градостроительстве, другой информацией, необходимой для градостроительной, инвестиционной, землеустроительной и иной хозяйственной деятельности, оценки и налогообложения объектов недвижимости. Поэтому необходимо выполнить анализ существующих зарубежных подходов к созданию градостроительного кадастра и выявить их особенности и возможность применения. Анализ последних исследований и публикаций. На сегодняшний день в Донецкой Народной Республике разработано Временное положение об архитектурно-строительной деятельности, которое регулирует правовые основы архитектурностроительной деятельности, включая: - поиск и разработку архитектурных решений; - разработку градостроительной документации; - территориальное планирование; - проведение изыскательских работ; - подготовку проектной документации; - выполнение строительных работ по строительству, реконструкции, восстановлению, техническому переоснащению, капитальному ремонту, реставрации зданий и сооружений; - осуществление архитектурно-строительного контроля; - авторский и технический надзор за строительством; - научно-техническую и инжиниринговую деятельность в сфере строительства [1]. Генеральный план Управления планирования и исследований в Лос-Анджелесе воплощает принцип рациональности комплексного подхода к планированию, требуя согласованности между зонированием и генеральным планом, а также между подразделением земли и зонированием. В то же время, общий план города является весьма объемным планом, охватывающим обязательные элементы и необязательные [2]. В Германии введено Местное планирование землепользованием (Local Land-Use Planning). В структуре местного управления местные органы власти регулируют городское развитие и структуру их территорий с помощью местного планирования землей. Местные органы власти управляют событиями на местном уровне, их действия соответствуют целям всестороннего пространственного планирования. Муниципалитеты несут ответственность за планы

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии землепользования, поскольку они необходимы для развития городов и структурного планирования [3]. В Российской Федерации с 24 июля 2007 года в земельный кадастр внедрен кадастр недвижимости, разработана и внедрена в эксплуатацию Информационная система обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД) - это систематизированный свод документированных сведений о развитии территорий, их застройке, земельных участках, объектах капитального строительства и иных необходимых для осуществления градостроительной деятельности данных [4]. Основной материал исследования В зарубежных странах с учетом исторических, экономических и политических особенностей в течение длительного времени накапливался опыт ведения кадастра. Различают две системы ведения кадастра фискальную и юридическую. Для фискального кадастра основной задачей является выделение отдельной единицы недвижимости, которая рассматривается как объект налогообложения. Юридический кадастр содержит данные о собственнике земельного участка, то есть создает систему регистрации прав на недвижимость. В странах с многолетним опытом ведения кадастра наблюдается объединение этих двух систем, что дает значительную экономию трудовых и финансовых ресурсов за счет устранения дублирования при сборе, обработке и хранении информации. Можно выделить четыре основные административные системы и соответствующие им страны (рис. 1). В странах с наполеоновской административной системой осуществляется ведение фискального кадастра, то есть не создана система, направленная на защиту прав собственности. В странах с немецкой системой выделены взаимосвязанные и взаимоконтролирующие подсистемы: кадастровая, геодезическая и регистрационная. Картографирование недвижимости и реестр собственности проводятся различными организациями. Кадастровая система состоит из трех взаимосвязанных элементов: • Управления земельной книги (состоит из кадастровых карт, документов и записей собственности); • Управления топографических съемок (осуществляет топографогеодезические работы); • Нотариат (заверяет правовые акты и ведет их реестр). В Скандинавских странах характерно объединение фискального и юридического кадастра. Кадастр в Норвегии содержит информацию о владениях, владельцах, адресах и типах зданий. Начальная цель

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии ведения кадастра в Дании состояла в сборе налогов с владельцев земельных участков, однако, на сегодняшний день стоят и другие цели, одной из которых является утверждение законных прав на землю и недвижимое имущество.

Рис. 1. Основные административные системы Для англоязычных стран характерно развитие системы регистрации прав на земельные участки. Кадастр в Великобритании содержит только картографическую информацию о границах участка и составе недвижимости. Вся земля в Великобритании является собственностью Королевы, остальные могут лишь иметь право владения, пользования и распоряжения. Налог на недвижимость (бизнес-налог) оплачивает не владелец, а пользователь. В США разработано несколько кадастровых информационных систем, то есть в разных штатах земельно-кадастровые и регистрационные системы ведутся по-разному. Основной единицей земельной собственности в США является индивидуальный земельный участок, имеющий определенные признаки: адрес, геодезические данные и оценочный индекс. С участками на картографической основе наносят границы автомобильных и железных дорог, элементов гидрографии [5].

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рисунок 2 – Система градостроительного планирования Лос-Анджелеса

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Система градостроительного планирования Лос-Анджелеса состоит из четырех подсистем: институциональная, правовая, операционная и техническая (рис.2). Ядром системы является операционная подсистема управления планированием, которая заключается в разработке плана и его реализации. При разработке плана подключается техническая подсистема управления, то есть, таким образом, осуществляется техническая поддержка для реализации плана, которая в свою очередь обладает правовой защитой. У операционной подсистемы есть и институциональная защита, которая также имеет правовую защиту со стороны правовой подсистемы управления планированием. Таким образом, взаимодействие всех этих составляющих позволяет комплексно подходить к градостроительному планированию мегаполиса. Градостроительным департаментом разработана геоинформационная система ZIMAS, которая дает возможность любому пользователю с помощью сети Интернет получить информацию о собственности и соответствующую ей картографическую информацию [2]. В Российской Федерации до 2007 года существовал лишь земельный кадастр, согласно которому земельный участком считалась часть поверхности (в том числе поверхностный почвенный слой), границы которой описаны и удостоверены в установленном порядке государственным органом, а также все, что находится над и под поверхностью земельного участка, если иное не предусмотрено федеральными законами о недрах, об использовании воздушного пространства и иными федеральными законами [6]. То есть объект недвижимости, находящийся в границах имеющегося земельного участка, являлся неотъемлемой частью этого участка, а земельный участок имел характеристику как часть участка в виде объекта недвижимости. С 24 июля 2007 года вступил в силу Федеральный закон № 221ФЗ «О государственном кадастре недвижимости» [7], благодаря которому объекты недвижимости стали рассматриваться как отдельные единицы. Объекты капитального строительства ставятся на учет без связи с земельным участком, им присваивается кадастровый номер, который не связан с номером земельного участка. За основу создания кадастра недвижимости взят земельный кадастр, что позволило сократить расходы на введение государственного кадастра недвижимости. Поставленные на учет объекты недвижимости вместе с земельными участками можно увидеть на публичной кадастровой карте.

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Для внесения в государственный кадастр недвижимости сведений об образованных земельных участках (или объектах капитального строительства) в результате кадастровых работ подготавливаются: 1) межевой план (подготовка документов о постановке на учет земельного участка); 2) технический план (подготовка документов о постановке на учет здания, сооружения, помещения или объекта незавершенного строительства); 3) акт обследования (подготовка документов о снятии с учета здания, сооружения, помещения или объекта незавершенного строительства) [8]. Выводы Проанализировав четыре блока стран и их методы планирования территории, следует обратить внимание на такие особенности: - в наполеоновской системе существует лишь фискальный кадастр, нет защиты прав собственности, то есть страны заинтересованы лишь в налогообложении объектов недвижимости и земельных участков; - в немецкой системе созданы подсистемы, информация у которых может дублироваться, что дает возможность контроля, но с другой стороны может требовать больше человеческих затрат и финансовых ресурсов для целостности всей системы; - в скандинавских странах фискальный и юридический кадастры объединены; - в англоязычных странах кадастр развит только для земельных участков. Исходя из выше изложенного, можно сделать вывод, что каждый из методов ведения градостроительства может быть применим для территорий Донецкой Народной Республики, но не полностью самостоятельно. Опираясь на опыт Российской Федерации, а также учитывая существующий земельный кадастр в Республике, можно его расширить совместно с градостроительством. Кроме того, градостроительный кадастр должен быть создан для: - обеспечения прав собственности на недвижимое имущество; - установления реальных границ объекта недвижимости; - защиты окружающей среды; - обеспечения экономического развития территорий; - создания объекта недвижимости целесообразным и в целях планирования;

100

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии - фиксации данные о стоимости различных недвижимости в качестве основы их налогообложения.

объектов

Литература 1. Постановление «Об утверждении Временного положения об архитектурно-строительной деятельности в Донецкой Народной Республике» [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: https://gisnpadnr.ru/npa/0003-14-39-20171106/. – Загл. с экрана. 2. Xueming Chen. Urban Planning Managment System in Los Angeles: an Overview // Theoretical and Empirical Researches in Urban Management. – 2009. – №2(11). – P.50–63. 3. The Governance of Land Use. Country fact sheet Germany. The planning system. Levels of government and their responsibilities [Электронный ресурс]. – Электрон. дан. – Режим доступа: https://www.oecd.org/regional/regional-policy/landuse-Germany.pdf – Загл. с экрана. 4. Градостроительный кодекс РФ, N 190-ФЗ от 29.12.2004 [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: https://finansovyesovety.ru/kodeksyrf/gradostroitelniy-kodeks-rf/ – Загл. с экрана. 5. Кадастровые системы [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: https://studopedia.ru/8_18826_kadastrovih-sistem.html – Загл. с экрана. 6. Земельный кодекс Российской Федерации от 25.10.2001 N 136-ФЗ [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: http://base.garant.ru/5761781/ – Загл. с экрана. 7. Федеральный закон Российской Федерации от 24 июля 2007 г. N 221-ФЗ "О государственном кадастре недвижимости" [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: https://rg.ru/2007/08/01/kadastr-doc.html – Загл. с экрана. 8. Гальченко С.А. Формирование государственного кадастра недвижимости России на современном этапе / С.А. Гальченко // Имущественные отношения в Российской Федерации. - 2010. - № 7(106). - С. 44 – 53.

101

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 621.878.2

ПРОБЛЕМЫ ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА НА ТЕРРИТОРИИ ДНР Валюго С.И. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

В статье определены проблемы, возникающие при ведении государственного земельного кадастра на современном этапе развития. Проанализированы системы государственного кадастрового учета земельных участков в зарубежных странах. Рассмотрены особенности ведения 3D кадастров отдельных государств. На основании рассмотренных подходов предложены пути решения некоторых проблем системы управления земельными ресурсами ДНР. The article identifies the problems that arise when maintaining the state land cadastre at the present stage of development. Analyzed the system of state cadastral registration of land in foreign countries. The features of maintaining 3D inventories of individual states are considered. On the basis of the considered approaches, the ways of solving some problems of the DPR land management system are proposed. Ключевые слова: земельный кадастр, земельный участок, управление земельными ресурсами, права собственности, регистрационная система. Keywords: land cadastre, land, land management, property rights, registration system. Постановка проблемы В настоящее время на территории Донецкой Народной Республики создание государственного земельного кадастра как системы сведений и документов о землях и земельных участках не завершено. Законодательное обеспечение его ведения практически отсутствует – существующего на данный момент Временного порядка ведения Государственного земельного кадастра и регистрации прав пользования земельными участками недостаточно для обеспечения должного функционирования кадастровой системы. Также, используемая нормативно-правовая база не соответствует ситуации в регионе. Эти факторы, как и слабое развитие рынка земли приводят к тому, что база кадастровых объектов не наполняется, а существующие сведения не всегда являются актуальными и достоверными. Поэтому необходимо проанализировать опыт ведения государственных

102

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии кадастров зарубежными странами для выявления возможности его применения. Анализ последних исследований и публикаций. Вопросам развития систем управления земельными ресурсами посвящены многочисленные исследования. Большинство публикаций [1-5] посвящено анализу зарубежного опыта ведения земельного кадастра, что свидетельствует об актуальности рассматриваемых подходов. В работах определяются основные понятия кадастрового учета, а также рассматриваются различные системы управления земельными ресурсами, их общие черты и различия. Авторами статьи [6] рассматриваются основные проблемы развития кадастровых систем (земель и недвижимости) в России в периоды до 2001 года до 2008 года и после 2008 года. Анализируется организационная структура кадастрового производства, в частности, правовые, организационные и технологические проблемы, возникающие при ведении государственного кадастра недвижимости. Предлагаются рекомендации по решению выявленных проблем. В [7-8] описаны предпосылки перехода двумерного кадастра в трехмерный, рассмотрены преимущества и недостатки применения 3D кадастров относительно классической двумерной системы учета земель. Излагается опыт зарубежных стран в вопросах формирования трехмерной системы управления земельными ресурсами. Основной материал исследования Земля – один из ценнейших ресурсов государства. Основой эффективного использования земельных ресурсов является государственный земельный кадастр – единая система сведений о землях. Влияние хорошо функционирующей кадастровой системы на развитие общества трудно переоценить, ведь рациональное и наиболее эффективное землепользование возможно лишь на основе полной информации о состоянии земель. Это фундаментальный компонент для достижения устойчивого экономического роста, стабилизации рынка земли и грамотного управления окружающей средой. В настоящее время на территории Донецкой Народной Республики можно выделить следующие проблемы землепользования: − слабо развитое законодательство в сфере ведения Государственного земельного кадастра; − несовременность системы наполнения баз данных земельных ресурсов; − отсутствие единой кадастровой базы данных;

103

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии − большое количество ошибок в уже существующей документации; − несоответствие данных из разных систем управления земельными ресурсами; − частое возникновение спорных ситуаций при регистрации земельных участков; − сложность в регистрации нетипичных зданий (с подземными паркингами или нависающими конструкциями) из-за наложения контуров в проекции. Ввиду существующих проблем, земельный кадастр требует развития для более полного удовлетворения потребностей общества. Государству необходима последовательная стратегия реформирования систем управления земельными ресурсами. Анализируя подходы ведения государственных кадастров зарубежными странами, можно заключить, что различия созданных систем обусловлены историческими и экономическими особенностями развития государств, при этом существует несколько общих систем, используемых за рубежом [9]. В государствах южной, юго-западной и западной Европы (с т.н. наполеоновской административной системой) земельный кадастр тесно взаимодействует с реестром недвижимости. При этом информация четко разделена: в земельном кадастре содержатся только данные, необходимые для налогообложения; сведения о природных ресурсах собираются Министерствами сельского хозяйства и экономики; права собственности регистрируются в реестре недвижимости. Страны центральной Европы, использующие немецкую административную систему, разделяют данные о земельных ресурсах на три подсистемы: кадастровую (документы, информация о регистрации собственности, кадастровые карты), топографогеодезическую (документация по геодезической и топографической деятельности, касающаяся землеустройства или использования земельных ресурсов) и регистрационную (данные о соглашениях, договорах перехода права и других юридических актах, которые касаются прав на недвижимость и ограничений по ним). Среди особенностей немецкой системы управления земельными ресурсами можно выделить высокую точность определения геометрических размеров и границ земельных участков, чётко проработанные процедуры ведения работ, обеспечение зарегистрированных прав и положения границ [2].

104

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Скандинавские страны идентифицируют земельные участки как объекты недвижимости, зарегистрированные в реестре. Особенностью скандинавской системы учета земель является централизация реестра собственности. Всю страну охватывают крупномасштабные карты в единой системе координат, являющиеся основой системы регистрации прав собственности. В англоязычных странах (Великобритания, США, Канада, часть штатов Австралии и др.) упор делается на развитие системы регистрации прав на земельные участки, кадастр содержит только картографическую информацию о границах участка и составе недвижимости. В отличие от европейских государств, где кадастровые системы используются для налогообложения, в Великобритании, например, больше внимания уделяется обеспечению гарантий прав собственности и прав пользования землей. В Российской Федерации земельный кадастр существовал до 2008 года. Однако, со вступлением в силу Закона «О государственном кадастре недвижимости», две учетные системы – Федеральное агентство кадастра объектов недвижимости и Бюро технической инвентаризации были объединены в одну [9]. Решение о ведении единого кадастра позволило создать правовую базу для государственного учета земельных ресурсов, определило понятие базы для налогообложения как процента от кадастровой стоимости земельного участка, а также устранило проблему несоответствия сведений о земельных участках, полученных из разных ведомств. При этом система разделяется на три составляющие: реестр объектов недвижимости, кадастровые дела и кадастровые карты – ведение кадастра в Российской Федерации преимущественно опирается на опыт Швеции. Таким образом, в большинстве стран не существует отдельного земельного кадастра, он является частью общей регистрационной системы недвижимости, которая разделена на две части (рисунок 1). При этом связь между частями организовывается на основе земельного участка и имени собственника.

105

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Регистрационная система

Документы

Картографическая часть картографические планы участков с информацией о границах административные границы

кадастровый идентификатор регистрационный номер в реестре собственности адрес земельного участка

системы координат и геодезические пункты

муниципальный код собственника

кадастровый номер участка основные элементы окружающей среды (сооружения, коммуникации и др.)

права и ограничения на собственность иные документы

Рис. 1. Модель регистрационной системы, используемой большинством государств Следует также отметить, что зарубежные страны давно ведут работы по созданию трехмерной модели регистрации кадастровых объектов, т.к. объекты недвижимости могут располагаться над земельными участками или под ними. Регистрация объектов по двумерным проекциям на земельные участки часто приводит к проблеме несоответствия границ. В разных странах существуют различные подходы к решению данного вопроса. Рассмотрим несколько из них. Например, в Нидерландах кадастровой регистрации подлежат только земельные участки. Инфраструктура и сооружения под землей или над ее поверхностью не регистрируется непосредственно как объекты, однако их правовой статус можно узнать из прав, зарегистрированных на земельные участки. Объектами, вносимыми в трехмерный кадастр, являются сведения о земельных участках, зданиях, квартирах, подземных объектах, зарегистрированных правах, разрешенном использовании, площади, стоимости и других юридических аспектах [10]. Для внедрения 3D кадастра в Норвегии, законодательство претерпело изменения: существующий кадастровый закон был

106

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии дополнен, а в описание объекта в реестре была добавлена новая характеристика – расположение относительно земельного участка. 3D кадастр в Италии представлен как кадастр зданий, содержащий данные учета всех строений. При этом он существует параллельно с земельным кадастром. Однако, внедрение 3D кадастра в существующие базы данных не лишено недостатков. Ввиду изначальной разработки систем управления земельными ресурсами для двумерного пространства, некоторые государства столкнулись с технической невозможностью регистрации трехмерных объектов. Австралийская система регистрации (штат Квинсленд) поддерживает 3D регистрацию. При этом участок регистрируется как «объемный участок», но информация о нем содержится в плане, а пространственные слои указаны как атрибуты. При этом база данных пространственных слоев существует отдельно от кадастровой. Таким образом, внедрение систем трехмерного управления – длительный процесс, имеющий свои недостатки. Среди них можно выделить проблемы конвертации существующих систем в трехмерные модели, потребность в изменении законодательства, необходимость денежных вложений. Но вместе с тем, трехмерный кадастр необходим для эффективного управления земельными ресурсами. Выводы Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующие выводы: 1. Имеющееся законодательство в сфере земельного кадастра нуждается в переработке и дополнениях. Деятельность по управлению земельными ресурсами должна опираться на нормативно-правовую базу, учитывающую особенности региона. 2. Существует потребность в заимствовании иностранного опыта ведения кадастрового учета. Рассмотренные модели систем управления земельными ресурсами подразумевают тесное взаимодействие земельного кадастра с реестром недвижимости. Такой подход применим для территории Донецкой Народной Республики. Обеспечение взаимодействия между тремя разрозненными системами учета (земельных участков, объектов капитального строительства, регистрации прав на недвижимое имущество) может стать важным направлением модернизации структур баз данных земельных ресурсов. Единая информационная система исключит дублирование и несоответствие сведений, полученных из разных ведомств, упростит нахождение и устранение ошибок регистрации, уменьшит количество возникающих споров.

107

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии 3. Применение зарубежного опыта по внедрению 3D кадастра облегчит управление земельными ресурсами, упростит учет нетипичных зданий, надземных и подземных сооружений, коммуникаций. Для решения проблем хранения трехмерной информации необходимы правки в существующее законодательство, а также соответствующее программное обеспечение с возможностью хранения всех необходимых сведений о 3D объектах, Литература 1. Радионова Т. А. Опыт создания систем учета и регистрации недвижимости в европейских странах // ArcReview. – 2009. – № 2. [Электронный ресурс]. – Электрон. дан. – Режим доступа: https://www.esricis.ru/news/arcreview/detail.php?ID=1100&SECTION_ID=32 – Загл. с экрана. 2. Анисимов Д.А., Терентьева Н.Ю. Зарубежный опыт развития кадастрового учёта // Студенческий: электрон. научн. журн. – 2018. – № 9(29). [Электронный ресурс]. – Электрон. дан. – Режим доступа: https://sibac.info/journal/student/29/105887. – Загл. с экрана. 3. Непоклонов В.Б., Хабарова И.А. Российский и зарубежный опыт прогнозирования и планирования использования земель. // Геодезия и аэрофотосъемка. – 2017. – №3 – С.100-104. 4. Беляев В.Л., Романов В.М., Снежко И.И. Направления развития кадастрово-регистрационных систем в свете лучших мировых практик: пример подземных объектов недвижимости // Геодезия и аэрофотосъемка. – 2018. – Т. 62. № 5. – С. 536–544. 5. Хабаров Д.А., Хабарова И.А., Кожевников В.А. Правовые основы кадастра недвижимости и кадастровой деятельности в скандинавских странах. // Integral. – 2018. - №4 – С.11-19. [Электронный ресурс]. – Электрон. дан. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/v/pravovye-osnovy-kadastra-nedvizhimosti-ikadastrovoy-deyatelnosti-v-skandinavskih-stranah – Загл. с экрана. 6. Варламов А.А, Гатауллина Л.А. Проблемы развития кадастровых систем в Российской Федерации. // Имущественные отношения в Российской Федерации. – 2013. - №11 (146). – С.72-86. 7. Колмакова Е. А., Стесева А. В. Сравнительный анализ международной практики применения 3D-кадастра // Молодой ученый. – 2019. – №4. – С. 44-46. [Электронный ресурс]. – Электрон. дан. – Режим доступа: https://moluch.ru/archive/242/55852/ – Загл. с экрана. 8. Павлова Е. А. Развитие трехмерного кадастра объектов недвижимости в России // Молодой ученый. — 2012. — №8. — С. 40-42. [Электронный ресурс]. – Электрон. дан. – Режим доступа: https://moluch.ru/archive/43/5236/ – Загл. с экрана. 9. Федеральный закон Российской Федерации от 24 июля 2007 г. N 221-ФЗ «О государственном кадастре недвижимости» [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: https://rg.ru/2007/08/01/kadastr-doc.html – Загл. с экрана. 10. Репнина Н. С. Трехмерный кадастр недвижимости// Инновационная деятельность: теория и практика. – 2016. – № 8 (4). – С. 19 -23.

108

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 622.24

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УДАРНЫХ МЕХАНИЗМОВ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН Каракозов А.А., Овсянников В.П.,Парфенюк С.Н. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

Рассмотрены вопросы математического моделирования работы гидравлических ударных механизмов для бурения скважин, в том числе гидроударников двойного действия с дифференциальным поршнем и гидродвигателей забивных пробоотборников. Результаты моделирования позволяют определить их параметры с учётом особенностей гидравлической системы «насос – подводящий трубопровод – гидроударник – скважина» и протекания рабочего цикла. The problems of mathematical modeling of hydraulic percussion mechanisms for drilling wells, including double-acting hydraulic hammer with a differential piston and hydraulic engines of core samplers, are considered. The simulation results allow to determine their parameters taking into account the features of the hydraulic system “pump - supply pipeline - hydraulic hammer well” and the course of the operating cycle. Ключевые слова: бурение скважин, гидроударник, гидродвигатель забивного пробоотборника, моделирование рабочего цикла. Keywords: well drilling, hydraulic hammer, hydraulic core sampler, working cycle simulation. В практике бурения скважин на шельфе применяются гидравлические ударные механизмы: гидроударники и гидравлические забивные пробоотборники. Использующийся в настоящее время метод расчёта [1] даёт возможность определить параметры гидроударника. Однако детальный анализ гидравлической схемы работы гидроударника (рис. 1) показывает, что существующий метод расчёта не всегда соответствует реализуемым в устройствах рабочим циклам и поэтому требует уточнения. В общем случае, математическая модель должна составляться для несимметричного цикла. Поскольку в исследуемых конструкциях используются пружины с жёсткостью до 100– 150 кН/м, их наличием уже нельзя пренебрегать. Кроме того, в гидравлической системе «насос – подводящий трубопровод – гидроударник (забивной пробоотборник) – отводящий трубопровод (скважина)» жидкость перетекает в отводящий трубопровод только на одном полуцикле (рис. 1), что также должно быть учтено в математической модели за счёт использования коэффициента разряжения за поршнем при гидроударе

109

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии только при ходе бойка вверх. Также будут различными и гидравлические сопротивления на входе в цилиндр механизма при ходах бойка вверх и вниз [2], определяющиеся конструкцией клапанной группы, однако при расчетах оперируют средними потерями давления в гидроударнике.

Рис. 1. Гидравлическая схема работы гидроударника при ходе бойка: а – вверх; б – вниз. Эти недостатки устранены в предложенной модели [3]. Однако данная модель детально не учитывает параметры трубопроводов и способ регулирования подачи жидкости в подводящий трубопровод. Наличие трёхходового крана между нагнетательной магистралью и сливом может приводить к переменному расходу жидкости в сливном трубопроводе, а, следовательно, и влиять на параметры самого гидроударника. Поэтому при разработке новой математической модели рабочего цикла гидроударника с учётом особенностей параметров всей системы предложено использовать уравнения неустановившегося течения жидкости [4, 5, 6]. Поскольку сложность рассматриваемой системы делает весьма затруднительным получение аналитического решения, то проще получить численное решение, определяемое на прямоугольной сетке характеристик [7]. Для каждого участка расчётной схемы

110

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии составляется уравнение, связывающее изменение давления и расхода жидкости на прямой и обратной характеристиках. Полученная система уравнений может быть решена методом итераций. Неустановившееся движение жидкости на каждом участке трубопровода описывается системой уравнений движения и неразрывности потока [4]: ∂pi ( xi , t ) ∂Q ( x , t ) + m i ⋅ i i + ⋅n i ⋅ Qi ( xi , t ) ⋅ Qi ( xi , t ) + sin i ⋅ ρ ⋅ g = 0 ∂xi ∂t , (1) ∂pi ( xi , t ) ∂Q ( x , t ) + mi ⋅ i i ∂t ∂xi где pi ( xi , t ) – давление в сечении i-го участкам с координатой xi в момент времени t; 0 ≤ xi ≤ L i ;

L i – длина i-го участка; m i – коэффициент в формуле Жуковского для определения величины повышения давления при гидравлическом ударе [4];

mi =

c⋅ρ ⋅; Si

c – скорость распространения ударной волны; ρ – плотность жидкости; S i – площадь сечения i-го участка; d i - его диаметр; Qi ( xi , t ) – расход в сечении i-го участкам с координатой xi в момент времени t; n i ⋅ Qi ( xi , t ) ⋅ Qi ( xi , t ) = f ( xi , t ) – удельные потери давления на i-м участке трубопровода;

ni =

λi ⋅ ρ

2 ⋅ Si ⋅ d i

;

λi – коэффициент Дарси на iм участке трубопровода [7]; sin i – синус угла наклона i-го участка трубопровода к горизонту; k i = sin i ⋅ ρ ⋅ g .

Для анализа условий функционирования гидроударника с учетом распределённых параметров потока жидкости, обеспечивающего его работу, с учетом возможности быстрых изменений мгновенных значения давления и расхода по длине трубопровода, систему уравнений

111

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии (1) в частных производных гиперболического типа необходимо рассматривать в характеристической форме [4]. После перехода в характеристических уравнениях от дифференциалов к конечным приращениям, с соблюдением необходимого условия формирования сетки характеристик для численных расчетов: (2) ∆x = ± ∆t ⋅ c , где ∆x – шаг по пространственной координате сетки, ∆t – шаг по временной координате сетки [7], то получим: (3) ∆pi ( xi , t ) + m i ⋅ ∆Qi ( xi , t ) + ( f ( xi , t ) + k i ) ⋅ ∆x = 0 (4) ∆pi ( xi , t ) − m i ⋅ ∆Qi ( xi , t ) − ( f ( xi , t ) + k i ) ⋅ ∆x = 0 . Уравнение (3) отображает соотношения между приращениями давления и расхода на прямых (С+) а уравнение (4) на обратных (С-) характеристиках. В начале трубопровода формируется граничное условие (5) Q1 (0, t ) = Qo Аналогично получаются описания граничных условий для всех участков трубопровода. Для решения системы уравнений использовался пакет MatLab, позволяющий не только рассчитать параметры рабочего цикла, но и визуализировать полученные результаты в виде графиков рабочего процесса гидроударников (гидродвигателей забивных пробоотборников). Литература 1. Калиниченко, О. И. Развитие научных основ создания погружных гидроударных снарядов и установок для однорейсового бурения скважин на морском шельфе: Дисс. ... докт. техн. наук: 05.06.05 / Калиниченко Олег Иванович. – Донецк, ДонНТУ, 2002. – 371 с. 2. Каракозов, А. А. О влиянии гидравлических сопротивлений на впускном клапане на рабочий цикл гидроударника двойного действия с дифференциальным поршнем / А. А. Каракозов, С. Н. Парфенюк // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения. Сб. научн. Трудов. – Киев: ИСМ им. Бакуля, 2011. – Вып.14. – С. 85-88. 3. Каракозов, А. А. Разработка гидроударников двойного действия с дифферен-циальным поршнем для бурения скважин различного целевого назначения / А. А. Каракозов, С. Н. Парфенюк // Известия ТулГУ. Серия «Науки о Земле». Вып. 1. – Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. – С. 65-78. 4. Чарный, И. А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах / И. А. Чарный. – Изд. 2, перераб. и доп. – М. : Недра, 1975. – 296 с. 5. Тарко, Л. М. Переходные процессы в гидравлических механизмах / Л. М. Тарко. – М. : Машиностроение, 1973. – 168 с. 6. Алимов, О. Д. Гидравлические виброударные системы / О. Д. Алимов, С. А. Басов. – М. : Наука, 1990. – 352 с. 7. Фокс. Д. Гидравлический анализ неустановившегося течения жидкости в трубопроводах. – М.: Энергоиздат, 1981. – 247 с.

112

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 622.24

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ОДНОСЛОЙНЫХ АЛМАЗНЫХ КОРОНОК С РАЗЛИЧНОЙ РАСКЛАДКОЙ АЛМАЗОВ В СОСЕДНИХ СЕКТОРАХ Каракозов А.А., Парфенюк С.Н., Остапюк А.Ю. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

Рассмотрены вопросы создания новых конструкций однослойных алмазных коронок, отличающихся нечётным количеством радиальных рядов алмазов в секторах. При этом предлагается использовать смежные сектора с различной раскладкой алмазов и разным количеством радиальных рядов. The issues of creating new designs of single-layer diamond core bits, differing in an odd number of radial rows of diamonds in sectors are considered. It is proposed to use adjacent sectors with different diamond layouts and different numbers of radial rows. Ключевые слова: бурение геологоразведочных скважин, алмазные однослойные коронки, моделирование алмазных коронок. Keywords: drilling of exploration wells, diamond single-layer crowns, modeling of diamond crowns. Вновь создаваемые конструкции алмазного породоразрушающего инструмента (ПРИ) должны обеспечивать рост техникоэкономических показателей буровых работ. Промышленный синтез крупных алмазных кристаллов с повышенной термостойкостью обеспечил сырьевую базу для создания новых эффективных конструкций однослойных коронок для бурения скважин в породах VI–VIII (с прослойками V-IX) категорий, характерных для условий Донбасса, а также аналогичных угольных бассейнов России. В связи с этим, актуальным является создание новых эффективных конструкций однослойных алмазных коронок. Ранее были выявлены существенные преимущества схем однослойных алмазных коронок с укороченными секторами, в которых размещается не более четырёхпяти радиальных рядов алмазов [1, 2]. Это позволяет добиться резкого уменьшения разброса нагрузок, действующих на отдельные алмазы. Учитывая особенности разрушения горной породы коронками с одинаковыми секторами, при исследованиях акцент делался на использование конструкций с чётным количеством радиальных рядов алмазов в секторе, что сужало возможности разработки нового бурового инструмента.

113

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Это объяснялось тем, что коронки с нечётным количеством радиальных рядов в секторе относятся к коронкам с раскладкой II типа (алмазы первого и последнего радиальных рядов сектора находятся на одних линиях резания). В них два первых радиальных ряда нагружены неодинаково, максимальная нагрузка приходится на алмазы второго радиального ряда и превышает нагрузку на алмазы третьего и последующих рядов более чем в 3 раза. По сравнению с раскладкой I типа (алмазы первого и последнего радиальных рядов сектора находятся на разных линиях резания) этот показатель больше примерно на 15-25 %. Проведенный анализ взаимодействия алмазов с забоем, показал, что уменьшение разброса нагрузок, действующих на отдельные алмазы в секторе, достигается и для алмазных коронок с нечётным числом радиальных рядов в секторе [3]. Для этого необходим отказ от использования одинаковых схем расположения алмазов в смежных секторах. С учётом этого были проведены исследования коронок с тремя и пятью радиальными рядами в секторе, а также коронок, в которых чередуются сектора с тремя и пятью рядами алмазов. Для обоснования перспективности этих схем проведено компьютерное моделирование методом конечных элементов тепловых и гидравлических процессов в системе «коронка – забойная часть скважины», при котором исследовался тепловой режим коронки с учётом особенностей механического нагружения отдельных алмазов и их охлаждения промывочной жидкостью. Исходными данными являлись конструктивные параметры коронки, параметры промывочной жидкости, режимные параметры бурения, забойная мощность, реализуемая каждым алмазом. В процессе исследований определялись: 1. Нагрузки, действующие на каждый алмаз с учётом толщины срезаемого слоя горной породы; 2. Механические напряжения в алмазах и матрице с учётом действующей осевой нагрузки и крутящего момента; 3. Поле скоростей жидкости при промывке забоя с учётом вращения коронки; 4. Температура на контакте алмазов с породой и температурное поле в теле коронки с учётом циркуляции промывочной жидкости на забое скважины. В таблице 1 показано отношение максимальной и минимальной толщины слоя породы, срезаемой алмазами различных радиальных рядов секторов коронки. При этом сравнивались параметры коронок второго типа с коронками условного первого типа (в которых алмазы первого и последнего радиальных рядов смежных секторов находятся

114

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии на разных линиях резания). По данным таблицы видно, что разница между максимальным и минимальным значениями внедрения резца для новых раскладок коронок уменьшилась как минимум на 18% (максимальное снижение достигает 78%). Таблица 1 – Отношение толщин слоёв породы, срезаемых алмазами разных радиальных рядов для коронок с тремя радиальными рядами Раскладка алмазов Относительная толщина слоя породы, срезаемая радиальным рядом в секторе, h max /h min тип раскладки h 1 /h a h 2 /h a h 3 /h a 1 4/5/4 – 2 тип 0,85 1,42 0,53 2,68 2 5/4/5 – 2 тип 0,95 1,52 0,57 2,67 5/4/5 – 4/5/4 3 1,2 1,2 0,53 2,26 Условный 1 тип 3/2/3 – 2/3/2 4 1,125 1,125 0,75 1,5 Условный 1 тип Примечание. h 1 , h 2 , h 3 – толщина слоя породы, срезаемая алмазами, соответственно, первого, второго и третьего радиальных рядов; h a – глубина внедрения алмаза при статическом нагружении; h max , h min – максимальная и минимальная толщина срезаемого слоя породы. № п/п

На рис. 1 и 2 показаны примеры результатов моделирования по определению механических напряжений в коронках при действии осевой нагрузки и крутящего момента. На рис. 3 – пример распределения температур в алмазах коронки с тремя радиальными рядами в секторе.

Рис. 1. Распределение напряжений в коронке при действии осевой нагрузки и крутящего момента (увеличенный фрагмент)

115

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 2. Распределение напряжений в коронке при действии осевой нагрузки и крутящего момента

Рис. 3. Распределение температуры в алмазах коронки с тремя радиальными рядами в секторе Результаты моделирования показали перспективность использования новых конструктивных схем однослойных алмазных коронок с нечётным количеством радиальных рядов алмазов в секторе и с различной раскладкой алмазов и разным количеством радиальных рядов в смежных секторах.

116

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии В настоящее время на основании выполненных исследований разработаны конструкции коронок с трёхрядными и комбинированными секторами, в которых в качестве резцов применены синтетические алмазы различных групп прочности и термостойкости, а в качестве калибрующих и кернообразующих элементов – цилиндрические элементы из твесала. Литература 1. Каракозов А.А. Моделирование работы алмазных резцов однослойных коронок на забое и оценка влияния схемы раскладки алмазов на механическую скорость бурения / А.А. Каракозов, М.С. Попова, C.Н. Парфенюк, Р.К. Богданов, А.П. Закора // Научные труды ДонНТУ, серия «Горно-геологическая». Выпуск 16 (206). – Донецк, ДонНТУ, 2012. – С. 162–166. 2. Каракозов, А.А. К обоснованию использования многосекторных схем однослойных алмазных коронок с укороченными секторами / А.А. Каракозов, М.С. Попова, А.П. Закора // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент и технология его изготовления. Сб. научн. Трудов – Вып. 21. – Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля НАН Украины, 2018. – С. 45-54. 3. Каракозов А.А. К обоснованию использования однослойных алмазных коронок с укороченными секторами и нечётным количеством радиальных рядов в секторе/ А.А. Каракозов, C.Н. Парфенюк, А.П. Закора // Научные труды ДонНТУ, серия «Горно-геологическая». Выпуск 2 (32). – Донецк, ДонНТУ, 2018. – С. 26-29.

117

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 622.24

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ ГИДРОУДАРНЫХ СНАРЯДОВ ДЛЯ БУРЕНИЯ ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН ПРИ ОСВОЕНИИ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ШЕЛЬФА Каракозов А.А. , Парфенюк С.Н., Ткаченко Е.И. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

Рассмотрены схемы распределительных узлов гидроударных буровых снарядов. Предложена новая схема одноклапанного распределительного узла, позволяющая поддерживать постоянный перепад давления на клапане. Проведено моделирование двухклапанных и одноклапанных схем, подтвердившее перспективность усовершенствованной одноклапанной схемы. The schemes of distributive units of hydraulic percussion drill tools are considered. A new scheme of one-valve distributive unit has been proposed, which allows to maintain a constant pressure drop on the valve. Two-valve and one-valve schemes were simulated, confirming the promise of an improved one-valve scheme. Ключевые слова: бурение инженерно-геологических скважин, шельф, гидроударный буровой снаряд, распределительный узел. Keywords: drilling of geotechnical wells, shelf, hydraulic hammer drill, distribution unit. Для освоения нефтегазовых месторождений шельфа требуется выполнение значительных объёмов инженерно-геологических изысканий в породах песчано-глинистого комплекса. Их результаты необходимы для безопасной эксплуатации буровых платформ, морских сооружений и трубопроводов. Отсутствие значительного парка буровых судов и дороговизна их использования для бурения неглубоких инженерно-геологических скважин определяет актуальность проблемы по разработке нового бурового оборудования, позволяющего обеспечить качественное выполнение изысканий при высоких технико-экономических показателях. Одним из путей решения данной проблемы является разработка лёгких технических средств, ориентированных на использование с экономичных мало- и среднетоннажных неспециализированных плавсредств (спасательные и пожарные суда, буксиры и т.д.) и обеспечивающих бурение инженерно-геологических скважин глубиной до 50 м. С этой целью были разработаны гидроударные установки УМБ-130

118

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии и УМБ-130М, успешно эксплуатировавшиеся в Азовско-Черноморском регионе (предприятия «Черноморнефтегаз», «Питергаз»), на Дальнем Востоке («ДМИГЭ») и Крайнем Севере («ВНИИОкеангеология») [1, 2]. Они позволяют реализовать бесколонную технологию бурения гидроударными снарядами, работающими на морской воде, что значительно снижает стоимость работ. Основным элементом этих установок являются гидроударные буровые снаряды. В состав гидроударного бурового снаряда (рис. 1) включены распределительные узлы, установленные выше и ниже гидроударника. Они позволяют осуществлять два режима работы: − Бескерновое бурение, при котором жидкость в обход гидроударника подаётся в керноприёмную трубу, а затем – на забой, размывая породу. − Бурение с отбором керна, при котором жидкость подавалась в гидроударник, а из него – через зазор между колонковыми трубами – в скважину.

Рис. 1. Гидроударный буровой снаряд: 1 – гидроударник; 2 – насосный блок; 3 – колонковый набор; 4, 5 – распределительные узлы.

119

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Результаты эксплуатации показали, что для повышения эффективности этих установок следует усовершенствовать распределительные узлы бурового снаряда, переключающие режимы его работы на различных этапах бурения. В подавляющем большинстве гидроударных снарядов использовались двухклапанные распределительные узлы [1–5]. Их недостатком является относительная сложность конструкции и – для большинства – необходимость выключения подачи жидкости в снаряд для возврата узла в исходное положение, что является существенным недостатком, особенно при эксплуатации в глубоких скважинах. Одноклапанные распределительные узлы, выполненные по двум схемам, были опробованы в производственных условиях [2], но предпочтение было отдано двухклапанному узлу с одной пружиной [2, 5], как более надёжному с точки зрения переключения в исходное положение за счёт ударного взаимодействия его элементов. Для двухклапанного узла с одной пружиной при всех его преимуществах характерна сильная зависимость ударного взаимодействия от величины отрицательного перекрытия пропускных окон штока. Это определяет переменное давление перед тарелкой клапана при срабатывании на малых расходах (его падение с последующим ростом) и значительный рост давления после переключения, что затрудняет настройку узла при использовании гидроударников и насосов с различными характеристиками. С точки зрения простоты настройки одноклапанные узлы более предпочтительные, но для ответа на вопрос о замене ими применяемых в настоящее время узлов необходимо их тщательное исследование с точки зрения установления их рациональных параметров. Использовавшиеся ранее две схемы одноклапанных узлов [2] были дополнительно промоделированы методом конечных элементов на различных фазах работы. В этих схемах узла основное отличие заключалось в наличии или отсутствии пробки у клапана. Моделирование показало, что обе конструкции распределительного узла обеспечивают его надёжное срабатывание при увеличении расхода жидкости. Однако конструкция с клапаном-пробкой требует более низких подач жидкости (вплоть до отключения) для возврата в исходное положение. Т.е., с этой точки зрения более предпочтительным является использование в узле клапана без пробки. Пример моделирования такого узла показан на рис. 2. Однако и для этой конструкции также характерно переменное давление перед клапаном при срабатывании на малых расходах и его дальнейший рост при переключении.

120

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 2. Пример моделирования одноклапанного распределительного узла: а – исходное положение; б – момент открытия пропускных окон в штоке; в – положение при закрытом клапане. Поэтому желательно дальнейшее совершенствование конструкции одноклапанного узла с точки зрения обеспечения постоянства как перепада давления на клапане, так и величины давления над клапаном при срабатывании узла. С этой целью тарелка клапана должна размещаться в его верхней части над пропускными окнами в штоке. Пример моделирования такого узла показан на рис. 3. Результаты моделирования показали, что усовершенствованной конструкции одноклапанного распределительного узла характерно постоянное давление перед ним, значительно облегчающее его настройку для различных условий эксплуатации. Конструкция распределительного узла обеспечивает его надёжное срабатывание как при повышении расхода жидкости, так и при его снижении, что позволяет рекомендовать его к испытаниям в производственных условиях для определения возможности использования новой схемы вместо двухклапанных узлов. Проведенное моделирование позволило обосновать преимущества отдельных схем распределительных узлов и определить их параметры для эксплуатации в составе буровых снарядов установок УМБ130 и УМБ-130М. Полученные результаты позволяют модернизировать распределительные узлы этих установок и показывают перспективность одноклапанных распределительных узлов для использования в гидроударных буровых снарядах, что даст возможность значительно упростить их конструкцию и эксплуатацию.

121

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 3. Пример моделирования усовершенствованного одноклапанного распределительного узла: а – исходное положение; б – момент открытия пропускных окон в штоке; в – положение при закрытом клапане. Литература 1. Калиниченко, О.И. Гидроударные буровые снаряды и установки для бурения скважин на шельфе / О.И. Калиниченко, П.В. Зыбинский, А.А. Каракозов. – Донецк: «Вебер» (Донецкое отделение), 2007. – 270 с. 2. Калиниченко, О.И. Установки для бесколонного бурения скважин на морских акваториях / О.И. Калиниченко, А.В. Хохуля, П.В. Зыбинский, А.А. Каракозов. – Донецк: Донбасс, 2013. – 163 с. 3. Гидроударный буровой снаряд : Патент № 2278238 РФ, Е21В25/18 / О.И. Калиниченко, А.А. Каракозов, П.В. Зыбинский. – Опубл. 20.06.2006, бюл. №17. 4. Погружная гидроударная установка : Патент № 78588 UA Е21В25/00 / А.А. Каракозов, О.И. Калиниченко, П.В. Зыбинский. – Опубл. 10.04.2007, бюл. №4. 5. Гидроударный буровой снаряд : Патент на полезную модель №77466 UA Е21В 25/00, Е21В 4/00 / О.И. Калиниченко, А.В. Хохуля, А.А. Каракозов. – Опубл. 11.02.2013, бюл. №3.

122

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 528.44:004.652

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ВЕДЕНИИ ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА

Гавриленко Д.Ю. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет» Ведение земельного кадастра в современных условиях осуществляется с применением геоинформационных систем. Одной из главных задач ГИС является обеспечение целостности пространственных атрибутов базы данных кадастровых объектов. Топологическая модель помогает решить этот вопрос. Рассмотрены инструменты работы с топологией на базе популярных геоинформационных продуктов. The land cadastre in modern conditions is implemented using geographic information systems. One of the main tasks of GIS is integrity of the spatial attributes of the cadastral database. Topological model helps to resolve this issue. The topology tools of popular geographic information products are considered. Ключевые слова: Земельный кадастр, ГИС, целостность кадастровых данных, топология Keywords: Land cadaster, GIS, cadastral data integrity, topology. Современные реалии в развитии коммуникаций, программных и аппаратных средств показывают, что бумажные картографические материалы, применяемые в различных сферах деятельности, уходят в прошлое. Более того, если говорить о земельном кадастре, то еще при разработке концепции «Кадастр 2014» [1] в 1998 году было отмечено, что одной из особенностей развития систем кадастра земли или кадастров недвижимости будет преобладание цифровых карт. Одной из важнейших информационных систем в любом государстве является земельный кадастр или же кадастр недвижимости, в тех странах, где учет земельных участков и учет объектов недвижимости унифицирован и ведется совместно. В земельном кадастре ГИС применяют в таких задачах: • создание цифровой картографической основы; • создание и ведение дежурных кадастровых планов; • создание и ведение индексно-кадастровых карт; • ввод и проверка исходных кадастровых данных; • автоматизация денежной оценки земли; • формирование ряда документов при ведении кадастра;

123

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии • публичное предоставление кадастровых данных в сети Интернет и др. В большом количестве государственных кадастровых информационных систем геоинформационный основой является продукция фирмы ESRI [2], обусловлено это рядом факторов, одним из которых является наличие специальных инструментариев, предназначенных для работы с кадастровыми объектами. Набор разнообразных сервисов и функций позволяет реализовать работоспособную систему, прибегая лишь к минимальной адаптации готовых решений. Дороговизна продуктов от ESRI и наличие параллельных решений в области геоинформатики, все чаще заставляют специалистов искать альтернативные варианты решения вопроса применения геоинформационных систем в сфере земельного кадастра. Если говорить об открытых ГИС-решениях, то это, прежде всего программные продукты и сервисы, разрабатывающиеся под эгидой фонда OSGeo [3]. Для обеспечения качества данных и их целостности в базе геоданных земельного кадастра целесообразно использовать топологическую векторную модель для описания кадастровых объектов. Топология в ГИС. В геоинформационных системах понятие топологии несколько отличается от классического определения в математике. В математике топология – раздел, изучающий топологические свойства фигур, т.е. свойства, не изменяющиеся при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний. В ГИС топология определяет взаимное пространственное расположение точечных, линейных и полигональных объектов, а также предполагает наличие механизма проверки целостности данных и помогает поддерживать наилучшее пространственное представление объектов в базе геоданных [4]. Другими словами, топология является механизмом, который определяет, как точечные, линейные и полигональные пространственные объекты совместно используют совпадающую геометрию. Примером применения топологических отношений в земельном кадастре может служить способ описания границ кадастровых объектов: взаиморасположение межевых знаков, границы земельного участка и границы кадастрового квартала и кадастровых зон (рис.1). Очевидно, что для обеспечения целостности пространственных свойств и корректной обработки данных о границах кадастровых объектов в геоинформационной системе необходимо обеспечить следующие условия:

124

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии • границы земельного участка в пределах одного кадастрового квартала должны четко или с допустимой точностью совпадать с границами квартала; • поворотные точки границ соседних земельных участков должны совпадать, если на местности это физически один объект; • координаты поворотных точек кадастровых кварталов и кадастровых зон имеют одинаковый вес (т.к. границы обоих объектов проектные), поэтому можно утверждать, что кварталы должны четко покрывать площадь зон без наложений и расхождений; • если граница старшего по иерархии объекта не меняет направление, а младшего имеет вершину, то необходимо обеспечить чтобы эта вершина лежала четко на границе, если это согласуется с требованиями к логической структуре геоданных.

Рис.1. Использование совместной геометрии кадастровыми объектами Соблюдение этих и других требований позволяет избежать проблем при ведении земельного кадастра, которые связаны с неоднозначностью определения положения земельных участков, пересечения и расхождения их границ. Однако обеспечение такого механизма формирования и хранения данных земельного кадастра связано с тем, что координаты поворотных точек смежных кадастровых объектов получают лишь с определенной точностью. Один из методов математической обработки таких данных и уравнивания координат общих точек описан в статье [5]. Существуют и другие реализации решения данной задачи, однако, как правило, в открытых источниках не приведено описание математического аппарата и оценка точности полученных результатов. Анализ современных геоинформационных продуктов с поддержкой топологических моделей и функций проверки

125

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии топологии. Рассмотрим широко распространенные программные продукты, поддерживающие модели данных и инструменты работы с топологией, а также имеющие готовые инструменты, направленные на использование в области ведения земельного кадастра. Топология ArcGIS 10. Топология в пакете ArcGIS реализована в виде объекта базы геоданных, определяющего, как пространственные объекты одного или нескольких классов пространственных объектов используют общую геометрию [4]. Моделирование выполняется на основе топологических правил, которые зависят от типа объекта. Топология имеет следующие атрибуты: имя создаваемой топологии, кластерный допуск, список классов, относительный ранг точности координат каждого класса и список правил топологии. Кластерный допуск определяет порог слияния исходных точек в одну, а ранг точности определяет вес координат разных классов при совместной обработке. Атрибуты кластерный допуск и относительный ранг точности являются параметрами, влияющими на результат уравнивания, и позволяют влиять на ее корректность. В нашем случае этими классами будут земельные участки и кадастровые кварталы – полигональные объекты, для которых программа предусматривает широкий набор правил топологии. Модель кадастровых объектов с результатами проверки топологии приведена на рис.2, где отдельно цветом выделены выявленные ошибки.

Рис. 2. Моделирование кадастровых объектов в ArcGIS 10.3 При построении топологии в исходные координаты смежных вершин программой вносятся смещения, а в сегменты границы могут быть добавлены новые вершины. В целом можно отметить, что топология позволяет решить вопросы целостности пространственных

126

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии свойств кадастровых объектов и может использоваться для проверки качества исходных данных. Набор данных участков ArcGIS 10. Наряду с топологией, которая может применяться при описании сетей различного назначения и типологически связанных объектов, в ArcGIS реализована модель описания массива земельных участков [6]. Так же, как и топология, набор данных участков реализуется в рамках базы геоданных и состоит из нескольких точечных, линейных и полигональных объектов. Точки, линии, полигоны, опираясь на правила топологии, формируют непрерывную поверхность из соединенных участков. Для построения набора данных участков может применяться уже сформированная топология, в которой участвуют объекты трех разных типов: • линии участка, и линии другого назначения; • точки участка и опорные точки; • полигоны участка. При этом такие объекты как «точки, лежащие на границе» расширяют возможности модели для описания земельно-кадастровой информации. Несомненным преимуществом модели является и хранение векторов смещения для уравнивания набора данных участков, что позволяет оценивать величину изменения координат. Алгоритмы обработки координат при этом не описаны в открытых источниках, поэтому при практическом применении результаты требуют дополнительного анализа. В целом, используя преимущества топологии для обеспечения целостности кадастровых данных, набор данных участков предлагает более развитую модель для описания земельных участков. Топология в QGIS 3. Работа с топологией в составе открытого ГИС приложения QGIS реализована с помощью дополнительного программного модуля Topology Checker [7]. Этот модуль, в отличие от ArcGIS, не выполняет уравнивание координат общих смежных точек. Проверка топологии выполняется на основе набора правил для объектов разных типов (точек, линий, полигонов). Ряд функций для проверки топологии объектов одного слоя реализовано и в модуле Geometry Checker. В целом модули работы с топологией в QGIS имеют ограниченный функционал и могут служить только как инструмент проверки исходных векторных наборов данных. Соотношение задач земельного кадастра и правил топологии в рассмотренных программных продуктах приведено в таблице 1.

127

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Таблица 1 – Реализация правил топологии в ГИС программных продуктах Топологические правила Топология Набор данных Топология Задачи кадастра ArcGIS участков QGIS ArcGIS границы земельного граница граница – участка в пределах должна должна одного кадастрового совпадать с совпадать с квартала должны границей границей четко или с (полигон, (полигон, допустимой полигон) (must полигон) (must точностью cover each cover each совпадать с other) other) границей квартала поворотные точки не должны не должны не должно границ соседних перекрываться перекрываться пересекать земельных участков (must not (must not (must not должны совпадать overlap) overlap) overlap) не должны не должны не должно иметь иметь иметь дыр пробелов (must пробелов (must (must not have not have gaps) not have gaps) gaps) кварталы должны граница граница – четко покрывать должна должна площадь зон без совпадать с совпадать с наложений и границей границей расхождений (полигон, (полигон, полигон) (must полигон) (must cover each cover each other) other) вершина лежит на отдельно для точки линии – границе точечных принуждают объектов точка точки участка должна лежать располагаться на линии (must на линии его смежного be covered by boundary of) участка. Заключение. Рассмотренные геоинформационные системы содержат разные по своим функциональным возможностям инструменты работы с топологией разных типов объектов, которая

128

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии лежит в основе описания объектов земельного кадастра. При этом базовую проверку корректности исходных данных можно выполнить в обеих рассмотренных системах, а уравнивание координат объектов и моделирование модели земельных участков доступно в решениях ESRI. Техническая сторона обеспечения целостности кадастровых данных может быть реализована, например, на основе существующих решений. Правовая же сторона коррекции кадастровых данных требует дополнительного изучения и анализа международного опыта в этом вопросе.

Литература 1. Кадастр 2014. Видение будущего кадастровых систем [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.fig.net/resources/publications/figpub/cadastre2014/translation/c2014russian.pdf 2. ArcGIS for Land Administration [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.esri.co/Temas_Esri/Catastro/Exito/pdf/completocasos.pdf 3. OSGeo: Homepage [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.osgeo.org/ 4. Обзор топологии в ArcGIS [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://desktop.arcgis.com/ru/arcmap/10.3/manage-data/topologies/an-overview-oftopology-in-arcgis.htm 5. Могильний С. Г. Автоматизація процесу топологічного узгодження кадастрової карти / С. Г. Могильний, Д. Ю. Гавриленко // Вісник геодезії та картографії. - 2013. - № 3. - С. 33-37. 6. Что такое набор данных участков? [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://desktop.arcgis.com/ru/arcmap/10.3/manage-data/editing-parcels/whatis-a-parcel-fabric-.htm 7. Topology Checker Plugin [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://docs.qgis.org/3.4/en/docs/user_manual/plugins/plugins_topology_checker.html

129

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 332 ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ И ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ Дядык Б.П., Шолух Н.В. Донбасская национальная академия строительства и архитектуры В статье приведены исследования и дана характеристика основным источникам альтернативной энергии. Были рассмотрены предпосылки и нынешние тенденции их развития. Дана оценка возможности для использования территории Донбасса под размещение объектов альтернативной энергетики. The article presents the research and describes the main sources of alternative energy. Prerequisites and current trends of their development were considered. An assessment is made of the possibility of using the territory of Donbass for the placement of alternative energy facilities. Ключевые слова: альтернативные источники энергии, гелиоэнергетика, фотоэлемент, солнечные панели, ветроэнергетика, ветроэнергетическая установка, гидроэнергетика, гидроэлектростанция. Keywords: alternative energy sources, solar power, photocell, solar panels, wind power, wind power plant, hydropower, hydroelectric power station. В области энергетики, основными причинами ухудшения и загрязнения окружающей среды являются ТЭС и АЭС – крупные энергетические объекты. Они приносят вред не только по время эксплуатации, но и на первых этапах строительства. Под строительство и обслуживание ТЭС и АЭС отводятся большие земельные участки, вырубаются леса, изменяются русла рек, изменяют статус существующих водоемов – это прямое вмешательство и нарушение экологической ситуации страны либо региона. Также возникаю неудобства со стороны земельного законодательства – изъятие земель из одной категории сельскохозяйственные земли, земли лесного фонда, земли водного фонда - и передача их в другую - земли энергетики. В период эксплуатации электростанции, в особенности ТЭС, работающая на органическом топливе, являются основным источником загрязнения окружающей среды. Так вначале 2000-х на долю ТЭС приходилось более 30% загрязняющих атмосферу веществ.

130

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Одним из последствий этого является выпадение кислотных дождей с последующим закислением почвы и со всеми вытекающими отсюда последствиями. Данных причин вполне достаточно, чтобы понять всю серьезность опасности, которую несут в себе нынешние источники энергетики и необходимость в поиске новых, альтернативных и безопасных источников энергетики. На данный момент в мире развивается порядка десяти видов альтернативных источников энергетики. Основными из них являются гелиоэнергетика, гидроэнергетика и ветроэнергетика, так как эти источники энергии издавна известны человечеству. Солнце является источником практически неисчерпаемой энергии. Ежесекундно 400 млрд. кг материи преобразуется в энергию, которую Солнце излучает в космическое пространство. За год на Землю поступает 1,01*1018 кВт*ч солнечной энергии. Из этого потока, без ущерба для экологии можно использовать лишь 1,5% энергии, а именно 1,62*1016 кВт*ч в год. На данный момент используют два основных способа получения электричества из солнечного излучения: • фотовольтаика – получение электроэнергии с помощью фотоэлементов; • гелиотермальная энергетика – это преобразование солнечной радиации в тепло посредством жидкого теплоносителя. Вышеприведенные способы существенно отличаются друг от друга не только принципом работы, но и сферой применения. Так использование фотовольтаики представлено в виде солнечных панелей, которые можно устанавливать и использовать для личного пользования, так и для государственных масштабов. Способ, применяющий гелиотермальную энергетику, также имеет масштабное применение, однако, его процент гораздо ниже по сравнению с фотовольтаикой. Данный способ преобразования больше применяется в личном пользовании. Одним из главных признаков качества любого продукта является коэффициент полезного действия (далее – КПД). Для первого фотоэлемента он составлял всего 1%, что было чрезвычайно малым показателем. Современные серийные фотоэлементы имеют КПД 14%. На данный момент американские ученые разрабатывают многослойные элементы, КПД которых должно составлять 40% и более. Из вышеописанного фактора вытекает стоимость электроэнергии, которая из года в год становится более дешевой. Так в 1985 году 1 Вт

131

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии стоил 5$, а в 2011 цена упала ниже 1$ за Вт. Стоимость электроэнергии зависит также от используемых ресурсов для создания фотоэлементов. Американская фирма Nanosolar производит пленки, на которые наносятся наночастицы из меди, индия, галлия и селена. Эта инновация позволяет сократить себестоимость продукции до 3035 центов за ватт. Солнечная энергетика имеет большие перспективы для развития ввиду широкого спектра её применения, доступности и неисчерпаемости. Так солнечная энергетика широко применяется в системах теплоснабжения. Она используется для горячего водоснабжения, отопления и других нужд. Это позволяет уменьшить использование традиционных топливных ресурсов, тем самым снизить пагубное влияние на окружающую среду. В поддержку данного вида электроэнергии в передовых странах имеют место соответствующие государственные программы, которые обеспечивают благоприятные условия, в том числе экономические, для её использования и развития. К примеру, в Германии, лидеру по суммарной мощности солнечных установок в ЕС, использование систем солнечного теплоснабжения для отопления домов сопровождается усилением теплозащиты, а также утилизацией тепловых выбросов. Это приводит к снижению энергозатрат и обеспечивает до 70% энергопотребления. Экологичность и благоприятные условия для использования гелиоэнергетики привело к увеличению площадей солнечных коллекторов. В 2008 году их площадь в США составила более 10 млн. м2 , в Японии – 8 млн. м2 , в Израиле – 3,5 млн. м2 . В Китае расположено более половины солнечных коллекторов в мире. К этому списку основных потребителей солнечной энергии также следует добавить Швецию, Данию, Германию, Испанию, Индию [Электроэнергетика и охрана окружающей среды. Функционирование энергетики в современном мире, часть 2.1.3. Состояние и перспективы развития солнечной энергетики]. Что касательно стран СНГ, в частности России, то развитие гелиоэнергетики оставляет желать лучшего. Так в России на начало 2019 года доля выработки энергии с помощью СЭС была практически приравнена к нулю. На данный момент в регионе функционируют всего 10 СЭС общей мощностью 100 МВт и 5 СЭС в Крыму, мощность которых составляет 300 МВт [Никитина Г., Развитие солнечной энергетики в России, Украине и в других странах]. Несмотря на данные факты, в России есть перспективы развития гелиоэнергетики. Сейчас на государственном уровне действует

132

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии программа по сотрудничеству с частными инвесторами. Суть программы заключается в дотациях, благодаря которым срок окупаемости не должен превышать 15 лет для СЭС средней мощности. По этой программе, в ближайшие 5-10 лет, общая мощность СЭС должна возрасти в несколько раз. Также проводиться программа по освоению северо-восточных регионов; по ней планируется построить около 100 автономных СЭС общей мощностью 1 ГВт. Также правительство рассматривает законопроект, который упростит установку солнечных панелей частным домовладельцам мощностью до 15 кВт. Более того, излишки электроэнергии можно будет продавать государству по установленным и регулируемым тарифам.

Основные источники энергии России, ГВт 200 150 100 50 0

Основные источники энергии России, ГВт

Рис. 1. Основные источники энергии России. На рисунке 1 показаны основные источники энергии, используемые в России. На ней видно, что основным источником являются тепловые станции на горючих ископаемых, а процент использования солнечной энергии крайне мал. Исходя из имеющихся данных, можно сделать вывод, что ситуация в России, относительно гелиоэнергетики, складывается не наилучшим образом. Конечно, принятые законопроекты и государственные программы в будущем помогут исправить положение, но лидирующие позиции на мировой арене занять будет очень трудно.

133

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 2. Карта инсоляции Европы, Малой Азии и Северной Африки. Гелиоэнергетика напрямую зависит от уровня солнечной инсоляции региона. Проанализировав рисунок 2 можно сделать выводы, что оптимальным регионами для использования солнечных фотоэлементов в Европе является Испания, Италия, Балканский полуостров, а также южная часть Франции и Украины. Проанализировав вышеизложенные данные и факты, можно сделать обобщение и отметить преимущества и недостатки гелиоэнергетики. К преимуществам можно отнести следующие: • общедоступность солнечного излучения; • нет правовых ограничений на использование энергии солнца; • процесс выработки электроэнергии полностью экологичен; • быстрая окупаемость в сравнении с другими установками. К недостаткам следует отнести: • непостоянство солнечных дней, плохая погода и сезонные условия приводят к снижению КПД и скачкам напряжения; • низкий КПД фотоэлементов, это увеличивает срок окупаемости. Также стоит отметить, что эффективность использования солнечных панелей напрямую зависит от региона их применения. Вторым из основных источников чистой энергии является ветер. Изначально энергию ветра использовали в судоходстве, после стали делать примитивные «электродвигатели» - мельницы барабанного типа. Самые старые остатки были найдены в 2-1 вв. до н.э. в Египте, около г. Александрии. Это свидетельствует, что уже в ту пору энергия ветра служила подспорьем в работе для населения. Однако, с изобретением паровых машин, затем двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей ветряные двигателя ушли на третий план, остались они в основном в сельском хозяйстве. Объясняется это тем, что паровые машины и двигателя внутреннего сгорания были гораздо мощнее их ветряных конкурентов.

134

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Ситуация начала диаметрально меняться в 1990 гг. когда ведущие мировые страны начали постепенно вводить в эксплуатацию электростанции использующие энергию ветра. Несмотря на то, что вопросы об альтернативных источниках энергии стали поднимать ещё в конце 18 в., акцентировать на это внимание стали только в конце 20 в. Причиной тому стали изменения в климате, ухудшение экологической ситуации. Энергия ветра оценивается в 175-219 тыс. ТВт*ч в год, при этом развиваемая им мощность достигает (20-25)*109 кВт. Это в 2,7 раза больше суммарного расхода энергии на планете. Однако при этом безопасно можно использовать лишь 5% этой энергии. На данный момент ветроэнергетика – это динамично развивающаяся отрасль энергетики. Так в 2000 г. суммарная установленная мощность ветроэнергетических установок (далее – ВЭУ) в мире составляла 17,8 ГВт, в 2005 г. она достигла 59,27 ГВт, а к началу 2015 г. уже составила 369 ГВт. По данным BP Statistical Review of World Energy 2013, выработка электроэнергии составляет 521,3 млрд. кВт*ч, это составляет 2,3% от общемирового объема производства электроэнергии [Развитие ветроэнергетики в мире,2007]. Исходя из проанализированных данных Ukrainian Wind Energy Association, были выявлены показатели энергобаланса Евросоюза за 2016 год. По этим показателям видно, что ветроэнергетика занимает второе место по установленной мощности среди других видов энергетики. Однако этот показатель не освобождает данную отрасль от затруднений в ведении в эксплуатацию новых мощностей. Данные по энергобалансу Евросоюза за 2016 год представлены на рисунке 3. Солнечная энергия; 101

Природный газ; 186

Природный газ Энергия ветра

Атомная энергия; 120

Уголь Гидро

Гидро ; 136

Энергия ветра; 154

Атомная энергия Солнечная энергия

Уголь; 153

Рис.3. Энергобаланс Евросоюза, ГВт.

135

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Из-за высокой стоимости ВЭУ, ввод новых мощностей затруднен по сравнению с мощностями, которые используют ископаемые энергоресурсы. Государства большинства стран Евросоюза взяли на себя обязательства о стимулировании развития этой отросли энергетики. Вследствие данной политики на территории ЕС зачастую повышают стоимость ископаемого топлива путем введения дополнительных налогов. Также администрация заключает контракты, согласно которым она выкупает всю энергию, произведенную за счет нововведенных в эксплуатацию мощностей; к стоимости этой энергии вводят надбавки, позволяющие уменьшить срок окупаемости новых ВЭУ. На данный момент ветроэнергетика развивается около тридцати лет. За это время было существенно улучшена технология производства ветрогенераторов. Теперь при их строительстве используют современные дешёвые и эффективные материалы. Вследствие этого возросла и единичная мощность ветряных установок, а это в свою очередь привело к сокращению производственных издержек и повышению конкурентоспособности ветряной технологии. Характерной особенностью ветроэнергетики, в сравнении с другими источниками энергии, описанными выше, является то, что ветроэнергетическая установка занимает малую площадь. Это делает её экономически выгодной в разрезе земельного законодательства и рационального использования земельных ресурсов. Эта особенность дает возможность выделять землю для строительства и обслуживания ветроэнергетической установки с отчуждением минимальной территории, что положительно сказывается на использовании земли. Для корректной работы ВЭУ требуются хорошие ветровые потоки, минимальным порогом является скорость 6 м/с. Ветровые потоки присутствуют практически повсеместно, в особенности в прибрежной зоне морей и океанов, на равнинной и холмистой местности. Однако непостоянная скорость ветра не позволяет использовать ВЭУ на полную мощность их действующего потенциала. Также причиной снижения КПД является кратковременное усиление скорости ветра, при которой есть риск полно или частичного разрушения ВЭУ. Во избежание этого работа установки прекращается. Наряду со всеми достоинствами ветроэнергетики, следует обратить внимание на её недостатки. Не смотря на всю экологичность процесса производства электроэнергии, ВЭУ влияет на экологию

136

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии региона. Мощные ветряные электростанции снижают среднюю скорость ветра, тем самым способствуют более сильному нагреву медленно движущихся воздушных масс в летний период и более интенсивному охлаждению в зимний период. Всё это оказывает влияние на климатические условия региона. Также при размещении ВЭУ следует учесть пути миграции птиц, так как высокие установки могут представлять для них непосредственную угрозу. Подытожив все вышесказанное, следует отметить, что ветроэнергетика является лидером по вводу в эксплуатацию новых мощностей среди возобновляемых источников энергии (далее – ВИЭ). У неё есть преимущества в расположении из-за малой площади основной конструкции и возможности размещения на территории морей и океанов. Однако конкурентоспособность данной отрасли напрямую зависит от государственных программ поддержки и стимулирования развития ветроэнергетики. Как отрасль энергетики гидроэнергетика зародилась в конце 19 века, однако стремительный темп развития начался в 20 веке. Благодаря своему долгому развитию, гидроэнергетика получила большой накопительный опыт, имеет успехи в методах проектирования и расчёта, совершенствовании конструкций плотин и технологии их возведения. Это повышает их надежность и экономичность плотин. В настоящий момент ГЭС пользуется широким спросом на рынке. Их общая установленная мощность в мире к концу 2005 года составила более 836 ГВт. Основными пользователями гидроэнергии являются такие страны как Китай, Индия, Норвегия, Бразилия, США, Япония, Канада. ГЭС с крупными водохранилищами являются важной частью экономики, как регионального, так и государственного уровня. В образованных на их основе водохозяйственных комплексах участвуют коммунальнобытовое, промышленное, сельскохозяйственное водоснабжение, орошение, водный транспорт, рыбное хозяйство, рекреация. Также эти комплексы являются преградой от наводнений, гарантируют санитарно-экологические пропуски. Однако строительство и эксплуатация ГЭС подразумевает активное вторжение в сложившиеся экологические условия. Оказывая на них влияние, это может привести к отрицательным последствиям для окружающей среды и населения. Тем не менее, широкомасштабное строительство ГЭС с водохранилищами комплексного назначения сыграло важную и большую роль в экономическом развитии многих стран, повысили благосостояние населения, улучшило их качество жизни. Благодаря

137

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии высоким темпам развития этой отрасли энергетики, к 2008 году в мире общая мощность ГЭС в мире достигла 887 млн. кВт, а выработка – 3050 млрд. кВт*ч [Базеев Е.Т., Билека Б.Д., Развитие теплоэнергетики и гидроэнергетики, ч. 2, раздел 1.3. Современный этап развития гидроэнергетики]. В России становление и развитие гидроэнергетики пришлось на послевоенный период. В 1940-1950 гг. было восстановлено и построено около ста малых и средних ГЭС, а также несколько крупных проектов. Среди них были такие сооружения: • Куйбышевская ГЭС мощностью 2300 МВт, которая относится к Волжскому каскаду; • водохозяйственный комплекс в составе Цимлянского гидроузла с ГЭС на реке Дон, Волго-Донского суходольного канала длиной 101 км. Период 1959-1980 гг. характеризуется строительством крупных ГЭС в районах Сибири и Средней Азии. Там сосредоточено 80% гидроресурсов, благодаря этому данные районы являются крайне благоприятные для осуществления деятельности гидроэнергетики. В 1990 г. общая мощность и выработка ГЭС достигла значительных результатов. Это привело СССР на второе место в мире после США по установленной мощности, и на третье по выработке, после Канады и США. Несмотря на распад СССР, мощность гидроэнергетики России осталась на должном уровне, в основном благодаря ГЭС расположенным в восточных регионах России, а также Донскому и Волжскому каскадам. Обобщив вышеперечисленные факты и данные, стоит отметить, что гидроэнергетика имеет хороший потенциал для развития. Однако успешность и результативность от использования данного источника энергии полностью зависит он наличия рек на территории региона либо страны. Так как реки являются уникальным природным ресурсом и не могут быть воспроизведены искусственно, использование гидроэнергетики является невозможным в ряде стран и ригеонах. Из преимуществ гидроэлектростанций следует выделить следующие: • очень дешёвая электроэнергия; • работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу; • быстрый выход на режим выдачи рабочей мощности после включения станции.

138

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Из недостатков, важными являются следующие: • затопление пахотных земель; • требуется наличие больших запасов энергии воды; • экологические проблемы:  застой воды, который приводит к загрязнению рек, снижению численности рыб;  повышение агрессивности компонентов гнуса (из-за недоедания на личиночных стадиях);  исчезновение мест гнездования многих видов перелётных птиц;  негативные растительные сукцессии. Проведя анализ вышеприведенных фактов и данных, можно сделать вывод, что производство энергии, основанное на ВИЭ, с каждым годом набирает обороты и в скором времени может полностью заменить традиционные источники энергии. Это направление предоставляет рад преимуществ, в первую очередь для экологии и окружающей среды. Также альтернативная энергетика имеет и свои недостатки, однако, изменение в методике работы электростанций, улучшение в технологическом процессе могут значительно уменьшить пагубное влияние на окружающую среду. Территория Украины предоставляет благоприятные условия для всех трёх видов альтернативной энергетики. В стране есть развитая речная система, также присутствуют горные массивы и прибрежные полосы, хорошо подходящие для ветроэнергетики. Также, исходя из анализа рисунка 1, на юге есть удовлетворяющие требования инсоляции условия для развития гелиоэнергетики. Если брать во внимание Юго-Восточные регион Украины, в частности Донбасс, то здесь можно развивать гелио- и ветроэнергетику. На востоке холмистая местность и на юге прибрежная полоса могут стать базой для развития ветроэнергетики. Также прибрежная зона местом наилучшего уровня инсоляции в регионе и может поспособствовать развитию солнечной энергетики. Литература 1. Информационный ресурс «Genport», «Достоинства и недостатки использования солнечных панелей»; 2. Варламов Г.Б., Сулейманов В.Н., Моляренко В.А., «Электроэнергетика и охрана окружающей среды. Функционирование энергетики в современном мире», ч. 1, раздел 2.1.3. Состояние и перспективы развития солнечной энергетики; 3. Никитина Г., «Развитие солнечной энергетики в России, Украине и в других странах»;

139

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии 4. Доклад «Global Trends in Renewable Energy Investment 2018» по Программе ООН по окружающей среде; 5. Базеев Е.Т., Билека Б.Д., «Развитие теплоэнергетики и гидроэнергетики», ч. 2, раздел 1.3. Современный этап развития гидроэнергетики; 6. Елистратов В.В., «Использование возобновляемой энергии», 2008; 7. Информационный ресурс «Школа для электрика», «Развитие ветроэнергетики в мире»; 8. Конеченков А., «Ветроэнергетика Украины в условиях нового рынка электрической энергии», 2017; 9. Любас Д., «Ветроэнергетика Украины: потенциал и перспективы развития», 2013.

140

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 735

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДЕФОРМАЦИЯМИ ДЫМОВЫХ ТРУБ

Никулин М.Ю. , Гермонова Е.А. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет» В статье рассматривается задача использования современных технологий наблюдения за деформациями дымовых труб. Также в данной статье описана технология выполнения наблюдений за деформациям с применением безотражательного электронного тахеометра. The article deals with the problem of using modern technologies for monitoring chimney deformations. This article also describes the technology for observing deformations using a non-reflective electronic total station. Ключевые слова: безотражательный электронный тахеометр, деформации, крен, дымовые трубы. Keywords: reflexless electronic total station, deformations, roll, chimneys. Целью научно-исследовательской работы является: получение теоретических знаний и практических навыков, связанных с современными способами наблюдений за деформациями дымовой трубы с помощью безотражательного режима электронного тахеометра Leica TPS-400. Объект исследования: область применения современных технологий наблюдения за деформациями дымовых труб и комплекс работ по их выполнению. Предмет исследования: съемка дымовой трубы с помощью безотражательного тахеометра Методы исследований: теоретический метод состоит в анализе литературных источников с целью получения актуальной информации по выбранной теме. Экспериментальный метод состоит в получении практического опыта измерений деформации дымовой трубы. Термин «деформирование» представляет собой изменение формы объекта исследований. В геодезической практике деформация рассматривается как изменение положения объекта относительно какого-либо начального положения. Помимо этого, деформации проявляются из-за определённых конструктивных характерных черт многоэтажных сооружений, которые могут также подвергаться

141

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии кручению и изгибу, вызванные неравномерным солнечным нагревом либо же давлением ветра, что в данном примере, приводит к их крену, т. e. к отклонению от вертикальной плоскости. Существуют следующие разновидности деформаций: а) вертикальные перемещения (осадка, просадка, подъём); б) горизонтальные перемещения (сдвиг) в) крен Промышленные дымовые трубы и вентиляционные трубы принадлежат к особо ответственным и дорогостоящим инженерным сооружениям. От надёжности эксплуатации вышеназванных сооружений напрямую зависит непрерывность работы промышленных и энерго-объектов. Наблюдения за деформациями зданий и сооружений, в том числе дымовых труб, начинают с момента их возведения и продолжают в процессе эксплуатации [1]. Они представляют собой комплекс измерительных и описательных мероприятий по выявлению величин деформаций и причин их возникновения. Получив результаты наблюдений, полученные расчеты подвергаются проверке для дальнейшего определения величин деформации объекта, чтобы после проделанных геодезических мероприятий стало возможным оказать воздействие по устранению их последствий. Существует более десяти традиционных способов определения крена сооружений (метод координат, направлений, зенитных расстояний и т.д). В их основе лежат угловые измерения с фиксированного базиса с использованием высокоточных теодолитов. Они являются весьма трудоемкими и не обеспечивают оперативность и точность измерений. Появление электронных тахеометров с большим радиусом безотражательных измерений расстояний позволило вычислять координаты на поверхности сооружения с большой точностью и на разных сечениях (высотах), в результате чего стало возможным получать трехмерную модель поверхности сооружения.(рис.1)

Рис. 1. Трёхмерная модель дымовой трубы, расположенной на территории 2-го учебного корпуса ДонНТУ

142

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Предлагаемый способ позволяет с одной точки стояния тахеометра получать данные для определения величины и направления крена башенных сооружений, оперативно выполнять натурные измерения и получать окончательные результаты в автоматизированном режиме, не требует предварительной закладки и последующей сохранности опорных геодезических пунктов (базисов), применим для различной конфигурации башенных сооружений. С целью определения величины крена тахеометр следует установить на точке с достаточной видимостью полной стороны башенного сооружения. В электронных тахеометрах установлены программы измерений, в том числе можно выделить встроенную программу обр. засечки, благодаря которой осуществляется ориентирование прибора, а также определяются плановые координаты точки стояния прибора. Расстояние от прибора до трубы нужно выбрать таким образом, чтобы была обеспечена достаточная видимость, а также, чтобы можно было осуществлять регистрацию координат верха трубы. Дальнейшим действием необходимо определить число сечений на вытяжной трубе, с помощью которых, в дальнейшем определяется центр сооружения. Как правило это горизонтальные швы (рис.2) на вытяжной трубе. В дальнейшем на каждом горизонтальном сечении через примерно одинаковые угловые расстояния тахеометром следует осуществить измерение 3-хмерных координат поверхности башни.

Рис. 2. Горизонтальные швы (сечения) дымовой трубы Как правило, в зависимости от прямой видимости это может быть от 6 до 10 точек. Далее, необходимо осуществить присвоение уникального кода координатам точек каждого сечения, для того, чтобы занести их в оперативную память прибора. В дальнейшем эти

143

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии точки буду проецироваться на горизонтальную плоскость. Данные точки описывают полуокружность, которая получается в сечении башни на определённой высоте Для того, чтобы был определён радиус башни, а также, чтобы были определены координаты центра – вполне достаточно 3-х точек, которые лежат на данной полуокружности. На следующем этапе – итоги измерений с тахеометра, в виде облака точек (рис.4), импортируются в программный комплекс (LISCAD/ACAD), который позволяет определить радиус, а также осуществить построение центра окружности по любому числу точек, оценить отклонения измеренных на поверхности трубы точек от дуги окружности (рис.3), которая вычислена аналитически для каждого измерения, повторить вычисления, исключив (например, точки с большими отклонениями) либо добавив новые точки. Спроецированные на горизонтальную плоскость центры окружностей, построенных для каждого из уровней, показаны на рис.5. На нем точками отмечено плановое положение центра окружности (оси трубы) для каждой высоты. Стрелками на рис.5 обозначено перемещение центра вытяжной трубы от одного сечения к другому. Измерив расстояние между центрами окружностей для сечений 1 (точка 1) и 12 (точка 12), получается абсолютное значение величины крена.

Рис.3 .Пример построенной окружности, описывающей сечение трубы

144

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 4. Облако точек, образующее сечения трубы

Рис. 5. Смещение центров сечения трубы по уровням а) б) в) г)

Предлагаемый метод обладает следующими преимуществами: позволяет с 1-ой точки стояния тахеометра получать данные для определения величины и направления крена башенных сооружений; не требует предварительной закладки и последующей сохранности опорных геодезических пунктов (базисов); применим для различной конфигурации башенных сооружений (цилиндрических, конических, треугольных и др.); наиболее приемлем относительно вопроса безопасности геодезиста, т.к. нет необходимости подниматься по поверхности дымовой трубы; позволяет оперативно выполнять натурные

145

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии измерения и получать окончательные автоматизированном режиме

результаты

Литература 1. Методика обследования дымовых труб // РД 34.20.328-95, 2. Экспериментальные измерения крена башенных сооружений электронным тахеометром // Режим доступа [электронный ресурс], https://cyberleninka.ru/article/n/eksperimentalnye-izmereniya-krenabashennyhsooruzheniy-elektronnym-taheometrom, 3. Башенные сооружения, геодезический анализ осадки, крена и общей устойчивости положения / М.Д. Бикташев – Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006 – 376 с.

146

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 528.91

ГИС ТЕХНОЛОГИИ - ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТОВ ДЛЯ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА Семирова Н.Н. Управление Государственного комитета по земельным отношениям Луганской Народной Республики в г. Алчевске и Перевальском районе Кукушкин В.П. ГОУ ЛНР «Луганский национальный аграрный университет»

(ГИС) - Географические информационные системы и технологии играют важную роль в решении проблем социально-экономического, политического, экологического развития и управления природными ресурсами, производственным и трудовым потенциалом в государственных интересах. (GIS) - Geographic information systems and technologies play an important role in solving the problems of socio-economic, political, environmental development and management of natural resources, production and labor potential in the public interest. Ключевые слова: ГИС, народное хозяйство, геоматика. Keywords: GIS, national economy, geomatics. Географические информационные системы — это система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о необходимых объектах. Понятие геоинформационной системы также используется в более узком смысле — как инструмента, позволяющего пользователям искать, анализировать и редактировать, как цифровую карту местности, так и дополнительную информацию об объектах. ГИС применяются в картографии, геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, м униципальном управлении, транспорте, экономике, военном деле и многих других областях. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования геоинформационных систем изучаются геоинформатикой. В настоящее время информационные материалы, используемые во всех сферах жизни общества, созданные на базе ГИС-технологий, а также геоинформационные знания и навыки, становятся одним из

147

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии наиболее востребованных товаров на внутреннем и внешнем рынках. Для работы в области ГИС необходимы специалисты, которые смогут выполнять комплексные и отраслевые ГИС-проекты в различных областях народного хозяйства. Пока таких специалистов, знающих как использовать ГИС-технологии, какие данные могут быть истребованы для принятия решений, к великому сожалению на производстве не хватает. Многие из этих специалистов не владеют современными аппаратно-программными работами с пространственными базами данных. В данной статье предлагается показать проблемы, возникающие в сфере ГИС-образования и представить пути их решения. Существуют термины геоинформатика и геоматика. Термин «геоматика» был предложен Б. Дабюссоном (англ. B. Dubuisson) в 1969 году. Определение термина геоматика предлагается на сайте Университета Калгари: «Геоматика — современная дисциплина, которая объединяет сбор, анализ, моделирование и управление данными, которые имеют пространственную привязку (идентифицируемые данные, согласно их местоположения). Базирующаяся на достижениях географии и геодезии, геоматика использует наземные, морские, воздушные и спутниковые датчики для получения пространственных данных. Она включает процесс преобразования пространственно привязанных данных с определенными точностными характеристиками из различных источников в обычные информационные системы. [1] Геоматика синоним геоинформатики, или геоинформационного картографирования. В настоящее время существует разрыв между масштабом задач по освоению и использованию ГИС-технологий и сложившимся уровнем развития профессионального геоинформационного образования и подготовки специалистов в этой области. Существующая недостаточно координированная, невнятная, организационная работа на муниципальном уровне порождает проблемы, которые могут быть решены только профессиональными кадрами, владеющими современными геоинформационными знаниями и навыками. Расширение области применения ГИС-технологий привело к появлению самостоятельной отрасли производства и потребления: геоинформационной индустрии. Основными видами профессиональной деятельности в ГИС-индустрии являются накопление, обновление и распространение цифровых геопространственных данных; проектирование баз и географических

148

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии информационных систем; распространение, планирование, управление, разработка, эксплуатация и развитие ГИС, а также профессиональное геоинформационное образование и обучение ГИСтехнологиям. Ключевыми фигурами в геоинформационной деятельности следует считать ГИС-менеджера и ГИС-специалиста, которые должны обладать системными знаниями и навыками работы в области проектирования, создания, эксплуатации и развития ГИС. На ГИСаналитика возлагается постановка и выполнение пользовательских задач. Профессионально, специалиста по ГИС-технологиям можно представить как профессионала, способного уметь разрабатывать концептуальную геоинформационную систему, оценивать возможность реализации концептуальной геоинформационной модели с помощью современных ГИС-технологий, разрабатывать бизнесплан, программу работ и другую документацию, которая регулирует реализацию, организацию и управляет разработкой и созданием ГИСпроектов, анализирует пути и средства дальнейшего развития и совершенствования ГИС-проектов с целью дальнейшей адаптации проектов к решаемым задачам. Возникает необходимость в формировании самостоятельного направления подготовки ГИС-специалистов новой, междисциплинарной формации. Речь идет о становлении нового направления в науке - геоматики. Геоматика определяется как «сфера деятельности в науке и технике, имеющая дело с использованием информационных технологий и средств коммуникации для сбора, хранения, анализа, представления, распространения и управления пространственно-координированной информацией, обеспечивающей принятие решений». Данное направление уже давно признано в России. Там создан комитет по стандартизации в области геоматики. В заключение необходимо отметить значимость ГИСобразования на современном этапе социально-экономического развития общества. Это прежде всего возможность комплексного решения природно-экономических и социальных задач, освоение новых методов и средств обработки данных, которые обеспечивают высокую наглядность отображения разнородной информации. Представление новых методов обработки и анализа пространственной информации, современных средств оперативного решения задач управления, оценки и контроля окружающих процессов.

149

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Таким образом, ГИС-образование находится в начале своего пути и на передовом рубеже в единой системе подготовки специалистов в области информационных технологий, а геоинформационные системы и технологии являются интегральным и стратегическим направлением дальнейшей информатизации нашего общества. Литература 1. Геоинформатика и образование. Вторая всероссийская конференция. Организаторы: ГИС-Ассоциация, Министерство общего и профессионального образования, Российская академия. - Москва, 25-26 марта 1998. - С. 22-25.

150

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 549(477.6)

МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ ДОНБАССА

Проскурня Ю.А. ГОУ ВПО Донецкий национальный технический университет Изучены новые минералы Донбасса, приуроченные к различным геологическим комплексам, открытые в нашем регионе за последнее время. Раскрываются особенности их генезиса, а также возможности практического использования в промышленности и сельском хозяйстве. Приведены новые данные о техногенных минералах, которые образуются на горящих породных отвалах. New Donbas minerals, confined to various geological complexes, established in our region recently have been studied. The features of their genesis are revealed, as well as the possibilities of practical use in industry and agriculture. New information about technogenic minerals that are formed on burning refuse heaps is given. Ключевые слова: Донецкий каменноугольный бассейн, новые минеральные виды, породный отвал, техногенные минералы. Keywords: Donetsk coal basin, new minerals, refuse heaps, technogenic minerals. За более чем двухсотлетний период промышленного освоения в Донбассе было открыто и описано большое количество минеральных видов – простых соединений, сульфидов, оксидов, силикатов, фосфатов, солей органических кислот, нитратов и др., список которых постоянно растет и пополняется новыми минеральными видами. В настоящее время на территории Донбасса выявлено и изучено более 230 минеральных видов различного генезиса, приуроченных к различным геологическим комплексам этого крупнейшего угленосного района [1]. Донецкий бассейн, расположенный на юге ВосточноЕвропейской платформы, занимает площадь более 60 тыс. км2, вытянутую субширотно на 650 км при ширине 100-150 км и является крупной геологической структурой – частью глобального пояса глубинных дислокаций и геодинамической активности земной коры – линеамента Карпинского. Мощность осадочных образований в Донбассе доходит до 20-24 км, главная часть которых относится к каменноугольной системе. В состав угля и вмещающих угольные пласты пород входит большое количество неорганических компонентов в виде глинистых минералов (до 50% всех минеральных

151

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии примесей), сульфидов железа – пирита и марказита (до 5%), а также доломита, сидерита, кальцита, кварца, слюд, хлоритов, фосфатов. Акцессорные минералы представлены рутилом, апатитом, турмалином, гранатом и др. (до 35 минеральных видов). Помимо угля в Донбассе открыты месторождения неметаллических полезных ископаемых (каменная соль, доломит, мел, мергель, огнеупорная глина, мраморизованные известняки и др.), а также месторождения ртути, сурьмы свинца, цинка, меди, золота, серебра, руд железа и редких металлов. Добыча и практическое использование минеральных богатств превратили Донбасс в важнейший горнопромышленный регион мира. За последние десятилетия работами сотрудников кафедры геологии и разведки месторождений полезных ископаемых ДонНТУ, совместно с другими геологическими организациями Донбасса, были открыты новые проявления и месторождения самородного золота (Бобриковский участок Нагольного Кряжа, Ольховатское проявление), самородный алюминий, реальгар, блеклая руда, линнеит, галенит, сфалерит, флюорит, диккит и другие минералы, золото и серебро в киноваре (Никитовское ртутно-рудное поле), выявлены новые рудные районы с гидротермальной медно-сульфидной, полиметаллической, флюоритовой и редкометальной минерализацией и контактово-метасоматические образования в зоне сочленения складчатого Донбасса с Приазовским кристаллическим массивом. Там установлено до 30 минералов, из которых более 20 выявлены и описаны для этого района впервые. Среди контактовометасоматических образований, отмечены андрадит-эпидотовые скарны и скарновые эпидозиты с наложенной на них сульфидной минерализацией, а также гранат-везувиановые скарны с наложенной кварц-флюоритовой минерализацией [2]. Повышенное внимание в последнее время, особенно после открытия геологами Приазовской ГРЭ первых в Украине кимберлитовых тел в коренном залегании (трубки Надежда, Южная, Новоласпинская и сопряженные с двумя последними одноименные дайки кимберлитов) уделялось работам на алмазы. Изучение минералогии региона позволило выявить ассоциации таких типоморфных минералов кимберлитов, как алмаз, пироп, муассанит, титаномагнетит, ильменит, хромит, перовскит и клиноэнстатит, а также типоморфных минералов эклогитов – омфацита и розового граната [3]. Среди редко встречающихся минералов, впервые обнаруженных в Донбассе, следует отметить находки водных оксалатов кальция,

152

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии ювеллита, уэдделлита и давсонита. Эти минералы образовались в результате воздействия гидротермальных растворов на песчаносланцевые породы Дружковско-Константиновской антиклинали [2]. В породах террикона шахты «Красный Партизан» (Луганская область), а затем в аргиллитах Северной антиклинали (Должанский участок) были обнаружены новые для Донбасса минералы – цинкит (красная цинковая руда, ZnO), прустит Ag3AsS3, а также тетраэдрит с повышенным содержанием серебра. Среди доломитов нижнего карбона в зоне сочленения Донбасса с Приазовским массивом УЩ на северной окраине с.Стылы был обнаружен минерал алюминит (Al 2 [(OH) 4 SO 4 ]⋅7H 2 O), в этом же районе впервые была выявлена крандаллитовая (CaAl 4 (OH) 4 [PO 4 ] 2 ⋅H 2 O) алюмофосфатная минерализация, что позволяет считать этот район перспективным для поисково-прогнозных работ на новый вид глиноземного сырья [3]. Большое количество новых для Донбасса минералов было открыто в последние годы при изучении горящих терриконов угольных шахт. Исследования более 100 проб техногенных минералов терриконов Донецко-Макеевского углепромышленного района Донбасса, проведенные в лабораториях ИГМР НАН Украины с помощью рентгеноструктурного и других видов анализов минерального вещества, позволили выявить 22 техногенных минерала, таких как сера S, нашатырь NH 4 Cl, реальгар AsS, гематит Fe 2 O 3 , масканьит (NH 4 ) 2 [SO 4 ], галотрихит FeAl 2 [SO 4 ] 4 ⋅22H 2 O, пиккерингит MgAl 2 [SO 4 ] 4 ⋅22H 2 O, тамаругит NaAl[SO 4 ] 2 ⋅6H 2 O, алуноген Al 2 [SO 4 ] 3 ⋅17H 2 O, эпсомит MgSO 4 ⋅7H 2 O, гексагидрит MgSO 4 ⋅6H 2 O, мелантерит FeSO 4 ⋅7H 2 O, халькантит CuSO 4 ⋅5H 2 O, летовицит (NH 4 ) 3 H(SO 4 ) 2 , сомольнокит FeSO 4 ⋅H 2 O, ангидрит CaSO 4, гипс CaSO 4 ⋅2H 2 O, чермигит NH 4 Al[SO 4 ] 2 ⋅12H 2 O, калиевые квасцы KAl[SO 4 ] 2 ⋅12H 2 O, натриевые квасцы NaAl[SO 4 ] 2 ⋅12H 2 O, селитра аммониевая NH 4 [NO 3 ], муллит Al 6 Si 2 O 13. Многие из них установлены впервые для Донбасса [4]. Эти минералы формируется как в результате сублимации газообразных продуктов угледобычи, поступающих из очагов горения, так и в результате гипергенного изменения пород под воздействием серной кислоты. Для более полного изучения минералогии горящих породных отвалов в 2016 году были проведены дополнительные исследования 6 проб, отобранных на горящих породных отвалах шахт г.Донецка «Лидиевка», «Заперевальная», № 1-7 «Ветка», №12-18, а также из породного отвала №7 шахты «Ждановская» (г.Ждановка, Шахтерский район Донецкой области). Были выполнены сканирующая электронная микроскопия и рентгено-фазовый анализ. Исследования

153

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии проводились в лаборатории методов минералогического анализа ЛММА ЦЛ ВСЕГЕИ в г.Санкт Петербург (зав. лабораторией Сапега В.Ф.). Проведенные исследования позволили установить следующие техногенные минералы алуноген Al 2 (SO 4 ) 3 ⋅16H 2 O, алюминокопиапит (Mg,Al)(Fe,Al) 4 (SO 4 ) 9 (OH) 2 ⋅20H 2 O, копиапит Fe 14 О 3 (SO 4 ) 18 ⋅63H 2 O, мелантерит FeSO 4 ⋅7H 2 O, пиккеренгит Mg,Al 2 (SO 4 ) 4 ⋅22H 2 O, нашатырь NH 4 Cl, сомольнокит FeSO 4 ⋅H 2 O, галотрихит FeAl 2 (SO 4 ) 4 ⋅22H 2 O, чермигит (NH 4 )Al(SO 4 ) 2 ⋅12H 2 O, масканьит (NH 4 ) 2 SO 4 , летовицит (NH 4 ) 3 H(SO 4 ) 2 , метаалюминит Al 2 SO 4 (OH) 4 ⋅8H 2 O. Второстепенные фазы в изученных образцах представлены аммонистой селитрой (NH 4 )NO 3 , метаалуногеном Al 2 (SO 4 ) 3 ⋅12H 2 O, сандеритом MgSO 4 ⋅2H 2 O, ефремовитом (NH 4 ) 2 Mg 2 (SO 4 ) 3 , эттрингитом Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 (OH) 12 ⋅26H 2 O, аммониолейцитом (NH 4 K)AlSi 2 O 6 , калинитом KAl(SO 4 ) 2 ⋅11H 2 O, лангбейнитом K 2 Mg 2 (SO 4 ) 3 , метавольтином (KNaFe)Fe(SO)(OH) 9 H 2 O и вольтаитом K 2 Fe 5 AlFe 3 (SO 4 ) 12 ⋅18H 2 O. Таким образом, современные методы исследований позволили установить на горящих породных отвалах Донбасса не известные ранее минеральные виды (копиапит и алюминокопиапит, метаалюминит, сандерит, ефремовит и др.) и расширить список техногенных минералов Донбасса. Выводы. Проведенные исследования показали, что в настоящее время на породных отвалах Донбасса происходят современные геологические процессы, обусловленные деятельностью человека, которые приводят к образованию новых минеральных видов. Последние исследования этих минералов показали, что неоминерализация отвалов угольных шахт весьма разнообразна, и список новых минералов Донбасса будет только расширяться. Широкое комплексное изучение минералогии Донецкого бассейна дает основание считать, что этот регион может стать эталоном не только геологической, но и минералогической изученности.

Литература 1. Лазаренко Е.К., Панов Б.С., Павлишин В.И. Минералогия Донецкого бассейна: В 2 т. / Наук.думка. – Киев, 1975. – Т. 1 – 221 с. 2. Досягнення Донецької мінералогії за 50 років (1954-2004)/Б.С.Панов// Записки Українського мінералогічного товариства, т.1, 2004. –С.85-94. 3. Новое в минералогии Донбасса и Приазовья /Б.С.Панов// Минералогический журнал, 23, №4, 2001. –С.99-108. 4. Неоминерализация горящих угольных отвалов Донбасса / Б.С.Панов, Ю.А.Проскурня, В.С.Мельников, Е.Е.Гречановская // Минерал. журнал. – 2000. – Т. 22, №4. – С. 37-46.

154

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 551

ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛОГИИ ОЛЬХОВАТСКОВОЛЫНЦЕВСКОЙ АНТИКЛИНАЛИ ДОНБАССА

Лобкова И.А., Проскурня Ю.А. ГОУ ВПО «Донецкий Национальный Технический Университет» Было изучено геологическое строение ОльховатскоВолынцевской антиклинали как структуры второго порядка, которая осложняет Главную антиклиналь Донбасса. Детально изучены особенности литологии, тектоники, минерагении. При оптическом изучении образцов горных пород, отобранных с породного отвала шахты «Лесная», был установлен минеральный состав и основные физические и оптические свойства рудных и нерудных минералов исследуемой территории. Проведенные исследования показали, что в пределах Ольховатско-Волынцевской антиклинали возможно выявление минерализации, принадлежащей преимущественно полиметаллической, сурьмяной и золотосульфидной рудным формациям The geological structure of the Olkhovatsko-Volyntsevskoy anticline was studied as a second-order structure that complicates the main anticline of Donbass. The features of lithology, tectonics, minerageny are studied in detail. An optical study of rock samples taken from the rock heap of the Lesnaya Mine was used to determine the mineral composition and the basic physical and optical properties of the ore and non-metallic minerals of the studied area. Studies have shown that within the OlkhovatskoVolyntsevskoy anticline it is possible to identify mineralization belonging mainly to polymetallic, antimony and gold sulphide ore formations. Донецкий бассейн представляет собой крупный синклинорий, образованный в кристаллическом фундаменте южной части Русской платформы между Украинским и Воронежским кристаллическими массивами. Докембрийские кристаллические породы северной части Приазовья сочленяются с Донецким бассейном по зонам глубинных разломов. Погруженные на значительную глубину, они образуют фундамент бассейна, вновь появляясь вблизи дневной поверхности на Воронежском массиве. В геологическом строении Донецкого бассейна принимают участие магматические и метаморфические породы докембрия, осадочные, интрузивные и эффузивные породы девона и

155

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии каменноугольные, пермские, триасовые, юрские, меловые, палеогеновые, неогеновые и четвертичные осадочные отложения. Среди складчатых структур Донбасса основными являются зона крупных линейных складок (Главная антиклиналь), северная и южная зоны мелкой складчатости, Бахмутская и Кальмиус-Торецкая котловины. Главная антиклиналь распложена в центральной части Донецкого бассейна между Главной и Южной синклинальными складками, протягивающимися вдоль всего бассейна. Антиклиналь представляет собой относительно простую узкую линейную складку с крутым падением крыльев (до 60-75о), которое сохраняется на глубинах свыше 1,5-2 км. Пологими поднятиями, образовавшимися в результате неравномерных движений блоков кристаллического фундамента, Главная антиклиналь разделяется на несколько частей: Дружковско-Константиновскую, Горловскую, Нагольчанскую, Ольховатско-Волынцевскую и другие антиклинальные складки (рисунок 1). К северо-западу от г.Дружковки антиклиналь выполаживается и вдоль продолжения ее оси устанавливаются купольные структуры (Корульская, Камышевахская, Волвенковская). В районе Нагольного кряжа, где прослеживается поперечное Ровеньковское поднятие, Главная антиклиналь разветвляется на две части [1]. Ольховатско-Волынцевская антиклиналь как структура второго порядка осложняет Главную антиклиналь Донбасса восточнее Горловского надвига, трассирующего в верхнем структурном этаже западную границу Центрального поперечного поднятия Донбасса. Ольховатско-Волынцевская антиклиналь протягивается о прямолинейно по азимуту СЗ 300 на расстояние около 65 км от ст. Новопавловка до г.Горловка. Антиклиналь представляет собой линейную складку с крутонаклоненными крыльями (50-70о). Ее осевая плоскость вертикальна или круто падает на северо-восток. Структура сложена породами нижнего и среднего карбона, которые представлены чередованием пластов песчаников, глинистых сланцев и маломощных горизонтов известняков [2].

156

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис.1. Схема тектонического строения центральной части Донбасса (по В.С.Попову): 1 - антиклинальные структуры: а Дружковско-Константиновская, б - Горловская, в - ОльховатскоВолынцевская, г – Нагольный кряж, д - Зуевский купол; 2 синклинальные структуры: е - Чистяково-Снежнянская, ж - БоковоХрустальская, з - Торецкая котловина, и - Бахмутская котловина; 3 горизонты маркирующих известняков [2]. В пределах Главной антиклинали Донбасса распространены сурьмяно-ртутные месторождения Никитовского рудного поля и чисто ртутные - Дружковско- Константиновского рудного поля. Западная периклиналь Ольховатско-Волынцевской антиклинали, примыкая через зону Горловского надвига к Никитовскому рудному полю, характеризуется рудопроявлением сурьмы возле с.Веровка. Юго-восточнее описываемой антиклинали расположены полиметаллические и золото-полиметаллические рудопроявления Нагольчанского рудного узла. В центральной части ОльховатскоВолынцевской антиклинали обнаружено и изучено Михайловское гидротермальное рудопроявление золота и имеются предпосылки для нахождения других золоторудных объектов. Минеральный состав месторождений и рудопроявлений вдоль Главной антиклинали закономерно изменяется от Нагольного кряжа, где развиты среднетемпературные дорудные изменения пород и средне-низкотемпературное оруденение, к Никитовскому рудному полю с низкотемпературной минерализацией. Метасоматически измененные породы Бобриковского золото-полиметаллического рудопроявления относятся к березитам, а ртутных месторождений Никитовского рудного поля - к аргиллизитам. На северо-западной периклинали Ольховатско-Волынцевской антиклинали (участки Лесной, Веровский, балки Гальченко) установлены аргиллизиты,

157

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии состоящие из кварца, каолинита, гидрослюды, а в центральной части антиклинали, ближе к Нагольному кряжу, в составе дорудных метасоматитов ожидается наличие преимущественно кварца, серицита, пирита и хлорита. [3]. Центральная часть антиклинали (на протяжении 60-70 км) в минералогическом отношении практически не изучена. Поэтому данная работа и посвящена более детальному изучению минерального состава участка «Лесной-Южный». ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ПЕСЧАНИКОВ С помощью метода оптической микроскопии были исследованы аншлифы песчаников, отобранные с террикона шахты «Лесная» (рисунок 2).

Рис. 2. Аншлифы песчаников, отобранные с террикона шахты «Лесная». Образец №1

Рис. 4. Крупные зерна пирита

Рис. 3. Аншлиф №1

Рис. 5. Псевдоморфоза гематита по пириту

Рис. 6. Бурнонит

158

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии В аншлифе были обнаружены такие минералы, как: пирит (Py), сфалерит (Sl), бурнонит (Bu) и гематит (Hm) (рисунки 3-6). 1. Пирит (Py). Отражательная способность 53%, в отраженном свете желтовато- белый, форма кристаллов - кубическая, изотропен. Царапин нет, поэтому твердость высокая (6-6,5). 2. Сфалерит (Sl). Отражательная способность 18%, в отраженном свете светло- серый, изотропен. Внутренние рефлексы желтоватые. Твердость >3 (3,5-4). 3. Бурнонит (Bu). Отражательная способность 20%, в отраженном свете серо- белый, анизотропен. Внутренние рефлексы коричневые. Твердость 2,5-3. 4. Гематит (Hm). Отражательная способность 25-28%, в отраженном свете серо- белый, сильно анизотропен с цветными эффектами. Внутренние рефлексы темно-красные. Твердость 6. Образец №2

Bu Bu Рис. 8. Пирит и бурнонит

Рис. 7. Аншлиф №2

Te Рис. 9. Кальцит в кварце и теннантит

159

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии В аншлифе были обнаружены такие минералы, как: пирит (Py), кальцит (Ca), бурнонит (Bu), гематит (Hm) и теннантит (Te) (рисунки 7-9). 1. Пирит (Py). Отражательная способность 53%, в отраженном свете желтовато- белый, форма кристаллов - кубическая, изотропен. Царапин нет, поэтому твердость высокая (6-6,5). 2. Кальцит (Са). Отражательная способность 17%, в отраженном свете темно- серый, сильно анизотропен, внутренние рефлексы не явные (бесцветные), твердость 4. 3. Бурнонит (Bu). Отражательная способность 20%, в отраженном свете серо- белый, анизотропен. Внутренние рефлексы коричневые. Твердость 2,5-3. 4. Гематит (Hm). Отражательная способность 25-28%, в отраженном свете серо- белый, сильно анизотропен с цветными эффектами. Внутренние рефлексы темно-красные. Твердость 6. 5. Теннантит (Te). Отражательная способность 30%, в отраженном свете серо - белый, изотропен. Исцарапан, твердость 34,5. Образец №3

Hm Py

Рис. 10. Аншлиф №3

Рис. 11. Пирит и гематит

В аншлифе были обнаружены такие минералы, как: пирит (Py) и гематит (Hm) (рисунки 10-11). 1. Пирит (Py). Отражательная способность 53%, в отраженном свете желтовато- белый, форма кристаллов - кубическая, изотропен. Царапин нет, поэтому твердость высокая (6-6,5). 2. Гематит (Hm). Отражательная способность 25-28%, в отраженном свете серо- белый, сильно анизотропен с цветными эффектами. Внутренние рефлексы темно-красные. Твердость 6.

160

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Образец №4

Рис. 12. Аншлиф №4

Рис. 13. Пирит

Рис. 14. Пирит и теннантит

В аншлифе были обнаружены такие минералы, как: пирит (Py) и теннантит (Te) (рисунки 12-14). 1. Пирит (Py). Отражательная способность 53%, в отраженном свете желтовато- белый, форма кристаллов- кубическая, изотропен. Царапин нет, поэтому твердость высокая (6-6,5). 2. Теннантит (Te). Отражательная способность 30%, в отраженном свете серо- белый, изотропен. Исцарапан, твердость 3-4,5. Образец №5

Hm Te

Py Рис. 16. Теннантит и пирит

Рис. 15. Аншлиф №5

161

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии

Рис. 17. Бурнонит

В аншлифе были обнаружены такие минералы, как: пирит (Py), теннантит (Te) и бурнонит (Bu) (рисунки 15-17). 1. Пирит (Py). Отражательная способность 53%, в отраженном свете желтовато- белый, форма кристаллов- кубическая, изотропен. Царапин нет, поэтому твердость высокая (6-6,5). 2. Теннантит (Te). Отражательная способность 30%, в отраженном свете серо- белый, изотропен. Исцарапан, твердость 3-4,5. 3. Бурнонит (Bu). Отражательная способность 20%, в отраженном свете серо- белый, анизотропен. Внутренние рефлексы коричневые. Твердость 2,5-3. Образец №6

Py Te

Рис. 18. Аншлиф №6

Рис. 19. Теннантит и пирит

Рис. 21. Бурнонит

Рис. 20. Теннантит

162

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии В аншлифе были обнаружены такие минералы, как: пирит (Py), теннантит (Te) и бурнонит (Bu) (рисунки 18-21). 1. Пирит (Py). Отражательная способность 53%, в отраженном свете желтовато- белый, форма кристаллов- кубическая, изотропен. Царапин нет, поэтому твердость высокая (6-6,5). 2. Теннантит (Te). Отражательная способность 30%, в отраженном свете серо- белый, изотропен. Исцарапан, твердость 3-4,5. 3. Бурнонит (Bu). Отражательная способность 20%, в отраженном свете серо- белый, анизотропен. Внутренние рефлексы коричневые. Твердость 2,5-3. Заключение Таким образом, проведенные исследования показали, что в пределах Ольховатско-Волынцевской антиклинали возможно выявление минерализации, принадлежащей преимущественно полиметаллической, сурьмяной и золотосульфидной рудным формациям. Литература 1. Лазаренко Е.К., Панов Б.С., Груба В.И. Минералогия Донецкого бассейна. – Киев:Наукова думка, 1975, ч.1, П. 2. В.А.Корчемагин, В.А.Дудник, Б.С.Панов, В.И.Алехин О связи полей тектонических деформаций и напряжений с рудностью в Донбассе Геофизический журнал 2005.- Том №27.-№1.- С.97-109. 3. Шумлянский В.А., Заря В.Ф О рудных формациях ОльховатскоВолынцевской антиклинали Донбасса// Доклады АН УССР, сер.Б, 1982, №11, с.26-28

163

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 528.62

ПРИМЕНЕНИЕ СВОБОДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МУНИЦИПАЛЬНОЙ ГИС Мавроди Ю.А., Гавриленко Д.Ю. ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»

Аварийные здания всегда оставались насущным вопросом для городских властей, так их эксплуатация угрожает непосредственно жителям здания и тех кто находится в близи них. В данной статье сформулированы цели и задачи которые необходимо решить, так же рассматриваются пути решения проблемы систематизации и фиксирования в единой базе данных об аварийных зданиях при помощи использования открытого программного обеспечения для создания ГИС. Emergency buildings have always remained a pressing issue for the city authorities, so their operation threatens the residents of the building and those near them. This article outlines the goals and tasks that need to be addressed, and also discusses ways to solve the problem of systematization and recording in a single database on emergency buildings using open source software for creating GIS. Ключевые слова: аварийные здания, ГИС- сервис, проблема, открытое программное обеспечение. Keywords: emergency buildings, GIS service, problem, open source software. Цель работы – Анализ свободного ГИС ПО и разработка на его базе концепцию ГИС-сервиса служебного пользования под названием «Список Аварийных Зданий» (САЗ). Открытое программное обеспечение — один из интереснейших технологических феноменов настоящего времени, обязанный своим бурным ростом развитию сети Интернет, инструментов разработки и компьютерной грамотности в целом. Архитектура открытого программного обеспечения в целом и ПО ГИС в частности обычно представляет собой многоуровневую структуру и формирует программный стек — набор взаимосвязанных компонент представляющих различные уровни. Уровни в стеке представлены различными, потенциально взаимозаменяемыми продуктами. Для ПО ГИС в качестве базового (операционного) слоя могут выступать как открытые (например, ОС Linux), так и

164

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии проприетарные операционные системы, такие как Microsoft Windows и Mac OS и соответствующие библиотеки времени исполнения. Разделение открытого ПО ГИС на множество уровней характерно для открытых систем и объясняется моделью разработки, интенсивно использующей другие готовые, чаще всего также открытые компоненты. Реализация многих уровней в одном комбинированном продукте более характерна для проприетарных решений, не имеющих возможности заимствования чужого кода (см. далее Преимущества). Существующее ПО ГИС можно условно поделить на 3 класса: это веб ГИС, настольные ГИС и пространственные базы данных. В таблице 2 представлены типовые стеки открытого ПО для веб и настольных ГИС. Уровни системного ПО в обоих случаях содержат много общих инструментов. Такое тесное переплетение в перспективе дает возможность реализации различных ГИС функций как для веб, так и для настольных платформ. Можно предположить, что будущие настольные приложения будут использовать веб-сервисы, которые, в свою очередь, будут включать в себя функции, традиционно реализующийся в настольных ГИС (например функции анализа). Таблица 1 платформ Тип ПО

Инструментальные слои открытых настольных Представители

Группа

Среда разработки

QGIS, GRASS, OSSIM, uDig, MapWindow GIS Пользовательский Eclipse, QT, OpenGL, интерфейс SharpDevelop

Высокоуровневые утилиты

GeoTools, MapWindow ActiveX

Приложения

PostGIS, GIS Хранение данных

Высокоуровневые скриптовые языки Python, Perl, R программирования Низкоуровневые утилиты

Обработка данных

Shapelib, JTS/GEOS, GDAL/OGR, GMT

Низкоуровневые языки C, C++, Java, Fortran, C#, программирования VB.NET Операционная система

Linux, Windows

165

Microsoft

Системное ПО

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Настольная (пользовательская) ГИС — это картографическое ПО, устанавливаемое и запускаемое на персональном компьютере и позволяющее пользователям отображать, выбирать, обновлять и анализировать данные о географических объектах и связанную с ними атрибутивную информацию [10]. Рассмотрим краткие характеристики основных открытых пользовательских ГИС в табл. 2. ГИС

Таблица 2- Сравнение основных открытых пользовательских

166

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Преимущества открытых ГИС программ Большая свобода от разработчика. Открытые ГИС, как и открытое ПО в целом отражают современную тенденцию уменьшения зависимости пользователя программного обеспечения от разработчика (так называемый vendor lock-in). Очевидно, что данная проблема относительна, поскольку продолжительный опыт использования ПО, открытого или закрытого, так или иначе приводит к выстраиванию вокруг него технологической линейки, цена перехода с которой может оказаться большей, чем освоение нового ПО. Однако, в условии открытости, пользователю открытого ПО ГИС гарантирована возможность внесения необходимых ему изменений самостоятельно. Модель разработки. Открытость делает разработку ГИС более эффективной, главным образом за счет высокой модульности. Разработка так же сильно облегчается за счет использования готовых программных компонент, активно используемых в разработке открытых ГИС. Для интерфейса часто используется QT, возможность работы с многочисленными векторными и растровыми форматами - GDAL/OGR, геометрические операции, как правило, реализованы на базе библиотеки GEOS/GeoTools, последнее время выделяются в отдельные проекты другие, менее комплексные компоненты, необходимые в ГИС, такие как, например, расстановка подписей (PAL), проекционные преобразования ,высококачественный рендеринг (AGG) и другие. Подобная модульность позволяет сфокусироваться на более эффективной реализации определенного подмножества функциональности и избежать неизбежного в случае закрытой модели разработки дублирования усилий. Благодаря тому, что разработка ведется «на виду», проектов дублирующих друг друга практически не возникает. Инновации. Быстрый темп разработки, привлечение разработчиков со всего мира и высокая модульность стимулируют инновационный характер открытого ПО. Здесь, внедрение новых, часто еще полностью не отработанных технологий, не встречает противодействия, а скорее приветствуется. Так, например, поддержка весьма распространенных также открытых баз пространственных данных PostGIS появилась в коммерческом ПО ГИС Mapinfo и ArcGIS сравнительно недавно. Открытые же ГИС умеют работать с этими базами данных по меньшей мере 4-5 лет. Быстрый рост функциональности может влиять на надежность и удобство пользования приложением, но это может быть скомпенсировано дополнительным тестированием широким сообществом пользователей. Недостатки открытых ГИС программ Функциональность и производительность. Недостаточная функциональность - ключевая проблема открытых ГИС мешающая их массовому внедрению и обусловленная их сравнительной молодостью и недостатком разработчиков. К примерам недостатка 167

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии функциональности относится отсутствие на настоящий момент открытой реализации хранилища растровых данных (разработка ведется для PostGIS – WKTRaster), экзотичность форматов (ГИС GRASS наиболее эффективно работает с своим растровым и векторным форматом данных), недостаточно отлаженная поддержка ОС Windows (так же ГИС GRASS). Открытые ГИС испытывают некоторые сложности в работе с большими наборами данных, расширенной символикой и часто ограничены в функциональности по производству высококачественных картографических произведений. Поддержка и надежность в целом. Несмотря на наличие, как правило, больших и активных сообществ пользователей, готовых помочь в разрешение проблем с конкретным продуктом, его участники не обязаны предоставлять эту поддержку. Возможности по поддержке корпоративных пользователей пока находятся на начальных этапах развития, количество компаний предоставляющих такую поддержку. Важность стабильного ПО ГИС осознается его разработчиками, которые все чаще начинают поддерживать две версии ПО, одну — на пике возможностей, включающую все последние разработки и другую — стабильную, где ведется более интенсивная работа над ошибками и ограничено введение новых возможностей в угоду стабильности. Встроенность в технологические процессы. При всех своих преимуществах, открытое пользовательское ПО ГИС в целом является достаточно молодым, что признается и ее разработчиками и пользователями. На практике это выражается в неготовности организаций переходить на его использование. Примеров успешного использования открытых ГИС для решения производственных задач пока достаточно мало. Согласно возникающей отрицательной обратной связи, отсутствие примеров использования открытого ПО ГИС в технологических процессах приводит к неохотному внедрению открытых ГИС из-за их «неизвестности». В основном организации занимают выжидающую позицию. Помочь определиться с выбором открытой ГИС призваны проекты подобные CASCADOSS, оценивающие основные открытые ГИС по более чем 50 параметрам с точки зрения их маркетингового, экономического и технологического потенциала. Однако в условиях быстрого роста, подобная информация быстро устаревает.

168

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Открытые пользовательские ГИС находятся на стадии взросления, но безусловно заслуживают внимания и учёта в долгосрочном планировании, гарантируя существенную экономию на лицензиях, готовность к инновациям и эффективность разработки за счет использования готового программного кода. Выгода в использовании такого ПО, c одной стороны, особенно очевидна для небольших, некоммерческих и общественных объединений и компаний, для исследовательских, государственных и прочих организаций с большим количеством филиалов, где достаточно ограниченной функциональности. С другой стороны, открытые ГИС представляют собой новый инструмент конкурентной борьбы для компаний, чья основная прибыль не идёт от продажи ПО (например компаний-интеграторов). Использование открытых ГИС способно резко уменьшить расходы и усилить конкуренцию. Тем не менее, ряд недостатков открытого ПО ГИС, описанных в этой статье, на данный момент препятствует немедленному его внедрению в организациях в качестве основного ПО ГИС. С улучшением поддержки, развитием участия отечественных разработчиков в международных проектах и ростом общего уровня знания проблематики ГИС, ситуация будет меняться в лучшую сторону для открытых ГИС. Немаловажным начинанием в данной области явились бы пилотные проекты, показывающие уровень готовности открытых ГИС к реальной работе.

169

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии УДК 332.36

ПРОБЛЕМА ВЫБОРА ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ОБРАЩЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ БЫТОВЫМИ ОТХОДАМИ В Г. ДОНЕЦКЕ

Комарова C., Глебко К.В. ,Ковалев К.В. ГОУ ВПО "Донецкий национальный технический университет" Проанализирована существующая ситуация относительно размещения объектов твердых бытовых отходов на территории г. Донецка, предложены пути решения обращения с площадками твердых бытовых отходов. Analyzed the current situation regarding the placement of objects of solid household waste in the territory of Donetsk, proposed ways to address the treatment of solid waste sites. Ключевые слова: твердые бытовые отходы, полигон, рекультивация. Keywords: municipal solid waste, landfill, recultivation. Твёрдые бытовые отходы (ТБО) - отходы, которые образуются в процессе жизнедеятельности человека и накапливаются в жилых домах, учреждениях соцкультбыта, общественных, учебных, лечебных, торговых и других учреждениях и не имеют дальнейшего использования образования Удаление твердых бытовых отходов (ТБО) в современном обществе является общенациональной проблемой практически всех развитых государств мира. Решение этой проблемы достигается различными путями, однако в большинстве городов санитарная очистка их территорий осуществляется путем вывоза ТБО за пределы города на специально отведенные места (полигоны), где производится их складирование и захоронение. Объемы образования и накопления твердых бытовых отходов с каждым годом увеличиваются. Поэтому на сегодняшний день, остро стоит проблема не только уменьшения количества накопленного мусора, но и правильного обращения с ТБО, применение новых методов и технологий, которые помогут предотвратить серьезные загрязнения окружающей среды. Целью данной работы является выбор места расположения полигонов твердых бытовых отходов с учетом особенностей города Донецка. Задачи:

170

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии - исследование состояния действующих полигонов в городе Донецк; - анализ законодательной и нормативной базы в сфере обращения с твердыми бытовыми отходами; - модернизация и усовершенствование существующих площадок ТБО. Проанализировав существующую ситуацию полигонов ТБО и свалок на территории Донецка с помощью интерактивной карты Wikimapia, можно сделать вывод, что на территории Донецка самыми крупными полигонами являются: «Чулковский», «Ларинский», «Петровский». По своим характеристикам они не соответствуют требованиям. Следует также отметить, что их мощности почти исчерпаны. Расположены данные объекты крайне нерационально (все три – в южной половине города). В этом случае расходы на перевоз и состав ТБО разный для всех районов города. Вывоз мусора в Донецке осуществляют 4-6 предприятий. Таким образом, все три полигона ТБО г. Донецка не соответствуют санитарно-экологическим требованиям, предъявляемым к современным полигонам, они не оборудованы специальными защитными экранами, которые бы препятствовали загрязнению почв, при проектировании данных полигонов не созданы санитарно-защитные зоны и не учитывалась роза ветров. Помимо трех основных полигон в г. Донецке существует большое количество несанкционированных стихийных свалок. К примеру, на вершину террикона бывшей шахты № 13 «Куйбышевская» (заброшенный объект), свозится мусор. Таблица 1 – Параметры полигонов ТБО города Донецка Полигон

Ларинский Чулковский Петровский

Срок действия, год 25 39 46

Вместимость полигона,(т)

Площадь рабочего тела, га

Глубина полигона, м

135000 40000 44000

20,0 3,1 3,5

15 6 10

В данной работе рассматриваются такие варианты использования существующих полигонов ТБО на территории города Донецка: 1. Существующие полигоны ТБО подлежат рекультивации, которая позволит минимизировать отрицательное влияние на близлежащие территории путем закрытия полигонов, утративших свои проектные мощности. В данной работе рассматривается рекультивация с дальнейшим закрытием на примере полигона ТБО, находящегося в южной части Петровского района.

171

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии 2. Существующие полигоны ТБО являются действующими и их можно эксплуатировать в дальнейшем. На примере Пролетарского полигона ТБО предложены два варианта: - использование полигона ТБО в существующих границах с оформлением всех необходимых разрешительных документов, согласно действующему законодательству, и разработкой мероприятий по охране и мониторингу окружающей среды в районе расположения полигона ТБО; - использование полигона ТБО с расширением границ, так как в существующих границах полигон уже исчерпал проектную мощность. При этом рассмотрена процедура расширения полигона ТБО с оформлением всех необходимых разрешительных документов, согласно действующему законодательству, и разработкой мероприятий по охране и мониторингу окружающей среды в районе расположения полигона ТБО. Вопросы рекультивации полигона ТБО были рассмотрены на примере Петровского полигона ТБО. На территории Петровского полигона в период проведения рекультивации без удаления свалочного грунта должны быть предусмотрены мероприятия и работы по дегазации, устройству защитного экрана по верху свалочных грунтов, а также ограждению рекультивируемой территории во избежание вторичного ее загрязнения. В результате проведения рекультивации с дальнейшим закрытием Петровского полигона позволит минимизировать негативное влияние на близлежащие жилые районы, снизит риск заражения близлежащих водоносных горизонтов, а также уменьшит содержание в окружающей среде загрязняющих веществ. Территорию полигона ТБО, после реализации проекта рекультивации, можно использовать в дальнейшем для потребностей города или района. Освоение действующих несанкционированных полигонов ТБО было выполнено на примере Пролетарского полигона ТБО. Было предложено два варианта освоения – без расширения границы полигона (рисунок 1) и с расширением (рисунок 2). В результате реализации предложенных вариантов освоения территории Пролетарского полигона были сделаны следующие выводы: 1. Действующий полигон ТБО для трех районов города Донецка (Петровский, Кировский, Пролетарский) будет способствовать минимизации несанкционированных свалок и полигонов, так как будет существовать официальный полигон ТБО для целей складирования и вывоза мусора и твердых бытовых отходов. 2. Разработанные мероприятия по мониторингу и охране окружающей среды позволят минимизировать негативное влияние от

172

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии выбросов загрязняющих веществ полигонов ТБО для жилой застройки и обеспечат рациональное использование земель для данной территории.

Рис.1 – Использование полигона в существующей границе

Рис.2. Использование полигона с расширением границы

173

Перспективные технологии в геологоразведочной и нефтегазовой отраслях, геодезии и маркшейдерии Вывод: Исходя из актуальной информации о полигонах ТБО на территории г. Донецка, можно сделать вывод, что они утратили свою проектную мощность, срок эксплуатации площадок давно завершен. Оптимальным решением этой проблемы является строительство мусороперерабатывающего завода по выработке энергии из отходов. Существующие полигоны ТБО подлежат рекультивации после истечения срока эксплуатации, которая позволит минимизировать отрицательное влияние на близлежащие территории путем закрытия полигонов с дальнейшим использованием земельных участков. Литература 1. «Проблемы накопления ТБО в Донецкой Народной Республике и пути их решения», Научные труды КубГТУ, № 9, 2018 год 2. Приказ «Об утверждении Порядка разработки, согласования и утверждения схем санитарной очистки населенных пунктов Донецкой Народной Республики» № 2303 от «31» октября 2017 г. 3. Приказ «Об утверждении Правил эксплуатации и содержания объектов обращения с бытовыми отходами (полигонов)» 4. ДБН В.2.4-2-2005 Полигоны твердых бытовых отходов. 5. [Электронный ресурс] http://gkecopoldnr.ru/news_150119-1/ 6. Закон Донецкой Народной Республики «Об отходах производства и потребления» от 09.10.2015г. 7. ФЗ от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» 8. УП РФ от 04.02.1994 г. № 236 «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития», УП РФ от 01.04.1996 г. № 440 «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» 9. [Электронный ресурс] https://wikimapia.org/#lang=en&lat=47.991700&lon= 37.775900&z=12&m=w

174