Research of gas-explosive objects in the upper part of the section using unmanned aerial vehicles. Article 2: Dedilovsky karst sinkhole
I.V. Bogoyavlensky
Oil and Gas Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation
Russian Mining Industry №5 / 2024 p.115-121
Abstract: The article shows that the danger of karst formation in the upper part of the section is enhanced due to the frequent filling of karst cavities with gas at abnormally high pressure, generating gas-dynamic processes that destroy the roof of the cavity and lead to gas blowouts/explosions. The results of a four-year monitoring of the Dedilovsky karst sinkhole development in the Tula region (formed on May 8, 2019) using the DJI Mavic Pro unmanned aerial vehicle were presented, during which 12 multi-temporal aerial photographs were taken and 12 three-dimensional (3D) models were built in the period from May 18, 2019, until June 1, 2023. The maximum change in the sinkhole outlines along the surface of the earth in the northwestern directions was established at 6.4–7.8 m towards the residential building. It is shown that aerial photography of hazardous objects from unmanned aerial vehicle with subsequent photogrammetric data processing allows you to quickly create digital 3D models and study the ongoing geodynamic, geological and environmental processes.
Keywords: karst, gas blowout, Dedilovsky sinkhole, unmanned aerial vehicles, UAVs, photogrammetric processing, three-dimensional models
Acknowledgements: The work was performed within the framework of the state assignment on the topic “Improving the efficiency and environmental safety of oil and gas resources development in the Arctic and subarctic zones of the Earth under changing climate conditions” (122022800264-9).
For citation: Bogoyavlensky I.V. Research of gas-explosive objects in the upper part of the section using unmanned aerial vehicles. Article 2: Dedilovsky karst sinkhole. Russian Mining Industry. 2024;(5):115–121. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5-115-121
Article info
Received: 17.08.2024
Revised: 30.09.2024
Accepted: 30.09.2024
Information about the authors
Igor V. Bogoyavlensky – Research Associate, Oil and Gas Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
References
1. Богоявленский И.В. Исследования газовзрывоопасных объектов в верхней части разреза с применением беспилотных летательных аппаратов. Статья 1. Горная промышленность. 2024;(4):147–154. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-4-147-154 Bogoyavlensky I.V. Research of gas-explosive objects in the upper part of the section using unmanned aerial vehicles. Article 1. Russian Mining Industry. 2024;(4):147–154. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-4-147-154
2. Федотов С.В., Федотов В.И. Карстовые и псевдокарстовые ландшафты в верховьях рек Оки и Дона на Среднерусской возвышенности. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География, геоэкология. 2018;(1):5–18. Режим доступа: http://www.vestnik.vsu.ru/pdf/geograph/2018/01/2018-01-01.pdf (дата обращения: 17.05.2024). Fedotov S.V., Fedotov V.I. Karst and pseudo-karst landscapes in the headwaters of the Oka and Don rivers on the Central Russian upland. Proceedings of Voronezh State University. Series: Geography. Geoecology. 2018;(1):5–18. (In Russ.) Available at: http://www.vestnik.vsu.ru/pdf/geograph/2018/01/2018-01-01.pdf (accessed: 17.05.2024).
3. Крубер А.А. О карстовых явлениях в России. М.: Тип. Мамонтова; 1901. 34 с.
4. Богоявленский В.И. Природные и техногенные угрозы при освоении месторождений горючих ископаемых в криолитосфере Земли. Горная промышленность. 2020;(1):97–118. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2020-1-97-118 Bogoyavlensky V.I. Natural and technogenic threats in fossil fuels production in the Earth cryolithosphere. Russian Mining Industry. 2020;(1):97–118. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2020-1-97-118
5. Каширский В.И. Провал грунта в селе Дедилово Тульской области. Сравнительный анализ катастрофических явлений. ГеоИнфо. 18 сентября 2019. Режим доступа: https://geoinfo.ru/products-pdf/proval-grunta-v-sele-dedilovo-tulskojoblastisravnitelnyj-analiz-katastroficheskih-yavlenij.pdf (дата обращения: 17.05.2024).
6. Горбунова К.А., Андрейчук В.Н., Костарев В.П., Максимович Н.Г. Карст и пещеры Пермской области. Пермь: Изд-во Пермского ун-та; 1992. 200 с. Режим доступа: http://nsi.psu.ru/labs/gtp/stat/ng_0129.pdf (дата обращения: 17.05.2024).
7. Лаптев Б.В. Аварийные ситуации на Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей. Безопасность труда в промышленности. 2009;(8):28–31. Режим доступа: https://www.safety.ru/sites/default/files/2009-8-28-31.pdf (дата обращения: 17.05.2024). Laptev B.V. Emergency situations at the Verkhnekamskoye deposit of potassium-magnesium salts. Occupational Safety in Industry. 2009;(8):28–31. (In Russ.) Available at: https://www.safety.ru/sites/default/files/2009-8-28-31.pdf (accessed: 17.05.2024).
8. Богоявленский В.И. Фундаментальные аспекты генезиса катастрофических выбросов газа и образования гигантских кратеров в Арктике. Арктика: экология и экономика. 2021;11(1):51–66. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2021-1-51-66 Bogoyavlensky V.I. Fundamental aspects of the catastrophic gas blowout genesis and the formation of giant craters in the Arctic. Arctic: Ecology and Economy. 2021;11(1):51–66. (In Russ.). https://doi.org/10.25283/2223-4594-2021-1-51-66
9. Богоявленский В.И., Богоявленский И.В., Каргина Т.Н. Катастрофический выброс газа в 2020 г. на полуострове Ямал в Арктике. Результаты комплексного анализа данных аэрокосмического зондирования. Арктика: экология и экономика. 2021;11(3):362–374. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2021-3-362-374 Bogoyavlensky V.I., Bogoyavlensky I.V., Kargina T.N. Catastrophic gas blowout in 2020 on the Yamal Peninsula in the Arctic. Results of comprehensive analysis of aerospace RS data. Arctic: Ecology and Economy. 2021;11(3):362–374. (In Russ.) https://doi.org/10.25283/2223-4594-2021-3-362-374
10. Богоявленский В.И., Богоявленский И.В., Никонов Р.А., Каргина Т.Н. Мониторинг развития Мордыяхского объекта взрыва газа на Ямале на основе данных дистанционного зондирования Земли. Арктика: экология и экономика. 2021;12(4):513–523. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2022-4-513-523 Bogoyavlensky V.I., Bogoyavlensky I.V., Nikonov R.A., Kargina T.N. Monitoring of the Mordyyakha gas explosion object development on Yamal on the basis of Earth remote sensing data. Arctic: Ecology and Economy. 2021;12(4):513–523. (In Russ.). https://doi.org/10.25283/2223-4594-2022-4-513-523
11. Bogoyavlensky V., Bogoyavlensky I., Nikonov R., Sizov O., Kishankov A., Kargina T. Seyakha catastrophic blowout and explosion of gas from the permafrost in the Arctic, Yamal Peninsula. Cold Regions Science and Technology. 2022;196:103507. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2022.103507
12. Богоявленский В.И., Богоявленский И.В., Никонов Р.А. Мониторинг развития Дуплетного объекта взрыва газа С22 на полуострове Ямал по данным дистанционного зондирования Земли. Арктика: экология и экономика. 2024;14(3):320– 333. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2024-3-320-333 Bogoyavlensky V.I., Bogoyavlensky I.V., Nikonov R.A. Development monitoring of the C22 gas blowout Doublet object on Yamal peninsula using remote sensing data. Arctic: Ecology and Economy. 2024;14(3):320–333. (In Russ.). https://doi.org/10.25283/2223-4594-2024-3-320-333
13. Bogoyavlensky I.V. Digital remote sensing technologies for studying objects of powerful gas blowouts on the Yamal Peninsula using Unmanned aerial vehicles. In: Geomodel 2021, Gelendzhik, Russia, September 6–10, 2021. European Association of Geoscientists & Engineers; 2021. 6 p. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202157120
14. Bogoyavlensky I.V. Perspectives of implementing remote methods for geoecological tasks with creating 3D models. In: Third International conference on geology of the Caspian Sea and adjacent areas, Baku, Azerbaijan, October 16–18, 2019. European Association of Geoscientists & Engineers; 2019. 5 p. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201952014
15. Bogoyavlensky I.V. Results of changes monitoring in the Tula karst sinkhole based on remote sensing from an unmanned aerial vehicle. In: Geomodel 2020, Gelendzhik, Russia, September 7–11, 2020. European Association of Geoscientists & Engineers; 2020. 5 р. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202050100
16. Богоявленский И.В., Гаврилов А.А. Технология виртуальной реальности при анализе данных дистанционного зондирования, полученных с беспилотного летательного аппарата. В кн.: Новые идеи в науках о Земле: материалы 16-й Междунар. науч.-практ. конф. М.: Изд. РГГРУ (МГРИ) имени С. Орджоникидзе; 2023. Т. 1. С. 172–175.
