Рекламодатель: ИНН 4909001369 / АО «ММЗ»
реклама 16+
ИНН 4909001369 / АО «ММЗ»

Исследования газовзрывоопасных объектов в верхней части разреза с применением беспилотных летательных аппаратов. Статья 1

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-4-147-154

Читать на русскоя языкеИ.В. Богоявленский
Институт проблем нефти и газа Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №4 / 2024 стр.147-154

Резюме: Целью исследования является изучение специфики карстовых провалов как особо опасного природного и природно-техногенного явления, образование которого нередко может быть связано с дегазацией Земли. Показано, что опасность карстообразования в верхней части разреза усиливается за счет нередкого заполнения карстовых полостей газом. Наличие газа в полостях может приводить к аномально высоким или даже сверхлитостатическим пластовым давлениям, порождающим газодинамические процессы, разрушающие породы кровли полости и приводящие к выбросам/ взрывам газа. Приведены результаты аналитических исследований природной и техногенной карстовой угрозы в ряде регионов России и Туркменистана с глубиной поиска более 250 лет. На основе данных дистанционного зондирования Земли из космоса и по данным беспилотных летательных аппаратов выполнены региональные и локальные исследования карстовых проявлений в Пермской области в районах деятельности ПАО «Уралкалий» (г. Березники и Соликамск) и в Тульской области в районе с. Дедилово. При дешифрировании космоснимков в районе с. Дедилово выделено более 130 карстовых провалов, часть которых связана с газодинамическими процессами. Это свидетельствует о повышенной опасности данного района исследований. Результаты исследований карстовых провалов и пещер в России, а также в других регионах мира, полученные автором, легли в основу специального раздела постоянно развиваемой базы данных в геоинформационной системе «Арктика и мировой океан» (ГИС «АМО»). В продолжении исследования (Статья 2) будет приведено детальное описание методики и результатов исследований Дедиловского карстового провала 2019 с применением беспилотных летательных аппаратов на основе фотограмметрической обработки с построением трехмерных моделей.

Ключевые слова: Дедилово, Дедиловский провал, карст, выброс газа, беспилотные летательные аппараты, БПЛА, фотограмметрическая обработка, трехмерные модели

Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания по теме «Повышение эффективности и экологической безопасности освоения нефтегазовых ресурсов арктической и субарктической зон Земли в условиях меняющегося климата» (122022800264-9).

Для цитирования: 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

Информация о статье

Поступила в редакцию: 11.06.2024

Поступила после рецензирования: 18.07.2024

Принята к публикации: 19.07.2024

Информация об авторе

Богоявленский Игорь Васильевич – научный сотрудник, Институт проблем нефти и газа Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Филиппов А.Г. Пещера Ботовская. В кн.: Шелепин А.Л. (ред.) Атлас пещер России. М.: РГО; 2019. С. 623–635.

2. Waltham T. The 2005 Tiankeng Investigation Project in China. Speleogenesis and Evolution of Karst Aquifers. 2006;4(1): 1–6. Available at: https://www.researchgate.net/publication/26448086 (accessed: 17.05.2024).

3. Максимович Г.А., Быков В.Н. Пещеристые полости и их роль в строении коллекторов нефти и газа. В кн.: Пещеры. Пермь: ПГУ; 1972. Вып. 12-13. С. 146–155. Режим доступа: http://www.geokniga.org/bookfiles/geokniga-v1213.pdf (дата обращения: 17.05.2024).

4. Авдонина Л.И., Дахнов В.Н. Роль методов промысловой геофизики при изучении закарстованных зон в разрезах скважин. В кн.: Труды Московский институт нефтехимической и газовой промышленности. М.: Недра; 1966. Вып. 56.

5. Абдрахманов Р.Ф., Мартин В.И., Попов В.Г., Рождественский А.П., Смирнов А.И., Травкин А.И. Карст Башкортостана. Уфа: Институт геологии УНЦ РАН; 2002. 385 с.

6. Чекулаев В.В., Курбаниязова И.И. Краткий обзор современного карстообразования на территории Тульской области. В кн.: Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов: сб. науч. тр. 5-й Междунар. науч.-техн. интернет-конференции. Тула: ТулГУ; 2020. С. 348–354. Режим доступа: http://kadastr.org/conf/2019/pub/geolog/kratkii-obzor-sovremennogo-karstoobrazovaniya-na-t.htm (дата обращения: 16.06.2024).

7. Паллас П.С. Путешествие по разным местам Российского государства. СПб.: Императорская академия наук; 1786. Ч. 2, кн. 1. 476 с.

8. Abich H. Ueber einen in der Nähe von Tula stattgefundenen Erdfall. (mit einer Karte). Melanges physiques et chimiques tires du Bulleetin Physico-Mathematique de L’Academie Imperiale Des Sciences de St. Peterbourg. Tome II. St. Petersbourg, Imprimerie de l’Acabemie des Sciences, 1855, pp. 252–279.

9. Абих Г. Кратерообразные впадины в южной части Тульской губернии. В кн.: Ежегодник по минералогии, геогнозии, геологии и палеонтологии. Гейдельбергский университет; 1855. С. 581–582.

10. Крубер А.А. О карстовых явлениях в России. М.: Тип. Мамонтова; 1901. 34 с.

11. Лунгерсгаузен Ф.В. О провалах на юге Тульской губернии. В кн.: Естествознание и география. 1911. Кн. 3. С. 25–33.

12. Лунгерсгаузен Ф.В. О провалах на юге Тульской губернии. В кн.: Естествознание и география. 1911. Кн. 4. С. 30–43.

13. Рождественский Н. В. Фалдинские и Тихвинские провалы. В кн.: Известия Тульского общества любителей Естествознания. Тула; 1912. Вып. 1. С. 51–71.

14. 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).

15. Чикишев А.Г. Карст Русской равнины. М.: Наука; 1978. 194 с. Режим доступа: http://www.rgo-speleo.ru/books/chikishevkarst_rus_ravniny.pdf (дата обращения: 17.05.2024).

16. 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

17. Васильев В.Г. (ред.). Газовые месторождения СССР. Справочник. 2-е изд. М.: Недра; 1968. 688 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/10690 (дата обращения: 17.05.2024).

18. 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).

19. 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).

20. Malovichko D.A., Dyagilev R.A., Shulakov D.Y., Butyrin P., Glebov S.V. Seismic monitoring of large-scale karst processes in a potash mine. In: Controlling seismic hazards and sustainable development of deep mines. New York: Rinton Press; 2009. Vol. 2, pp. 989–1002.

21. 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

22. 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

23. 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

24. 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

25. 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

6. Богоявленский И.В. Мониторинговые исследования геологических объектов с применением беспилотных летательных аппаратов. В кн.: Молодые – Наукам о Земле: материалы 10-й Междунар. науч. конф. молодых ученых. М.: Изд. РГГРУ (МГРИ) имени С. Орджоникидзе; 2022. Т. 3. С. 107–111.

27. 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.

28. Рябов Г.Г., Сарычев В.И., Жабин А.Б. Экологическая характеристика территории Подмосковного угольного бассейна. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2014;(4):25–36. Riybov G.G., Sarichev V.I., Gabin A.B. Environmental characteristics of Moscow coal basin territory. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2014;(4):25–36. (In Russ.)

29. Грязев М.В., Качурин Н.М., Захаров Е.И. Горнодобывающая отрасль в экономике Тульской области. Состояние и перспективы. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2015;(2):57–66. Griyzev M.V., Kachurin N.M., Zakharov E.I. Mining branch of Tula region economy. condition and perspectives. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2015;(2):57–66. (In Russ.)

30. Каширский В.И. Провал грунта в с. Дедилово Тульской области. Сравнительный анализ катастрофических явлений. ГеоИнфо. 18 сентября 2019. Режим доступа: https://geoinfo.ru/products-pdf/proval-grunta-v-sele-dedilovo-tulskojoblasti-sravnitelnyj-analiz-katastroficheskih-yavlenij.pdf (дата обращения: 17.05.2024).