AP09261035 — Разработка высокоэффективной системы диагностики напряженно-деформированного состояния горного массива и пространственно-временного анализа развития деформационных процессов по всему месторождению

Цель работы:  Обеспечение промышленной и экологической безопасности, рационального извлечения полезных ископаемых на основе повышения надежности и долгосрочночти прогноза возможного проявления техногенных рисковых ситуаций в условиях провалоопасности с использованием системы диагностики для определения НДС горного массива и пространственно-временного анализа развития деформационных процессов по всему месторождению.

Актуальность работы :  Разрабатываемая в проекте эффективная система диагностики напряженно-деформированного состояния горного массива и пространственно-временного анализа развития деформационных процессов по всему месторождению нацелена на обеспечение промышленной и экологической безопасности, являющейся актуальной задачей всех добывающих предприятий и будет представлять несомненный интерес для отечественных и зарубежных компаний, занимающихся подземной разработкой полезных ископаемых. Кроме того, система в целом и составляющие ее методы будут востребованы при проектировании и строительстве подземных объектов различного предназначения (метрополитены, железнодорожные и автомобильные тоннели, магистральные газонефтепроводы, объекты городской инфраструктуры), для обеспечения безопасной эксплуатации подземных и наземных сооружений, расположенных в зоне взаимного влияния. Сложность поставленных задач и необходимость разработки инновационных методов и средств предполагает междисциплинарный подход для их решения с привлечением современных достижений в таких областях науки как механика сплошных сред, теории упругости и электромагнитных волн, математическое моделирование, космические и информационные технологии. В свою очередь, значимость ожидаемых результатов позволяет предполагать их востребованность не только производством, но и научным сообществом. Результаты диагностики НДС горного массива и пространственно- временного анализа развития деформационных процессов внутри и на поверхности месторождения являются необходимой экспериментальной основой, в которой нуждаются научные исследования, направленные на установление закономерностей зарождения и эволюции различных геомеханических и геодинамических процессов, проявления горного давления и возникновения кризисных ситуаций. Результаты анализа, вместе с установлением причинно-следственной связи между состоянием породного массива и деформационными процессами на земной поверхности и инновационным методом зонного районирования могут внести определенный вклад в развитие наук о Земле. Развитие и практическое использование технологий КРИ, ограниченны проблемой влияния различных неконтролируемых факторов на фазу радиолокационного сигнала и остро нуждаются в ее решении. Поэтому разработка инновационного метода прямого исключения атмосферного фазового сдвига из фазы радиолокационного сигнала актуальна, имеет практическое и научное значение мирового уровня и может служить действенным примером развития научных исследований в этом направлении. Таким образом, успешное решение проблемы обеспечения промышленной безопасности, актуальной для всех добывающих предприятий, важность ожидаемых результатов, их востребованность наукой и производством определяет значимость проекта в национальном и международном масштабах.

Научный руководитель: Доктор Ph.D., Ассоциированный профессор,  Имансакипова Ботакоз Бекетовна

Полученные результаты: В ходе выполненной научно-исследовательской работы разработана специализированная геоинформационная система управления рисками (ГИСУР) и создана база данных на платформе ArcGIS для анализа геомеханических процессов. Построена геоинформационная модель геомеханических рисков, позволяющая анализировать пространственно-временное развитие деформаций в массиве горных пород. Разработаны методы локализации зон трещинообразования с использованием сейсмоакустической эмиссии и ультразвуковых импульсов. Предложены подходы к формированию непрерывных временных рядов 2D и 3D моделей деформационных процессов, отражающих изменение напряженно-деформированного состояния массива. На основе численного моделирования созданы текущие и прогнозные карты для принятия инженерных и управленческих решений. Разработаны рекомендации по предотвращению техногенных рисков и повышению устойчивости горных выработок. Полученные результаты обладают высокой практической значимостью и могут применяться при разработке месторождений и строительстве подземных сооружений.

Список публикаций с ссылками на них

1. Imansakipova B., Aitkazinova Sh.K., Sakabekov A., Imansakipova M., Taukebayev O. Improving the accuracy of predicting the hazard of the earth’s surface failure formation during underground mining of mineral deposits // Mining of Mineral Deposits. – 2021. – Vol. 15, No. 4. – P. 15–24. – DOI: https://doi.org/10.33271/mining15.04.015.
2. Aitkazinova Sh., Sdvyzhkova O., Imansakipova N., Babets D., Klymenko D. Mathematical modeling the quarry wall stability under conditions of heavily jointed rocks // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. – 2022. – No. 6. – P. 88–93. – DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-3/088.
3. Bek A., Aitkazinova Sh., Imansakipova B.B., Sdvyzhkova O.O., Estemesov Z. Prospects of using the polymetallic ore processing waste for producing hardening mixtures // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. – 2022. – No. 3. – P. 88–93. – DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-3/088.
4. Moldabayeva G.Zh., Imansakipova Z.B., Suleimenova R.T., Buktukov N.S., Imansakipova B.B. Pressure distribution in the oil reservoir in a two-dimensional plane // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. – 2023. – No. 1. – P. 32–38. – DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/038.
5. Шәкиева Г.С., Бекеткызы М., Мырзабиева А. Геоинформационная система управления рисками для анализа развития напряженно-деформированного состояния массива горных пород // Горный журнал Казахстана. – 2023. – (в печати).
6. Сдвижкова О.О., Бабец Д.В., Шакиева Г.С. Моделирование трещиноватости горных пород на основе рейтинговых классификаций породных массивов // Труды Междунар. науч.-практ. конф. «Сатпаевские чтения – 2022». – Алматы, 2022. – URL: https://official.satbayev.university/ru/materialy-satpaevskikh-chteniy.
7. Орынбасарова Э.О., Сдвижкова О.О., Шоганбекова Д.А. Новый подход к повышению точности измерения деформаций земной поверхности методами космической радиолокационной интерферометрии // Труды Междунар. науч.-практ. конф. «Сатпаевские чтения – 2022. Тренды современных научных исследований». – Алматы, 2022. – С. 88–94. – URL: https://official.satbayev.university/ru/materialy-satpaevskikh-chteniy.
8. Сдвижкова Е.А., Имансакипова Н.Б., Бек А.А. Влияние ультразвуковой активизации хвостов обогащения на прочностные и реологические свойства твердеющих смесей // Труды Междунар. науч.-практ. конф. «Инновационные технологии в геопространственной цифровой инженерии». – Алматы, 2022. – С. 29–34. – URL: https://official.satbayev.university/ru/materialy-konferentsiy/trudy-innovatsionnye-tekhnologii-v-geoprostranstvennoy-tsifrovoy-inzhenerii.
9. Айтказинова Ш.К., Нурпеисова М.Б., Рысбеков К.Б., Имансакипова Б.Б., Нукарбекова Ж.М., Дербисов К.Н. Подземный пункт принудительного центрирования приборов: патент на изобретение № 35900; опубл. 14.10.2022. – URL: https://qazpatent.kz/ru/content/izobreteniya-19082022.
10. Имансакипова Н.Б., Исабаев К.Ж., Имансакипова Б.Б., Айтказинова Ш.К., Кидирбаев Б., Шәкиева Г.С. Способ определения трещиноватости горного массива: патент на изобретение № 35795; опубл. 19.08.2022. – URL: https://qazpatent.kz/ru/content/izobreteniya-19082022.
11. Имансакипова Б.Б., Сакабеков А., Исабаев К.Ж., Дербисов К.Н., Нукарбекова Ж.М., Шоганбекова Д.А. Способ определения трещиноватости горного массива: патент на изобретение № 35796; опубл. 19.08.2022. – URL: https://qazpatent.kz/ru/content/izobreteniya-19082022.
12. Имансакипова Б.Б., Битимбаев М.Ж., Сдвижкова Е.А., Айтказинова Ш.К., Шәкиева Г.С., Таукебаев О.Ж. Способ подземной разработки полезных ископаемых при провалоопасности земной поверхности: патент на изобретение № 35797; опубл. 19.08.2022. – URL: https://qazpatent.kz/ru/content/izobreteniya-19082022.
13. Имансакипова Н.Б., Исабаев К.Ж., Имансакипова Б.Б., Айтказинова Ш.К., Кидирбаев Б., Шәкиева Г.С. Способ определения трещиноватости горного массива: патент на изобретение № 042051; опубл. 29.12.2022. – URL: https://qazpatent.kz/ru/content/izobreteniya-19082022.
14. Айтказинова Ш.К., Сдвижкова Е.А., Имансакипова Б.Б., Бабец Д.В. Обеспечение промышленной безопасности освоения недр: монография. – Алматы: КазНИТУ, 2022. – ISBN 978-601-323-323-9.