AP26100471 – Разработка комплексных методов мониторинга и управления устойчивостью карьерных откосов в сложных горно-геологических условиях с целью повышения безопасности и эффективности недропользования

Цель – Обеспечение устойчивости карьерных откосов в сложных горно-геологических условиях на основе комплексного мониторинга и использования разработанных авторами методов и средств управления состоянием прибортовых массивов, способствующего повышению точности, достоверности и научно-практической значимости результатов наблюдений, для повышения безопасности и эффективности открытых горных работ.

Актуальность: В условиях разработки глубоко залегающих месторождений Казахстана, осложнённых тектоническими нарушениями, возрастает риск развития опасных геомеханических процессов и потери устойчивости карьерных откосов. Недостаточная точность традиционных методов мониторинга затрудняет своевременное прогнозирование деформаций и аварийных ситуаций. Поэтому внедрение комплексного геомеханического мониторинга с использованием современных технологий (GNSS, лазерное сканирование, ГИС и радарные измерения) является актуальной задачей, направленной на повышение безопасности, экологической устойчивости и экономической эффективности горных работ.

Научный руководитель: Нурпеисова Маржан Байсановна, Доктор технических наук, профессор

Ожидаемые и достигнутые результаты:

1) публикация статей в зарубежных рецензируемых научных журналах

1) Результаты по проведенным исследованиям данного проекта планируются опубликовать не менее 2 (двух) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded и входящих в 1 (первый) и (или) 2 (второй) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти). Например, в таких изданиях:

- Mining of Mineral Deposits (Q1, Percentile 61%, CiteScore 2.2) https://www.scopus.com/sourceid/21100914192

- Eurasian Mining (Q2, Precentile 57%, CiteScore 2.2) https://www.scopus.com/sourceid/101730

и не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом отечественном издании, рекомендованном КОКНВО, например, в таких как Горный журнал Казахстана.

2) опубликование монографий, книг зарубежных или казахстанских издательств:

По реузльтатам исследований будут опубликована монография «Устойчивость карьерных откосов в сложных горно-геологических условиях» совместно с зарубежным ученым в издательства Ламберт Германия в 2026 году, а также будет опубликован учебник «Способы управления устойчивостью откосов карьеров» в типографии КазНИТУ имени К.И.Сатпаева в 2027 году.

3) получение патентов:

На способы практической реализации разработанных в проекте будет подана заявка на получение патента, соответственно в казахстанское патентные бюро.

4) разработка научно-технической документации:

Будет разработана эффективная методика мониторинга за состоянием карьерных откосов для оценки и прогноза деформационных процессов при освоении недр.

5) распространение результатов работ среди потенциальных пользователей, сообщества ученых и широкой общественности:

Принимать активное участие на международных конференциях и симпозиуах с целью апробирования результатов проведенных исследований и распространения их среди потенциальных пользователей, сообщества ученых и широкой общественности, а также научных семинарах на секции геотехников, где наряду с учеными присутствуют и представители горнорудных компаний.

6) другие измеримые результаты проекта. Дополнительно в разделе указываются:

1) область применения и целевые потребители каждого из ожидаемых результатов: Разработанная по проекту методы и средства мониторинга будут востребованы при освоение месторождении минеральных ресурсов (при открытых разработках), для обеспечения безопасной эксплуатации подземных и наземных сооружений, расположенных в зоне взаимного влияния.

2) влияние ожидаемых результатов на развитие основного научного направления и смежных областей науки и технологий: ожидаемые результаты по проведенным исследованиям окажут развитие на научное направление следующих смежных областей: инфраструктуры пространственных данных, геофизика, геология, сейсмология, информационные технологии, и т.д.

3) применимость и (или) возможность коммерциализации полученных научных результатов: значимость и востребованность результатов наукой и практикой открывают возможность их коммерциализации.

4) социальный, экономический, экологический, научно-технический, мультипликативный и (или) иной эффект результатов проекта с обоснованием:

Социальный аспект - избежать техногенных катастроф, уберечь жизни сотрудников производства при разработке месторождении.

Экономический – на основе прогнозных сведений об опасностях техногенного характера сэкономить финансовые расходы производства.

Экологический - утилизация техногенных минеральных образовании, для получения укрепляющего состава материалов, с целью предотвращения деформационных процессов.

Научный эффект по данному проекту заключается в разработке эффективной методики мониторинга за состоянием горного массива и прогноза деформационных процессов при освоении недр основанной на моделирования НДС массива горных пород, что существенно повлияет на принятия оперативно- управленческих решений и мер по промышленной надежности при разработке месторождений.

5) другие прямые и косвенные результаты проекта с указанием их качественных и количественных характеристик: Проведенные исследования, выполненные в рамках данного проекта, внесут вклад в развитие фундаментальных наук о Земле, а именно теоретически обосновывать закономерности развития интенсивных процессов геотехники и геодинамики при разработке месторождений полезных ископаемых, а также внедрить эффективные методы проведения интегративных исследований на горнодобывающих предприятиях, тем самым снизить риск техногенного характера. Методология организации и успешность проведения исследовании вместе со значимостью ожидаемых результатов выводит научно-исследовательскую работу и научно-технический потенциал исполнителей на новый уровень, повышая конкурентоспособность КазНИТУ имени К.И.Сатпаева.

В рамках проекта выполнены комплексные геомеханические исследования и мониторинг устойчивости откосов на Жиландинском и Акбакайском месторождениях. Проведены БПЛА-съёмка, установка пунктов наблюдательных станций и высокоточные измерения деформаций. Разработаны проекты наблюдательных станций и выполнено моделирование состояния прибортовых массивов, что позволило выявить зоны потенциальных нарушений и повысить качество контроля геотехнических процессов. Изучены структурные особенности пород, подготовлен отчёт и поданы две заявки на изобретения, включающие новые инженерные решения для укрепления пород и повышения точности измерений. Результаты проекта обеспечили создание комплексной системы мониторинга и предложили инновационные методы управления устойчивостью карьерных откосов, направленные на повышение промышленной безопасности и надёжности эксплуатации месторождений.