AP26198535 – Обеспечение безопасного подземного извлечения драгоценных металлов на основе цифрового моделирования сети пересекающихся выработок и анализа большого массива данных

Цель – выявление закономерностей формирования зон катастрофического горного давления при подземной добыче драгоценных металлов (золота), что позволит обеспечить устойчивость пород и безопасность горных работ, особенно в районах геологических нарушений.

Актуальность: Актуальность проекта обусловлена необходимостью повышения безопасности горных работ в сложных геологических и тектонических условиях месторождений Казахстана. Эффективное прогнозирование поведения горных пород требует комплексного подхода, включающего учет природного поля напряжений и его изменений под воздействием технологических процессов. Особую значимость имеет определение тектонической составляющей напряженного состояния, которая существенно влияет на деформации и разрушения породного массива. Недостаточная точность оценки прочностных и деформационных характеристик пород может привести к ошибкам в моделировании и повышению риска аварийных ситуаций. Применение современных цифровых технологий и методов численного моделирования позволяет более точно выявлять зоны потенциального разрушения и оценивать устойчивость горных выработок. Разработка интеллектуальных систем прогнозирования на основе машинного обучения обеспечит своевременное предупреждение опасных проявлений горного давления и повысит надежность горнодобывающих процессов.

Научный руководитель: Доктор технических наук, Профессор, Молдабаев Серик Курашович

Ожидаемые и достигнутые результаты: В рамках проекта на основе рекомендаций ISRM определено природное трёхосное поле напряжений в районе месторождения Жолымбет, включая зоны возможных геологических нарушений. В полевых условиях организованы замерные станции на глубинах 720 и 820 м, где проведены измерения напряжений методом гидроразрыва. Всего выполнено 35 тестов гидроразрыва, что позволило установить наличие выраженной тектонической составляющей напряжённого состояния массива. Определён азимут действия максимального горизонтального напряжения, равный 40° ± 15°, а также получены соотношения главных напряжений для последующего геомеханического моделирования. Разработаны и применены методики отбора проб и определения физико-механических свойств горных пород в аккредитованной лаборатории геомеханики и геотехнологии. Проведены испытания на одноосное сжатие (UCS) с определением прочностных и деформационных характеристик, включая модуль Юнга и коэффициент Пуассона. Получены данные о скоростях распространения ультразвуковых волн, что позволило дополнительно оценить состояние породного массива. Выполнен анализ методов интеллектуальной обработки данных и обоснован выбор подходов машинного обучения для классификации участков пород по степени опасности. Сформированы требования к обучающим выборкам, включая необходимость корректной разметки данных и учет ограничений, связанных с их неполнотой. Обоснована целесообразность применения методов обучения без учителя и полуразмеченного обучения для выявления скрытых закономерностей в геомеханических данных. Разработана концепция гибридного подхода, объединяющего численное моделирование в среде RS3 и методы машинного обучения. Показано, что интеграция результатов моделирования с алгоритмами анализа данных позволяет повысить точность прогнозирования и обеспечить интерпретируемость оценки устойчивости горных выработок.

Список публикаций с ссылками на них

1. Молдабаев С.К., Асылханова Г.Н., Асылханова С.А. Секторальное моделирование открытых горных выработок в программе RS3 компании Rocscience // Горный журнал Казахстана. – Алматы, 2025. – № 8. – С. 12–16. DOI: https://doi.org/10.48498/minmag.2025.244.8.009 – ISSN 2227-4766.
2. Молдабаев С.К., Асылханова Г.Н., Турсбеков С.В., Асылханова С.А. Влияние угла наклона бортов глубокого карьера на полноту безопасного извлечения запасов месторождения // Университет Еңбектері / Труды Университета. – Караганда, 2025. – № 4. – (в печати). – ISSN 1609-1825.
3. Молдабаев С.К., Султанбекова Ж.Ж., Молдабаев А.С., Моисеев В.А.
   Секторальное моделирование в программе RS3 компании Rocscience и учет тектонических разломов : авторское свидетельство № 55695. – Казахстан, 2025.