Экспертная система для прогнозной оценки изменения напряженного состояния массива пород с целью выбора технических решений по обеспечению безопасности и эффективности горных работ

Для оценки геомеханической ситуации в районе ведения горных работ и управления геодинамическими рисками на апатитовых рудниках в течение последних семи лет успешно используется разработанная в Горном институте КНЦ РАН экспертная система диагностики критических состояний участков геологической среды, основанная на анализе горно-геологической информации, инструментальных измерениях и математическом моделировании напряженно-деформированного состояния (НДС) массива пород. Экспертная система утверждена областным Ростехнадзором и является официально методом регионального прогноза удароопасности на подземных рудниках ОАО «Апатит».

В качестве численного метода выбран метод конечных элементов в объемной постановке. Созданный программный комплекс Sigma 3D, обеспечивает последовательные экспертные оценки состояния массива на разных масштабных уровнях и позволяет не только осуществлять региональный прогноз формирования зон концентрации напряжений на уровне рудника или шахтного поля, но и с необходимой степенью обоснованности разрабатывать и принимать технические решения, обеспечивающие снижение вероятности возникновения динамических форм проявления горного давления.

Приложение Sigma 3D вместе с моделями удароопасных участков, созданными с учетом планов горных работ и регламентов на отработку блоков, установлено на компьютеры службы прогноза и предупреждения горных ударов (СППГУ). Инженеры службы самостоятельно редактируют геометрию очистных пространств, характеристики пород в конечно-элементной модели, после чего получают перераспределение поля напряжений и деформаций как в целом по блоку, так и в окрестности отдельных элементов горной технологии и выработок.

Экспертная система и программное обеспечение могут быть адаптированы для условий других месторождений и установлены на компьютеры заказчика.