Цель исследования – изучение напряженно-деформированного состояния приконтурного массива горных пород вокруг очистного блока и прогнозная оценка разубоживания руды с учетом изменения мощности рудного тела при отработке маломощных рудных залежей на примере рудника Жолымбет. Изучение особенностей формирования напряженно-деформированного состояния проводилось по методике, основанной на использовании численных методов исследований с учетом геологического индекса прочности (GSI), который позволяет учитывать структурные особенности горных пород, трещиноватость, литологию, обводненность и другие прочностные показатели, за счет чего происходит корректный переход от прочности образца горных пород к прочности массива. Результаты численного анализа напряженно-деформированного состояния приконтурной части массива горных пород методом конечных элементов по критерию прочности Hoek – Brown позволили оценить геомеханическое состояние в приконтурном массиве при условии изменения мощности рудного тела и прогнозировать объем разубоживания руды. Установлено, что при отработке рудных залежей малой мощности на прогнозное значение разубоживания руды оказывают влияние мощность рудного тела и GSI. Получена зависимость изменения значений разубоживания руды от GSI с учетом изменения мощности рудного тела от 1 до 3 м. Анализ результатов исследования показал, что прогнозные размеры зоны разрушения пород вокруг очистных блоков имеют достаточно большие значения, за счет чего не достигаются показатели планового разубоживания руды. Возникает необходимость снижения сейсмического воздействия силы взрыва на законтурный массив горных пород и обновления паспорта буровзрывных работ.
Объектом исследования выступают математические методы прогнозирования горного давления для разработки рациональных паспортов крепления горных выработок и безопасного ведения добычных работ. Целью исследований являлась разработка методики использования современных методов вычислений и программных продуктов на основе нейронных сетей для уменьшения разброса факторов, влияющих на устойчивость горных выработок, и определение рациональных параметров крепления горных выработок. В работе рассмотрен алгоритм исследования геомеханических процессов, состоящий из нескольких этапов. На первом этапе предлагается использовать кластерный анализ условий расположения техногенных обнажений, который позволяет разделить все многообразие существующих условий заложения горных выработок. Использование кластерного анализа дает возможность сначала уменьшить разброс факторов, влияющих на устойчивость горных выработок в различных кластерах, а затем разработать и определить рациональные параметры крепления горных выработок в каждом кластере. После решения задачи кластерного анализа предлагается использовать программы, позволяющие на каждом кластере исследовать геомеханические процессы. На этом этапе предлагается применять как стандартные методы (нормативные методики, численное моделирование, использование аналогии и т.д.), так и наиболее современные методы – нейронные сети. Представленный в работе алгоритм решения задач геомеханики с использованием современных численных методов и пакетов прикладных программ на основе нейронных сетей позволит индивидуально подходить к вопросам расчета горного давления при меняющихся условиях расположения техногенных обнажений в горном массиве.
