Современные математические методы прогноза условий поддержания и крепления горных выработок
- 1 — Санкт-Петербургский горный университет
- 2 — Санкт-Петербургский горный университет
- 3 — Карагандинский государственный технический университет
Аннотация
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.
Литература
- Borovikov V.P. STATISTICA Neural Networks: Translation from English. Moscow: Goryachaya liniya – Telekom, 2008, p. 392 (in Russian).
- Gal'yanov A.V. Historical Stages of Mining Art Development. Marksheideriya i nedropol'zovanie. 2011. N 1, p. 62-71
- (in Russian).
- Kolokolov S.B. The Mechanism of Fracture Zone Formation around Service Tunnels and Their Influence on the Supporting Timber: Avtoref. dis. … d-ra tekhn. nauk: 01.02.07. Akademiya nauk Resp. Kazakhstan. In-t matematiki i mekhaniki. Alma-Ata, 1992, p. 35 (in Russian).
- Stavrogin A.N., Protosenya A.G. Rock Plasticity. Moscow: Nedra, 1979, p. 304 (in Russian).
- Sudarikov A.E., Leonov V.V. To the Question of Market Segmentation Based on Advanced In-formation Technologies.
- Trudy Karagandinskogo universiteta biznesa, upravleniya i prava. 2004. N 1 (X), p. 93-96 (in Rus-sian).
- Sudarikov A.E. Neural Networks – a Theory of Complex Systems in Economics. Trudy univer-siteta. Karagandinskii
- gosudarstvennyi tekhnicheskii un-t (Karaganda). 2008. N 2, p. 69-72 (in Russian).
- Sudarikov A.E., Musin R.A. Numerical Modelling of Geomechanical Processes and Graphic Packages of Applied Software. Aktual'nye problemy gorno-metallurgicheskogo kompleksa Kazakh-stana: Trudy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. Karaganda: Izd-vo KarGTU, 2005, p. 29-31 (in Russian).
- Sudarikov A.E. Econometrics. Karaganda: Karagandinskii universitet biznesa, upravleniya i prava, 2002, p. 198.
- (in Russian).
- Litvinenko V. Advancement of geomechanics and geodynamics at the mineral ore mining and underground space development. Geomechanics and Geodynamics of Rock Masses: Proceedings of the 2018 European Rock Mechanics Symposium.
- St. Peterburg, 22 May 2018. Taylor and Francis Group, London, UK, 2018. Vol. 1, p. 3-16.
- Protosenya A.G., Karasev M.A., Belyakov N.A. Elastoplastic problem for noncircular open-ings under Coulomb’s criterion. Journal of Mining Science. 2016. Vol. 52. Iss. 1, p. 53-61.
- Protosenia A., Karasev M.A., Ochkurov V. Introduction of the method of finite-discrete ele-ments into the Abaqus/Explicit software complex for modeling deformation and fracture of rocks. Eastern European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 6. № 7(90), p. 11-18.
- Trushko V.L., Protosenia A.G., Verbilo P.E. Predicting strength of pillars in fractured rock mass during development of apatite-nephelinic ores. ARPN Journal of Engineering and Applied Sci-ences. 2018. Vol. 13 (8), p. 2864-2872.