Разработка методики экспертной оценки влияния горнотехнических факторов на устойчивость подземных выработок

Рассмотрены вопросы, связанные с геомеханическим сопровождением разработки месторождений. Предложен новый подход к оценке геомеханических условий, основанный на использовании интегрального показателя на базе нормированных геолого-технологических параметров, при котором влияние каждого из факторов определяется посредством экспертной оценки. Описана адаптивная математическая модель оценки влияния факторов, целевым параметром которой служит интегральный показатель геомеханических условий. В рамках модели реализованы механизмы анализа чувствительности, позволяющие количественно определить вклад каждого параметра, а также сценарного моделирования, обеспечивающего оценку изменений геомеханического состояния при варьировании входных данных. Данное решение позволяет осуществлять комплексное исследование воздействия различных комбинаций факторов на устойчивость выработок и производить экспериментальную проверку гипотез о влиянии параметров. Сравнительный анализ распределения значений интегрального показателя геомеханических условий на различных участках выработок дает возможность выявить зоны, требующие особого внимания в целях дальнейшей разработки мероприятий по повышению безопасности. Впоследствии планируется реализация модели в виде прикладного инструмента для инженерного анализа и поддержки принятия решений в горной промышленности.

Грищенкова Е. Н., Морозов К. В., Носков В. А. Разработка методики экспертной оценки влияния горнотехнических факторов на устойчивость подземных выработок // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 12-2. – С. 153–165. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_122_0_153.

Грищенкова Екатерина Николаевна¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: ekgr.mail@gmail.com, ORCID ID: 0000-0001-5377-7639, 
Морозов Константин Валентинович¹ — канд. техн. наук, зав. лабораторией, е-mail: morozov_kv@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0003-3597-756X, Scopus Author ID: 57196008021,
Носков Владимир Александрович¹ — канд. экон. наук, заместитель директора по науке и инновационной деятельности, e-mail: noskov_va@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0009-0006-6971-541X,
¹ Научный центр геомеханики и проблем горного производства, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Грищенкова Е.Н., e-mail: ekgr.mail@gmail.com.

1. Сидоров Д. В., Пономаренко Т. В. Методология оценки геодинамического состояния природно-техногенных систем при реализации проектов освоения месторождений // Горный журнал. — 2020. — № 1. — С. 49—52. DOI: 0.17580/gzh.2020.01.09.

2. Барях А. А., Санфиров И. А., Дьяконов М. В., Лобанов С. Ю., Никифорова А. И. Информационное обеспечение геомеханических расчетов устойчивости подработанного породного массива со сложным тектоническим строением // Russian Journal of Earth Sciences. — 2024. — Т. 24. — № 1. — С. ES1005. DOI: 10.2205/2024ES000894.

3. Жерлыгина Е. С., Куранова М. Е., Гусев В. Н., Одинцов Е. Е. Выявление опасных участков на основе исследования развития техногенных трещин в толще слагающих массив пород // Горная промышленность. — 2025. — № 1. — С. 162—169. DOI: 10.30686/1609-9192-2025-1-162-169.

4. Ponomarenko M. R., Kutepov Y. I. Mining complexity assessment to substantiate deformation monitoring at open pit mines // Journal of Mining Science. 2021, vol. 6, pp. 986—994. DOI: 10.1134/S1062739121060119.

5. Гладков И. В., Якунчиков Е. Н., Румянцев А. Е., Соннов М. А. Моделирование влияния открытых горных работ на состояние нижележащего массива при планировании отработки подземным способом с применением программного комплекса CAE FIDESYS // Горная промышленность. — 2024. — № 4. — С. 165—172. DOI: 10.30686/1609-9192-2024-4-165-172.

6. Захаров В. Н., Федотенко В. С., Ефремовцев Н. Н. Исследование техногенного воздействия взрывных работ при открытой разработке месторождений угля // Уголь. — 2023. — № 12. — С. 73—79. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-12-73-79.

7. Куликова Е. Ю., Полянкин А. Г., Потокина А. М. Специфика управления геотехническими рисками при проектировании подземных сооружений // Записки Горного института. — 2023. — Т. 264. — С. 895—905. 

8. Зубов В. П., Сокол Д. Г. Технологии интенсивной разработки калийных пластов длинными очистными забоями на больших глубинах: актуальные проблемы, направления совершенствования // Записки Горного института. — 2023. — Т. 264. — С. 874—885. 

9. Багаутдинов И. И., Шабаров А. Н., Локтюкова О. Ю. Горные удары и их связь с геолого-структурными особенностями массива // Горный журнал. — 2025. — № 3. — С. 53—60. DOI: 10.17580/gzh.2025.03.08.

10. Шабаров А. Н., Смирнов Э. В. Методические принципы прогноза опасных природных процессов на основе геодинамического районирования недр // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 11-1. — С. 157—170. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_111_0_157.

11. Кирсанов А. К., Вохмин С. А., Бархатов Д. В. Оценка рисков при подготовке к разработке месторождения на глубоких горизонтах (на примере шахты «Глубокая» рудника «Скалистый») // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2025. — № 1. — С. 66—77.

12. Яковлев В. Л., Глебов А. В., Журавлев А. Г., Жариков С. Н., Шимкив Е. С. Методологические аспекты переходных процессов при формировании горнотехнических систем глубоких карьеров // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2024. — № 6. — С. 85—97. DOI: 10.15372/FTPRPI20240610.

13. Кутепова Н. А., Кутепов Ю. И., Кудашов Е. С., Данильев С. М. Изучение прочности фосфогипса с примесями нефелинового шлама в конструкциях ограждающих дамб гипсонакопителей // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 10. — С. 67—78. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-67-78.

14. Иванов С. В. О возможностях использования горнопромышленных отходов в Мурманской области // Известия Коми Научного центра УрО РАН. — 2023. — № 3 (61). — С. 79—85. DOI: 10.19110/1994-5655-2023-3-79-85.

15. Радченко Д. Н., Хайдаров И. В., Залевская К. Н. Обоснование технологии добычи и переработки техногенного сырья Новотроицкого хвостохранилища // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2020. — № 1. — С. 277—289. DOI: 10.46689/2218-5194-2020-1-1-277-289.

16. Смирнова А. Д., Федотов Г. С., Михайлова Т. В. Геологическое моделирование участка Тутуясской площади Кузбасса в горно-геологической информационной системе Micromine Origin & Beyond // Уголь. — 2024. — № 6. — С. 119—124. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-6-119-124.

17. Еременко А. А., Копытов А. И., Филиппов В. Н., Волков А. В. Оценка геодинамического состояния массива горных пород при взрывной отбойке рудных запасов на участках Таштагольского и Шерегешевского месторождений // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2023. — № 3 (157). — С. 70—78. DOI: 10.26730/1999-4125-2023-3-70-78.

18. Исаченко А. А. Этапы подготовки проектных решений при отработке угольных сложноструктурных месторождений подземным способом // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. — 2023. — № 9. — С. 77—83. 

19. Указания по защите рудников от затопления и охране подрабатываемых объектов на Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей: утв. ПАО «Уралкалий», ЗАО «Верхнекамская калийная компания», ООО «ЕвроХим—Усольский Калийный комбинат». Введ. в действие 30.03.2017 в ред. 2014 г. — Пермь; Березники, 2014. — 130 с.

20. Евсеев А. В. Организация регулярного инструментального контроля несущих элементов системы разработки на рудниках ВКМКС // Горное эхо. — 2020. — № 3 (80). — С. 36—39. DOI: 10.7242/echo.2020.4.7.

21. Ломакин И. С., Цаюков А. А., Евсеев А. В. Физическое и математическое моделирование процесса деформирования и разрушения междукамерных целиков // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. — 2021. — № 1. — С. 47—53. DOI: 10.7242/2658-705X/2021.1.4.

22. Киселев В. А., Гусева Н. В. Районирование территории трасс трубопроводов по степени опасности возникновения аварий средствами геоинформационных систем и искусственных нейронных сетей // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 10-2. — С. 185—192. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_102_0_185.

23. Басаргин А. А., Сацюк А. В., Чеджемов С. Р. Применение пространственного геологического моделирования для оценки минеральных ресурсов медного месторождения Удоканское Читинской области // Устойчивое развитие горных территорий. — 2024. — Т. 16. — № 3. — С. 988—999. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-3-988-999.

24. Носков В. А., Бадтиев Б. П., Павлович А. А. Риск-менеджмент при ведении открытых горных работ // Горный журнал. — 2020. — № 2. — С. 51—55. DOI: 10.17580/gzh.2020.02.06.

25. Рыбак Я., Хайрутдинов М. М., Кузиев Д. А., Конгар-Сюрюн Ч. Б., Бабырь Н. В. Прогнозирование геомеханического состояния массива при отработке соляных месторождений с закладкой // Записки Горного института. — 2022. — Т. 253. — С. 61—70. DOI: 10.31897/PMI.2022.2.

26. Паньков И. Л., Аникин В. В., Бельтюков Н. Л., Евсеев А. В., Кузьминых В. С., Ломакин И. С., Морозов И. А., Токсаров В. Н., Ударцев А. А. Изучение деформирования и разрушения соляных пород для разработки методов геомеханической оценки устойчивости грузонесущих элементов камерной системы разработки калийных месторождений // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. — 2022. — № 3. — С. 14—24. DOI: 10.7242/2658-705X/2022.3.2/.

27. Матерова Е. С., Аксенова Ж. А., Шарафуллина Р. Р., Галимова Г. А., Шилов М. Л. Цифровизация деятельности российских компаний горнодобывающей отрасли // Уголь. — 2024. — № 11. — С. 117—121. DOI: 10.18796/0041-57902024-11-117-121.

28. Рыльникова М. В., Цупкина М. В., Кирков А. Е. Технологии сбора и обработки больших данных — основа повышения достоверности первичной информации о массивах горных пород при освоении месторождений полезных ископаемых и техногенных образований // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2023. — № 1-1. — С. 308—327. DOI: 10.46689/2218-5194-2023-1-1-308-327.

29. Писецкий В. Б., Лапин С. Э. К решению проблемы дистанционного прогноза объектов c риском развития опасных геодинамических явлений в процессе ведения подземных горных работ // Безопасность труда в промышленности. — 2025. — № 1. — С. 90—95. DOI: 10.24000/0409-2961-2025-1-90-95.

30. Сидоров Д. В., Пономаренко Т. В. Применение цифровых геомеханических двойников для прогнозирования и оценки рисков потери запасов в проектах разработки рудных месторождений // Горная промышленность. — 2022. — № 3. — С. 112—117. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-3-112-117.

31. Qin X. S., Cao H., Guo L. J. Sensitivity analysis of factors influencing pillar stability in the deep stope of underground salt mine // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020, vol. 570, no. 2, article 022002. DOI: 10.1088/1755-1315/570/2/022002. 

32. Suorineni F. T., Mgumbwa J. J., Kaiser P. K., Thibodeau D. Mining of orebodies under shear loading. Part 2. Failure modes and mechanisms // Mining Technology. 2014, vol. 123, no. 4, pp. 240—249. DOI: 10.1179/1743286314Y.0000000072.

33. Егоров Н. А., Фокин И. В., Дубиня Н. В. Прогноз поведения напряженно-деформируемого состояния образцов горных пород при помощи рекуррентной нейронной сети // Наука и технологические разработки. — 2024. — Т. 103. — № 2. — С. 59—74. DOI: 10.21455/std2024.2-4.

34. Неверов С. А., Неверов А. А., Конурин А. И., Адылканова М. А., Орлов Д. В. Применение нейронных сетей для определения изменения напряжений в массиве пород методом фотоупругости // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2023. — № 6. — С. 176—189. DOI: 10.15372/FTPRPI20230616.

35. Федоров А. И., Кузнецов С. А., Ардисламова Д. Р., Давлетова А. Р., Хакимов А. А. Использование методов кластеризации по механическим свойствам для расчета напряженного состояния на участке Северо-Комсомольского месторождения // Экспозиция Нефть Газ. — 2025. — № 2 (112). — С. 65—70. DOI: 10.24412/2076-6785-2025-2-65-70.

36. Yuxin Wang, Alireza Rezaei, Stephen Hicks Digital twin applications in geotechnical engineering: a systematic review // Machine Learning and Data Science in Geotechnics. 2025, vol. 1, no. 1, pp. 77—91. DOI: 10.1108/MLAG-02-2025-0005.

37. Pouya Nobahar, Chaoshui Xu, Peter Dowd, Roohollah Shirani Faradonbeh Exploring digital twin systems in mining operations: A review // Green and Smart Mining Engineering. 2024, vol. 1, no. 4, pp. 474—492. DOI: 10.1016/j.gsme.2024.09.00.

38. Xiong Wang, Yue Pan, Jinjian Chen Digital twin with data-mechanism-fused model for smart excavation management // Automation in Construction. 2024, vol. 168, part A. DOI: 10.1016/j.autcon.2024.105749.