ПРОГНОЗ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОВАЛОВ НА ПОДРАБОТАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ МЕТОДОМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА НА ОСНОВЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
Ключевые слова:
горная выработка, земная поверхность, провалообразование, методика прогноза, нейронная сетьАннотация
В статье приведены результаты анализа геомеханической обстановки в пределах горного отвода шахты им. В. М. Бажанова.
В настоящее время массовое закрытие угольных шахт с их последующим затоплением привело к кардинальному перераспределению гидродинамического режима подземных вод. Это стало причиной активизации геомеханических процессов, в том числе процессов самоликвидации сохранившихся горных выработок и пустот в горном массиве, вплоть до образования провалов земной поверхности. Как следствие, нарушаются эксплуатационные способности (в некоторых случаях вплоть до разрушения) зданий, сооружений и других объектов, расположенных на земной поверхности, что существенным образом увеличивает риски при ведении хозяйственной деятельности, а также создает угрозу жизни и здоровью людей.
Поэтому для поля шахты им. В. М. Бажанова был выполнен прогноз вероятности образования провалов земной поверхности по двум методикам: нормативной и с применением искусственного интеллекта. Представленная нейронная сеть разработана в отделе горного давления ФГБНУ «РАНИМИ» на основе нормативной методики, с учетом требований нормативных документов и проведенных исследований.
Полученная программа способна осуществлять прогноз вероятности образования провалов на земной поверхности над старыми горными выработками с точностью до 94,6 % и была опробована на ряде шахт Донецко-Макеевского и Торезско-Снежнянского угленосных районов Донбасса, а также на шахтах Восточного Донбасса.
В результате выполненного анализа с использованием нейронного алгоритма установлено, что на территории горного отвода шахты им. В. М. Бажанова вероятность провалообразования в настоящее время сохраняется только в двух нейрозонах, на территории которых расположено несколько частных домовладений. При этом значительные территории земной поверхности в пределах нормативных провалоопасных зон с расположенными в них зданиями, сооружениями и промышленными объектами определены вполне безопасными, так как процессы провалобразования в них давно завершились.
Библиографические ссылки
Driban V., Nazimko V., Feofanov A., Khalymendyk I., 2010. Vorhersage des er-doberflächeabsturzes oberhalb der alten kohlengrubenräumen. Altbergbau – Kolloquium, Freiberg, 04. bis 06. November, P. 391-400.
Славиковская Ю.О., 2021. Техногенные пустоты недр как фактор негативного воздействия на окружающую среду при разработке месторождений твердых полезных ископаемых. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 2, С. 33-44.
Кирков А.Е., Федосеев В.В., Кужим О.М., 2022. Превентивное обнаружение и локализация провалов подработанной земной поверхности – основа решения региональных проблем моногородов в горнопромышленных регионах. Золото. Полиметаллы. XXI век: Устойчивое развитие: Материалы Всероссийской научно-практической конференции, Челябинск, 02–03 марта 2022 года. Челябинск: Институт проблем ком-плексного освоения недр РАН, С. 49-51.
Хохлов Б. В., Дрибан В.А., Голдин С.В., Терлецкий А.М., Рожко М.Д., 2019. Методика построения и обследования зон, опасных по провалам. Труды РАНИМИ: сб. науч. тр., Донецк, № 7 (22), С. 142-157.
Постоев Г.П., 2020. Модели механизма формирования и расчета параметров провалов земной поверхности над подземными полостями. Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология, № 4, С. 36-47.
Хамидуллина Н.В., Прокопова М.В., Прокопов А.Ю., 2019. Физическое моделирование провалов земной поверхности. Вестник Ростовского государственного уни-верситета путей сообщения, № 2(74), С. 124-131.
Гавриленко Ю.Н., Петрушин А.Г., 2003. Основные принципы моделирования сдвижений и деформаций земной поверхности методом конечных элементов. Наукові праці ДонНТУ. Серія гірничо-геологічна, Донецьк, Випуск 62, С. 100 – 114.
Усанов С.В., Мельник В.В., Замятин А.Л., 2013. Мониторинг трансформации структуры горного массива под влиянием процесса сдвижения. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 6, С.83-89.
Усанов С.В., Усанова А.В., 2015. Сдвижение земной поверхности при затоплении железорудной шахты. Проблемы недропользования, №1, С. 55-64.
Дрибан В.А., Феофанов А.Н., Назимко И.В., 2009. Разработка системы прогноза обрушений земной поверхности над погашенными горными выработками. Проблеми гірського тиску. Сб. науч. праць, №17, С.22 – 57.
Методическое руководство «О порядке выделения провалоопасных зон и выбора комплекса технических мероприятий по выявлению и ликвидации пустот на ликвидируемых шахтах Восточного Донбасса». Москва: ИПКОН РАН, 2007, 34 с.
ГСТУ 101.00159226.001 – 2003. Правила подработки зданий, сооружений и природных объектов при добыче угля подземным способом. Введ. 01.01.2004. Киев, 2004, 128 с.
Методические положения по решению гидрогеологических задач при разработке проекта ликвидации шахты (пособие проектировщику) РТМ 6.04.95. Донецк: Донгипрошахт, 1995, 17 с.
Дрибан В.А., Хохлов Б.В., Хламов Д.М., Антипенко А.В., 2023. Прогноз провалоопасности подработанных территорий при затоплении горных выработок шахт Торезско-Снежнянского района на основе методов искусственного интеллекта. Труды РАНИМИ, № 20-21(35-36), С. 47-65.
Дрибан В.А., Хохлов Б.В., Антипенко А.В., Голдин С.В. 2024. Прогноз веро-ятности образования провалов земной поверхности на горном отводе шахты «Ростов-ская» при ее затоплении. Труды РАНИМИ, № 1(39), С. 63-77.
