USE OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE METHODS TO PREDICT THE DANGEROUSNESS OF UNDERMINED AREAS OF THE EARTH'S SURFACE
Keywords:
mine workings, earth surface, failure, prediction technique, neural networkAbstract
The article presents the results of an analysis of the geomechanical situation within the mining allotment of the mine named after V. M. Bazhanov.
Currently, the mass closure of coal mines with subsequent flooding has led to a radical redistribution of the hydrodynamic regime of underground waters. This has led to the activation of geomechanical processes, including the self-liquidation processes of remaining mine workings and voids in the rock mass, up to the formation of ground surface collapses. As a result, the operational capabilities (in some cases, up to destruction) of buildings, structures, and other objects located on the ground surface are disrupted, significantly increasing the risks associated with economic activities and posing a threat to the lives and health of people.
Therefore, a forecast of the probability of ground surface collapses was carried out for the mine named after V. M. Bazhanov, using two methods: normative and with the application of artificial intelligence. The neural network presented was developed by the Mining Pressure Department of the Federal State Budgetary Institution RANIMI based on the normative methodology, considering the requirements of regulatory documents and conducted research. The resulting program can predict the probability of surface collapses over old mine workings with an accuracy of up to 94.6% and has been tested at several mines in the Donetsk-Makeevskу and Torez-
Snezhnyansky coal-bearing regions of the Donbass, as well as in the mines of Eastern Donbass.
As a result of the analysis using the neural algorithm, it was established that in the territory of the mine named after V.M. Bazhanov, the probability of failure formation currently only remains in two neural zones, where several private residential buildings are located. At the same time, significant areas of the ground surface within the normative failure zones, with buildings, structures, and industrial objects located in them, have been determined to be entirely safe, as the failure processes in them have long been completed.
References
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.
