Разработка динамической адаптивной геомеханической модели массива горных пород с актуализацией по данным шахтной сейсмостанции GITS в CAE Fidesys
К.В. Романевич1, М.А. Соннов2, С.Н. Мулев1, Л.В. Долматова1, Г.Д. Рукавишников1
1 АО «Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела – Межотраслевой научный центр «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
2 ООО «Фидесис», г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №3/ 2026 стр. 88-97
Резюме: Рассматривается концепция разработки динамической адаптивной геомеханической модели массива горных пород, интегрированной с системой шахтного сейсмомониторинга GITS и реализуемой в программной среде конечноэлементного анализа CAE Fidesys. Цель исследования заключается в формировании расчетного инструмента, обеспечивающего квазинепрерывную актуализацию напряженно-деформированного состояния массива с учетом развития горных работ и регистрируемых микросейсмических событий различной энергии. Предлагаемый подход основан на построении трехмерной конечно-элементной модели, описывающей текущее геомеханическое состояние массива с учетом конфигурации очистных и подготовительных выработок, положения очистного забоя и этапности отработки месторождения. В отличие от ранее разработанных алгоритмов, ориентированных на оценку влияния отдельных сейсмособытий, в настоящей работе ставится задача создания единого вычислительного контура, в котором данные о координатах и энергетических параметрах событий, поступающие от системы GITS, используются для последовательной корректировки расчетной схемы. Корректировка может включать изменение локальных упруго-прочностных характеристик, формирование зон разупрочнения и перераспределение напряжений вблизи очагов сейсмособытий. В результате реализуется итерационная процедура обновления модели с последующим пересчетом напряженно-деформированного состояния, что позволяет формировать актуализированную картину распределения главных напряжений и выявлять зоны потенциальной геомеханической опасности. Предполагается, что такая модель может рассматриваться как цифровой двойник массива, отражающий его пространственно-временную эволюцию. Приводится пример практического применения предлагаемого подхода для одной из шахт Кузбасса. Проведенное исследование определяет направления дальнейших исследований, предполагающих создание инструмента оперативного управления геомеханическими рисками при подземной разработке месторождений.
Ключевые слова: массив горных пород, динамическая адаптивная геомеханическая модель, шахта, рудник, сейсмособытие, напряженно-деформированное состояние, система шахтного сейсмомониторинга, GITS, CAE Fidesys
Для цитирования: Романевич К.В., Соннов М.А., Мулев С.Н., Долматова Л.В., Рукавишников Г.Д. Разработка динамической адаптивной геомеханической модели массива горных пород с актуализацией по данным шахтной сейсмостанции GITS в CAE Fidesys. Горная промышленность. 2026;(3):88–97. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-3-88-97
Информация о статье
Поступила в редакцию: 26.02.2026
Поступила после рецензирования: 24.03.2026
Принята к публикации: 15.04.2026
Информация об авторах
Романевич Кирилл Викторович – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории геофизических исследований, ученый секретарь института, АО «Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела – межотраслевой научный центр «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0005-2052-7816; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Соннов Максим Александрович – действительный член Академии горных наук, заместитель генерального директора, ООО «ФИДЕСИС», г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0004-3932-5571, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Мулев Сергей Николаевич – член корреспондент Международной академии наук экологии, безопасности человека и природы (МАНЭБ), заместитель генерального директора по науке, АО «Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела – межотраслевой научный центр «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-6745-5291; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Долматова Лилиана Вадимовна – ведущий инженер-геомеханик, АО «Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела – межотраслевой научный центр «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0000-7510-0039, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Рукавишников Георгий Дмитриевич – руководитель центра геодинамического мониторинга, АО «Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела – межотраслевой научный центр «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0001-8228-2870; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Ломов М.А. Аварии в горной промышленности в России, произошедшие вследствие динамических проявлений в горном массиве. Контроль горного давления на месторождении «Южное» (Приморский край). Проблемы недропользования. 2023;(1):85–92. https://doi.org/10.25635/2313-1586.2023.01.085
2. Федянин А.С., Еременко В.А. Вероятностно-статистический подход к прогнозированию аварий в подземных горных выработках. Горный журнал. 2026;(1):17–22. https://doi.org/10.17580/gzh.2026.01.02
3. Романевич К.В., Мулев С.Н., Рукавишников Г.Д. Применение горно-шахтной системы сейсмического контроля GITS для целей геотехнического мониторинга подземных сооружений. В кн.: Изучение опасных природных процессов и геотехнический мониторинг при инженерных изысканиях: материалы Общерос. науч.-практ. конф., г. Москва, 22 марта 2024 г. М.: ООО «Геомаркетинг»; 2024. С. 44–51.
4. Константинов А.В., Грунин А.П., Сидляр А.В., Ломов М.А. Совершенствование программно-аналитических средств системы сейсмоакустического мониторинга удароопасности «PROGNOZ-ADS». В кн.: Цифровые технологии в горном деле: тезисы докл. Всерос. науч.-техн. конф., г. Апатиты, 13–16 июня 2023 г. Апатиты: Кольский научный центр РАН; 2023. С. 26.
5. Бутырин П.Г. Цифровой сейсмический регистратор «Ермак-5». Пять лет развития. Российский сейсмологический журнал. 2021;3(3):84–94. https://doi.org/10.35540/2686-7907.2021.3.06
6. Копылов К.Н., Смирнов О.В., Кулик А.И. Акустический контроль состояния массива и прогноз динамических явлений. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015;(S7):574–583.
7. Кубрин С.С., Журавлев Е.И. Контроль геодинамического и газодинамического состояния массива горных пород. В кн.: Безопасность труда и эффективность производства горнодобывающих предприятий с подземным способом разработки: материалы 1-й Междунар. науч.-техн. конф., г. Екатеринбург, 6 апреля – 7 июня 2016 г. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет; 2016. С. 19–25.
8. Патрушев Ю.В., Шнайдер И.В. Обзор методов и технологий сейсмических систем контроля состояния устойчивости горного массива в подземных условиях. В кн.: Безопасность труда и эффективность производства горнодобывающих предприятий с подземным способом разработки: материалы 1-й Междунар. науч.-техн. конф., г. Екатеринбург, 6 апреля – 7 июня 2016 г. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет; 2016. С. 65–70.
9. Яковлев Д.В., Мулёв С.Н. Опыт применения многофункциональной геофизической аппаратуры АНГЕЛ-М в угольной и рудной промышленности. Уголь. 2014;(10):14–19.
10. Разумов Е.Е. Совершенствование метода прогнозирования удароопасности по результатам сейсмического мониторинга при интенсивной отработке угольных пластов [дис. ... канд. техн. наук]. Кемерово; 2025. 130 с.
11. Романевич К.В., Мулев С.Н., Иванов Д.А. Определение области влияния микросейсмического события на массив горных пород в процессе сейсмомониторинга угольных шахт и рудников. В кн.: Новые идеи в науках о Земле: материалы 17-й Междунар. науч.-практ. конф., г. Москва, 3–4 апреля 2025 г. М.: Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе; 2025. Т. 1. С. 152–156.
12. Ломакин В.С., Григорович С.В., Потехин Р.П., Халевин Н.И. О связи объема очаговой зоны разрушения с сейсмической энергией горного удара. Геология и геофизика. 1989;30(5):129–132.
13. Садовский М.А., Писаренко В.Ф., Штейнберг В.В. О зависимости энергии землетрясения от объема сейсмического очага. Доклады Академии наук СССР. 1983;271(3):598–602. Режим доступа: https://www.mathnet.ru/rus/dan46200 (дата обращения: 02.03.2026).
14. Садовский М.А., Кедров О.К., Пасечник И.П. О сейсмической энергии и объеме очагов при коровых землетрясениях и подземных взрывах. Доклады Академии наук СССР. 1985;283(5):1153–1156. Режим доступа: https://www.mathnet.ru/rus/dan47142 (дата обращения: 02.03.2026).
15. Карпенко В.В., Огородников Ю.Н. Параметры прямых продольных и поперечных сейсмических волн при горных ударах в скальных породах. Записки Горного института. 2007;172:14–17. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/7610 (дата обращения: 02.03.2026).
16. Шемякин Е.И., Курленя М.В., Кулаков Г.И. К вопросу о классификации горных ударов. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1986;(5):3–11.
17. Козырев А.А., Земцовский А.В., Кулькова М.С., Соннов М.А. Опыт применения CAE Fidesys при разработке численных геомеханических моделей Ждановского месторождения. Горная промышленность. 2021;(6):94–98. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2021-6-94-98
18. Романевич К.В., Мороз Н.Е., Иванов Д.А. Моделирование влияния сейсмособытий на напряженно-деформированное состояние массива горных пород при подземной разработке месторождений. Проблемы недропользования. 2025;(2):69–79. https://doi.org/10.25635/2313-1586.2025.02.069
