Контроль и управление геомеханическим состоянием и устойчивостью конструктивных элементов горнотехнических конструкций карьеров на основе сбора и анализа больших данных
М.В. Рыльникова1, Д.А. Клебанов1, В.В. Рыбин2, И.Ю. Розанов2
1 Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация
2 Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
Горная Промышленность №4 / 2024 стр.121-128
Резюме: При освоении месторождений твердых полезных ископаемых горнодобывающие предприятия сталкиваются с большим количеством проблем, связанных с необходимостью разработки и внедрения новых эффективных технологических решений по обработке информации о состоянии горнотехнической системы. Одним из способов решения указанных задач является использование на всех этапах освоения месторождений технологии больших данных, которые способны обеспечить устойчивое развитие горнопромышленных комплексов и эффективное управление геотехнологическими процессами на всех этапах освоения месторождений. Одним из важнейших процессов при открытой разработке месторождений является контроль геомеханических процессов, которые протекают в массиве горных пород и фиксируются системой мониторинга. В статье представлен подход к организации многоуровневой комплексной системы мониторинга устойчивости прибортового массива пород действующих карьеров на основе сбора и анализа больших данных. Предлагаемый подход базируется: 1 – на учете свойств и состояния массива горных пород, 2 – на учёте масштабного уровня контролируемых объектов. Все виды данных от различных типов источников информации должны быть собраны в единую информационную систему, где информация будет использована для автоматизированного расчета критериев оптимальной работы горнотехнической системы. Такой подход соответствует представлениям об иерархично-блочном строении массива пород, в пределах которого ведутся горные работы открытым способом и формируется карьерная выемка. Реализация предлагаемого подхода к контролю устойчивости бортов карьеров требует оснащения горнодобывающих предприятий широким диапазоном средств мониторинга и контроля, организации специальных геомеханических служб, организации единой информационной системы для анализа больших данных, что позволяет обеспечить необходимый уровень безопасности открытых горных работ.
Ключевые слова: большие данные, горнотехническая система, освоение недр, открытая разработка месторождений, геомеханический мониторинг, управление объемами данных, устойчивость бортов карьеров, безопасность ведения горных работ
Благодарности: Статья написана в рамках выполнения гранта Российского научного фонда №22617600142, https://rscf.ru/project/22617600142/
Для цитирования: Рыльникова М.В., Клебанов Д.А., Рыбин В.В., Розанов И.Ю. Контроль и управление геомеханическим состоянием и устойчивостью конструктивных элементов горнотехнических конструкций карьеров на основе сбора и анализа больших данных. Горная промышленность. 2024;(4):121–128. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-4-121-128
Информация о статье
Поступила в редакцию: 25.05.2024
Поступила после рецензирования: 04.07.2024
Принята к публикации: 08.07.2024
Информация об авторах
Рыльникова Марина Владимировна – доктор технических наук, профессор, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Клебанов Дмитрий Алексеевич – кандидат технических наук, зав. лабораторией интеллектуальных систем и цифровых технологий, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Рыбин Вадим Вячеславович – доктор технических наук, главный научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
Розанов Иван Юрьевич – кандидат технических наук, научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
Список литературы
1. Захаров В.Н., Гвишиани А.Д., Вайсберг Л.А., Дзеранов Б.В. Большие данные и устойчивое функционирование горнотехнических систем. Горный журнал. 2021;(11):45–52. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.11.06 Zakharov V.N., Gvishiani A.D., Vaisberg L.A., Dzeranov B.V. Big Data and sustainable functioning of geotechnical systems. Gornyi Zhurnal. 2021;(11):45–52. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2021.11.06
2. Рыльникова М.В., Алексеев А.Б., Есина Е.Н., Зотеев О.В., Ливинский И.С., Макаров А.Б. и др. Методические указания по оценке рисков развития деформаций, мониторингу и управлению устойчивостью бортов и уступов, карьеров, разрезов и откосов отвалов. М.: ИПКОН РАН; 2022. 90 с.
3. Rozanov I.Yu., Zavyalov A.A. Specifics in organization of the slope stability monitoring in high-strength hard rock massif of the Kovdor deposit. In: Litvinenko V. (ed.) Topical Issues of Rational Use of Natural Resources 2019. Vol. 1: Proceedings of the XV International Forum-Contest of Students and Young Researchers under the auspices of UNESCO (St. Petersburg Mining University, Russia, 13–17 May 2019). London: CRC Press; 2019, pp. 229–234. https://doi.org/10.1201/9781003014577-29
4. Рыбин В.В., Константинов К.Н. Каган М.М. Панасенко И.Г. Принципы организации комплексной системы мониторинга устойчивости объектов горнодобывающего предприятия. Горный журнал. 2020;(1):53–57. https://doi.org/10.17580/gzh.2020.01.10 Rybin V.V., Konstantinov K.N., Kagan M.M., Panasenko I.G. Methodology of integrated stability monitoring in mines. Gornyi Zhurnal. 2020;(1):53–57. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2020.01.10
5. Рыбин В.В., Константинов К.Н., Наговицын О.В. Структура комплексной системы мониторинга устойчивости объектов открытых горных работ с применением цифровых технологий. Физико-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых. 2021;(4):70–77. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20210407 Rybin V.V., Konstantinov K.N., Nagovitsyn O.V. Structure of integrated stability monitoring in open pit mining using digital technologies. Journal of Mining Science. 2021;57(4):601–606. https://doi.org/10.1134/S1062739121040074
6. Рыбин В.В., Константинов К.Н., Розанов И.Ю. Многоуровневый подход к организации мониторинга устойчивости бортов карьеров. Физико-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых. 2021;(5):106– 113. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20210510 Rybin V.V., Konstantinov K.N., Rozanov I.Y. A multilevel approach to pitwall stability monitoring. Journal of Mining Science. 2021;57(5):805–811. https://doi.org/10.1134/S1062739121050100
7. Захаров В.Н., Каплунов Д.Р., Клебанов Д.А., Радченко Д.Н. Методические подходы к стандартизации сбора, хранения и анализа данных при управлении горнотехническими системами. Горный журнал. 2022;(12):55–61. https://doi.org/10.17580/gzh.2022.12.10 Zakharov V.N., Kaplunov D.R., Klebanov D.A., Radchenko D.N. Methodical approaches to standardization of data acquisition, storage and analysis in management of geotechnical systems. Gornyi Zhurnal. 2022;(12):55–61. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2022.12.10
8. Каган М.М., Чернобров Д.С. Мониторинг сейсмоактивности прибортового массива карьера на основе сейсморегистраторов в глубоких скважинах за конечным контуром. Горная промышленность. 2023;(S1):84–88. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-84-88 Kagan M.M., Chernobrov D.S. Monitoring of seismic activity in near-wall rock masses of open pits using seismic recorders in deep boreholes beyond the final pit boundary. Russian Mining Industry. 2023;(1 Suppl.):84–88. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-84-88
9. Рыбин В.В., Константинов К.Н., Старцев Ю.А. Оценка динамики изменения упругих характеристик массива пород в борту карьера. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2023;(5):40–46. Rybin V.V., Konstantinov K.N., Startsev Yu.A. Time history of elastic characteristics in pitwall rock mass. Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh. 2023;(5):40–46. (In Russ.)
10. Захаров В.Н., Клебанов Д.А., Макеев М.А., Радченко Д.Н. Анализ методов подготовки и преобразования информации, поступающей в хранилища данных для эффективного управления горнотехнической системой. Горная промышленность. 2023;(5S):10–17. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-5S-10-17 Zakharov V.N., Klebanov D.A., Makeev M.A., Radchenko D.N. Analysis of methods to prepare and transform information entering data repositories for effective management of the mining system. Russian Mining Industry. 2023;(5S):10–17. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-5S-10-17
