Интеллектуальный анализ геомеханического состояния горных массивов при подземной разработке месторождений

В исследовании представлен интеллектуальный подход к анализу многомерных геомеханических состояний в системах подземной разработки месторождений на основе численного моделирования и методов машинного обучения. В среде RS3 разработана трехмерная геомеханическая модель Жолымбетского месторождения с использованием обобщенного критерия разрушения Хука—Брауна. Численное моделирование выполнено для репрезентативных сценариев ведения горных работ, характеризующихся сложным взаимодействием выработок и перераспределением напряжений. Результаты моделирования преобразованы в многомерный геомеханический набор данных, содержащий параметры напряжений, деформаций, перемещений и разрушения. Метод главных компонент (PCA) применен для исследования внутренней структуры пространства геомеханических состояний и выявления доминирующих закономерностей, определяющих поведение горного массива. Кластерный анализ выявил несколько геомеханических режимов, соответствующих устойчивым, переходным и склонным к потере устойчивости условиям. Обнаружение аномалий методом Isolation Forest показало, что атипичные геомеханические состояния распределены не случайно, а пространственно локализованы вблизи систем выработок и горизонтов горных работ. Полученные результаты свидетельствуют о том, что опасные геомеханические условия обусловлены сложным взаимодействием концентрации напряжений, интенсивности деформаций, процессов разрушения и геометрии выработок. Предложенный подход создает основу для интеллектуальной интерпретации результатов крупномасштабного численного моделирования и может способствовать оценке геомеханических рисков при ведении подземных горных работ.