Грант РНФ 19-77-30008 "Разработка теоретических основ и практических методов интеллектуального мониторинга сложных горнотехнических объектов" (продолжение)

Объектом исследования в проекте на протяжении четырёх лет были сложные горнотехнические системы, рассматриваемые совокупность горных объектов и конструкций, методов добычи во взаимодействии с вмещающими участками недр и окружающей средой. Процесс функционирования горнотехнических систем непосредственно связан с комплексом опасностей, выраженных в разрушении и критических режимах деформирования горнотехнических объектов, газодинамических явлениях, негативных экологических последствиях. В результате выполнения проекта сделан существенный шаг в разработке научных основ и практических методов обеспечения безопасности горнотехнических систем на основе методологии интеллектуального мониторинга. По итогам работы сформулирована концепция интеллектуального мониторинга, как взаимодействующего комплекса, состоящего из детализированной математической модели объекта, определяющей потенциально опасные участки, схемы расположения сенсоров, набор контролируемых параметров и системы измерения, позволяющей собирать, хранить и анализировать большие объёмы данных. В результате работы в рамках проекта разработан ряд механических, гидродинамических и термодинамических моделей поведения горнотехнических объектов и созданы действующие системы мониторинга в интересах основных Партнёров проекта – ООО «Научно-производственное объединение «АэроСфера», ПАО «УралКалий», ОАО "Беларуськалий". Реализация проекта полностью отвечает концепции развития ПФИЦ УрО РАН, ориентированной на создание эффективной научно-организационной структуры, стимулирующей проведение междисциплинарных исследований. На базе лаборатории Механики горных пород ГИ УрО РАН сформированы объединённые научные группы в области механики деформируемого твёрдого тела, аэрогазодинамики и геомеханики, что позволило разработать научные основы применения методов интеллектуального мониторинга горнотехнических и других инженерных объектов. Вместе с тем, практика реализации проекта выявила целый комплекс задач интеллектуального мониторинга, требующих решения. Это обусловлено сложностью самих горнотехнических систем, усложнением горно-геологических условий подземной разработки, увеличением глубины горных работ, а также необходимостью контроля негативного воздействия горных работ на подработанную территорию. К наиболее важным задачам следует отнести расширение методов мониторинга за счет применения технологий космической радарной съемки, оптоволоконной техники, новых инструментальных способов измерения напряжений и деформаций. В теоретическом аспекте значительное внимание будет уделено проблемам достоверной интерпретации результатов мониторинга, определению критических режимов деформирования и разрушения горнотехнических объектов. Другим направлением исследований, пробующим продолжения проекта, является расширение возможностей систем интеллектуального мониторинга за счёт использования методов искусственного интеллекта. Применение традиционных методов анализа не позволяет эффективно обрабатывать большие данные, структурировать их и извлекать из них полезную информацию. В связи с этим, одной из задач продолжения проекта будет разработка решений, основанных на автоматизированном анализе данных с использованием методов глубокого обучения, которые бы позволили предсказывать возникновение опасных ситуаций. При этом полностью сохраняется озвученная ранее целевая практическая направленность проекта: прогноз на основе системы интеллектуального мониторинга потенциально опасных горнотехнических ситуаций для принятия своевременных и оперативных инженерно-управленческих решений по предотвращению угрозы аварии и/ или минимизации их последствий. Установленные на первой стадии выполнения проекта партнерские отношения с промышленностью – ПАО «УралКалий», ООО «НПО «АэроСфера» - предполагается расширить за счет вовлечения в интересы проекта РНФ, МХК «Еврохим» и одной из крупнейших зарубежных калийных горнодобывающих компаний АО «Беларуськалий».