ОАО «Беларуськалий», Солигорск, Беларусь:

Головатый И. И., генеральный директор

Горный институт УрО РАН, Пермь, Россия:

Левин Л. Ю., зав. отделом, д-р техн. наук

Паршаков О. С., младший научный сотрудник

ОАО «Трест Шахтоспецстрой», Солигорск, Беларусь:

Диулин Д. А., генеральный директор

Представлена интеллектуальная система контроля формирования и состояния ледопородного ограждения, которая внедрена на участке сооружения шахтных стволов Петриковского ГОКа ОАО «Беларуськалий». Описаны основные методы определения температурного поля породного массива в условиях искусственного замораживания. Показано, что развертывание системы интеллектуального мониторинга позволяет не только обеспечить безопасность ведения горных работ, но и повысить технико-экономические показатели строительства в целом.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках научного проекта № 17-11-01204.

1. Трупак Н. Г. Замораживание горных пород при проходке стволов. – М. : Углетехиздат, 1954. – 896 с.
2. Трупак Н. Г. Замораживание грунтов в подземном строительстве горных выработок. – М. : Недра, 1974. – 281 с.
3. Долгов O. A. Методика расчета процесса замораживания горных пород при проходке стволов шахт способом замораживания на большую глубину. Замораживание горных пород при проходке стволов шахт. – М., 1961. С. 9–64.
4. Паршаков О. С. Разработка способа контроля формирования и состояния ледопородного ограждения шахтных стволов // Стратегия и процессы освоения георесурсов : сб. науч. тр. – Пермь : ГИ УрО РАН, 2017. Вып. 15. С. 288–292.
5. Левин Л. Ю., Семин М. А., Паршаков О. С., Колесов Е. В. Метод решения обратной задачи Стефана для контроля состояния ледопородного ограждения при проходке шахтных стволов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2017. Т. 16. № 3. С. 255–267.
6. Hansson K., Simunek J., Mizoguchi M., Lundin L.-C., van Genuchten M. T. Water flow and heat transport in frozen soil // Vadose Zone Journal. 2004. Vol. 3(2). P. 693–704.
7. Kurylyk B. L., Watanabe K. The mathematical representation of freezing and thawing processes in variably-saturated, non-deformable soils // Advances in Water Resources. 2013. Vol. 60. P. 160–177.
8. Rose M. An implicit enthalpy scheme for one-phase Stefan problems // Journal of Scientific Computing. 1990. Vol. 5(2). P. 169–185.
9. Alifanov O. M. Inverse Heat Transfer Problems. Springer-Verlag, 1994.
10. Kabanikhin S. I., Hasanov A., Penenko A. V. A gradient descent method for solving an inverse coefficient heat conduction problem // Numerical Analysis and Applications. 2011. Vol. 1(1). P. 34–45.
11. Zhou M. M., Meschke G. A three-phase thermo-hydro-mechanical finite element model for freezing soils // International journal for numerical and analytical methods in geomechanics. 2013. Vol. 37. P. 3173–3193.
12. Vitel M., Rouabhi A., Tijani M., Guerin F. Modeling heat transfer between a freeze pipe and the surrounding ground during artificial ground freezing activities // Computers and Geotechnics. 2015. Vol. 63. P. 99–111.
13. ван Хайден Т., Вегнер Б. Современная технология замораживания пород на примере двух объектов, находящихся на стадии строительства, состоящих из пяти вертикальных шахтных стволов // Горный журнал. 2014. № 9. С. 65–69.
14. Вабищевич П. Н., Васильева М. В., Горнов В. Ф., Павлова Н. В. Математическое моделирование искусственного замораживания грунтов // Вычислительные технологии. 2014. Т. 19. № 4. С. 19–31.
15. Левин Л. Ю., Семин М. А., Паршаков О. С. Математический метод прогнозирования толщины ледопородного ограждения при проходке стволов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 5. С. 154–161.
16. Alzoubi M. A., Sasmito A. P., Madiseh A., Hassani F. P. Intermittent Freezing Concept for Energy Saving in Artificial Ground Freezing Systems // Energy Procedia. 2017. Vol. 142. P. 3920–3925.
17. Pimentel E., Papakonstantinou S., Anagnostou G. Numerical interpretation of temperature distributions from three ground freezing applications in urban tunneling // Tunnelling and Underground Space Technology. 2012. Vol. 28. No. 1. P. 57–69.