DOI: 10.24412/2519-2418-2025-745-121-135
EDN: CZYTGK
Received: 17.09.2025
Published: 30.09.2025
Original language: ru
Full text of the article | JATS XML
Skazhenik Vladimir Borisovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, FSBSI «RANIMI», Senior Researcher at the Department of Earth Surface Movement and Protection of Mining Objects, email: geosoft.svb@gmail.com
Grishchenkov Nikolay Nikolaevich, Doctor of Technical Sciences, Professor, FSBSI «RANIMI», Head of the Department of Earth’s Surface Movement and Protection of Undermined Objects, email: grinmail104@mail.ru
Bardakova Elena Aleksandrovna, FSBSI «RANIMI», Junior Researcher at the Department of Earth Surface Movement and Protection of Mining Objects, email: bardakova-kgr@mail.ru
Abstract
The main factors influencing the activation of ground surface displacement during coal mine flooding are analyzed. To determine the influence of mined-out volume on the flooding rate in a specific mine, a spatial model of the mine was developed. This model includes the ground surface, main mine workings, and worked out longwalls. This spatial model allows for determining the volume of mine workings within a given elevation range and the volume of mine workings flooded over a given period. A neural network model architecture has been developed that links the volume of mine workings flooded at a given horizon and the rate of change in the flood level at that horizon. A method for predicting the flooding rate of mine workings using spatial and neural network modeling is proposed. This method allows for predicting the flooding rate of unflooded overlying horizons based on actual data on the flooding rate of underlying horizons. The use of this method makes it possible to predict the period of activation of the earth's surface displacement under the specific conditions of a flooded mine.
Keywords: Coal mine, flooding rate forecast, activation of ground surface displacement, spatial modeling, neural network modeling
Funding
The research has been completed within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (No. FRSR-2023-0002).
REFERENCES
- Правила подработки зданий, сооружений и природных объектов при добыче угля подземным способом. – Киев, 2004.– 127 с.
- КД 12-12.004-98. Ликвидация угольных шахт, защита земной поверхности от затопления горных выработок. Рекомендации. – Донецк: УкрНИМИ, 1998.– 46 c.
- Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях. Утв. постановлением госгортехнадзора России от 16 марта 1998 г. № 13. Межотраслевой научный центр ВНИМИ. – 203 с.
- Бардакова, Е. А. К вопросу о гидрогеомеханическом прогнозе активизации процесса сдвижения земной поверхности в результате затопления горных выработок с учетом структуры рельефа [Текст] / Е. А. Бардакова // Журнал теоретической и прикладной механики. – № 2 (87). – Донецк – 2024. – С. 80-87. – doi:10.24412/0136-4545-2024-2-80-87.
- Гусев, В. Н. Определение параметров зоны водопроводящих трещин через горизонтальные деформации подрабатываемой толщи [Текст] / В. Н. Гусев, Д. А. Илюхин, А. Г. Алексенко // Записки горного института. – Том 204. – СПб. – 2013. – С. 69-73.
- Скворцов, А. Г. Особенности проявления и предотвращения негативных гидрогеоэкологических последствий ликвидации шахт в различных угольных бассейнах [Текст] / А. Г. Скворцов, Н. И. Строк // Неделя горняка. – Москва. – 2002. – С. 10-14.
- Норватова, О. И. Методика прогноза гидрогеологических условий затопления угольных шахт на базе моделирования геофильтрационных процессов: автореф. дис. кан. тех. наук. СПб. – 2005. – 28 с.
- Молев, М. Д. Оценка воздействия процессов ликвидации угольных шахт на экологическую ситуацию в Российском Донбассе [Текст] / М. Д. Молев, С. А. Масленников // Известия Томского политехнического университета. – 2018.– № 7.– С. 148-156.
- Мохов, А. В. Морфология зон водопроводящих трещин сдвижения на участках подземных разработок каменноугольных залежей [Текст] / А. В. Мохов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – № 1. – Москва. – 2008. – С. 273-281.
- Гавриленко Ю. Н. Техногенные последствия закрытия угольных шахт: Монография / Ю. Н. Гавриленко, В. Н. Ермакова. – Донецк, 2004.– 631 с.
- Гавриленко, Ю. Н. Геомеханический мониторинг затопления шахт Стахановского региона [Текст] / Ю. Н. Гавриленко, А. В. Шиптенко, В. Н. Ермаков, К. В. Ковалев // Уголь Украины. – Киев, 2004. – С. 20-25.
- Шубин, А. А. Исследование процесса активизации сдвижения горных пород и земной поверхности вследствие затопления горных выработок [Текст] // А. А. Шубин, П. А. Деменков // Журнал проблемы современной науки и образования. – № 8. СПб. 2016. С. 177-179.
- Мохов, А. В. О растекании шахтных вод из затопленных угольных шахт в недрах [Текст] / А. В. Мохов //Доклады РАН. – Том 438. – № 4. – 2011. – С. 494-496.
- Мохов, А. В. О проницаемости горных пород в зоне сдвижения на каменноугольных месторождениях (по материалам подработок затопленных выработок) / Доклады РАН. – Том 452. – № 3. – 2013. – С. 300-302.
- Мохов, А. В. Подземные воды как индикатор геомеханических процессов [Текст] /А. В. Мохов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – № 3. – Москва. – 2014. – С. 273-281.
- Кутепова, Н. А. Изучение закономерностей развития гидрогеомеханических процессов с целью прогноза деформаций земной поверхности при затоплении угольных шахт [Текст] / Н. А. Кутепова, Ю. И. Кутепов // Горный информационно-аналитический бюллетень. № 2. – Москва. – 2012. – С. 142-154.
- Черникова, С. А. Геогидродинамическое обоснование мониторинга процесса затопления угольных шахт Донбасса (на примере Стахановско-Брянковского региона): автореф. дис. кан. тех. наук. Пермь. – 2004. 24 с.
- Скаженик, В. Б. Проектирование разработки месторождений на основе компьютерного моделирования [Текст] / В. Б. Скаженик // Вісті Донецького гірничого інституту. – № 1. – Донецьк. – 2011. – С. 8-14.
- Скаженик В. Б. Система автоматизированного проектирования разработки россыпных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – М.: «Горная книга». – 2012. – № 3. – С. 150 – 152.