Лаборатория горной информатики

Создана в 1982 году. С первых дней и до 2009 г. ею руководил д.т.н. А. В. Леонтьев. В настоящее время лабораторию возглавляет д.ф-м.н. Л. А. Назаров.
Первоначально была создана как лаборатория измерительной техники, которая выполняла исследования в области научного геофизического приборостроения. В 1998 году преобразована в лабораторию горной информатики.
Основные достижения лаборатории связаны с развитием таких разделов геомеханики, как модельные представления о блочно-иерархическом строении геофизической среды, построение систем непрерывного контроля движений породного массива, математическое и имитационное моделирование геомеханических процессов и вычислительных сетей, научное геофизическое приборостроение.

Основные направления научной деятельности

• создание методов моделирования процессов эволюции полей напряжений и деформаций геомеханических объектов различного масштабного уровня при действии природных и техногенных факторов;
• разработка методов и технических средств диагностики и контроля состояния массива горных пород с использованием данных лабораторных экспериментов и натурных наблюдений.

Важнейшие результаты фундаментальных исследований

• В развитие теоретических основ построения систем геомеханического мониторинга предложена аналитическая модель информационного канала, в виде замкнутой последовательности узлов, каждый из которых является системой массового обслуживания. Построена система дифференциальных уравнений, описывающая нестационарные процессы передачи данных между измерительными станциями и центром обработки при развитии в контролируемом массиве катастрофических событий. Разработан и доведен до программной реализации рекуррентный метод ее решения. Получены функции распределения состояний информационного канала и даны оценки периодам его релаксации при изменении быстродействия измерительных станций и центров обработки, а также при возникновении в канале пиковых нагрузок. Разработанный математический аппарат позволяет на стадии проектирования систем геомониторинга выбрать и обосновать технические параметры информационных каналов, обеспечивающих надежную и своевременную доставку измерительной информации при контроле динамических событий в массиве горных пород.
• Исследована принципиальная возможность создания системы геомониторинга, обеспечивающей достоверный прогноз катастрофических проявлений горного давления. Рассмотрена математическая модель блочного массива, отображающая процессы консолидации и деконсолидации в массиве. Предложены аналитические методы исследования данной модели, которые позволяют отразить такие ее особенности, как нелинейность; флуктуации моментов перехода блоков из деконсолидированных состояний в консолидированные; потенциальную возможность возникновения катастрофы типа фликер-шум; возникновение апериодического колебательного процесса, определяемого средним числом деконсолидированных блоков на заданном уровне иерархической структуры.
• Сформулирован подход к созданию информационной модели крупномасштабного объекта, как динамической системы, имеющей распределенную иерархическую структуру, обеспечивающую удаленный доступ пользователей с различным уровнем полномочий, временная компонента которой отображала бы как изменения состояний исследуемого объекта, так и приобретение новых знаний о нем, согласованной с информационными системами соответствующих государственных и региональных служб и органов управления. Для моделирования геометрии объекта в качестве базового предложен метод объемной триангуляции, нашедший широкое применение в вычислительной геометрии, машинной графике, геоинформационных системах, и используемый, в частности, в методе конечных элементов при решении целого ряда задач геодинамики.

Типовая структура информационной геодинамической модели массива горных пород крупномасштабного природного объекта

Важнейшие результаты прикладных исследований

Одна из возможных конструктивных реализаций комплекса ИВК-"Гидроразрыв"

  Версия для печати