Роль зональности горно-геологических параметров шахтного поля в задаче локального прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям

Современные темпы ведения горных работ не всегда обеспечивают равномерность эксплуатационной разведки по площади шахтного поля для получения горно-геологических локальных данных, очень важных в задачах, чувствительным к моделированию распределения этих данных. Чувствительным к адекватности представления распределения горно-геологических параметров в пространстве является и локальное прогнозирование газодинамических явлений, основанное на линейном дискриминантном анализе горно-геологических данных. В данном исследовании авторами рассмотрены особенности решения задачи локального прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям в условиях глубокого калийного рудника, имеющего неравномерную картину распределения фактических горно-геологических наблюдений, при которой почти треть шахтного поля не имеет каких-либо данных, а все наблюдения сосредоточены в восточной и западной частях шахтного поля. Посредством проверки горно-геологических данных по критерию Манна – Уитни установлены значимые различия в распределениях этих данных, подтверждая значимость зональных особенностей распределения, которые могут объясняться различиями в протекании эпигенетических процессов в соляном породном массиве на отдельных участках шахтного поля калийного рудника. Для проверки эффективности раздельного моделирования, основанного на зональных особенностях распределения горно-геологических данных, были созданы 3 модели распределения зон, опасных по газодинамическим явлениям посредством линейного дискриминантного анализа с использованием локальных выборок горно-геологических данных в восточной и западной частях шахтного поля, а также общей выборки данных. Модель, созданная на основе на общей выборке данных, показала меньшую эффективность классификации, составившую 76,5 %, по сравнению с совокупной эффективностью моделей, созданных с использованием локальных выборок данных, составившей 82,3 %. Сравнение стандартизованных коэффициентов дискриминантных функций созданных моделей классификации выявило значительные различия в важности предикторов моделей, что также указывает на целесообразность представленного подхода для избегания искажений при локальном прогнозировании. По мере доразведки шахтного поля и достижения равномерного распределения фактических наблюдений, вероятно, могут быть выявлены адекватные зависимости распределения рассматриваемых параметров, которые могут быть интегрированы в единую модель, однако при больших областях без данных большей точности позволяет добиться именно раздельный анализ шахтного поля с учетом зональных особенностей распределения горно-геологических параметров.

The Role of Zonality of Mining and Geological Parameters of a Mine Field in the Problem of Local Forecasting of Zones Hazardous in Terms of Gas-Dynamic Phenomena

The current pace of mining operations does not always ensure uniformity of operational exploration over the area of the mine field to obtain local mining and geological data, which are very important in tasks sensitive to the modeling of the distribution of these data. Local forecasting of gas-dynamic phenomena based on the linear discriminant analysis of mining and geological data is also sensitive to the adequacy of the representation of the distribution of mining and geological parameters in space. In this study, the authors consider the features of solving the problem of local forecasting of zones hazardous for gas-dynamic phenomena in the conditions of a deep potash mine with an uneven distribution of actual mining and geological observations, in which almost a third of the mine field does not have any data, and all observations are concentrated in the eastern and western parts of the mine field. By checking the mining and geological data using the Mann-Whitney criterion, significant differences in the distributions of these data were established, confirming the importance of zonal distribution features that can be explained by differences in the course of epigenetic processes in the salt rock massif in individual sections of the potash mine field. To test the efficiency of separate modeling based on zonal distribution features of mining and geological data, three models of distribution of zones hazardous for gas-dynamic phenomena were created using linear discriminant analysis using local samples of mining and geological data in the eastern and western parts of the mine field, as well as a common data sample. The model created based on the common data sample showed lower classification efficiency of 76.5% compared to the combined efficiency of the models created using local data samples, which was 82.3%. Comparison of standardized coefficients of discriminant functions of the created classification models revealed significant differences in the importance of model predictors, which also indicates the appropriateness of the presented approach to avoid distortions in local forecasting. As the mine field is further explored and a uniform distribution of actual observations is achieved, adequate dependencies of the distribution of the parameters under consideration can probably be identified, which can be integrated into a single model; however, in large areas without data, a separate analysis of the mine field, taking into account the zonal features of the distribution of mining and geological parameters, allows achieving greater accuracy.