АР22788508 «Разработка методических подходов мониторинга состояния критически важных гидротехнических объектов инфраструктуры Казахстана с применением беспилотных летательных аппаратов и дистанционного зондирования Земли» н.р. Низаметдинов Н.Ф.
Актуальность
Критически важные гидротехнические сооружения играют ключевую роль в обеспечении водной безопасности, регулировании стока и защите территорий от подтоплений. Многие из них эксплуатируются десятилетиями и требуют постоянного контроля состояния, поскольку даже незначительные деформации могут привести к серьёзным аварийным ситуациям. Традиционные методы наблюдений не всегда позволяют своевременно оценить изменения в структуре дамб и других сооружений, особенно на больших территориях и в труднодоступных зонах.
Рисунок 1 – Выполнение нивелирования
В этих условиях применение современных беспилотных летательных аппаратов и цифровых технологий становится актуальным и необходимым инструментом повышения безопасности.
Рисунок 2 – БПЛА Wingtra One
Разработка методических подходов мониторинга с использованием БПЛА позволяет повысить точность наблюдений, сократить трудозатраты и обеспечить раннее выявление потенциально опасных процессов.
Достигнутые результаты в 2 полугодии 2025 года:
Выполнена вторая серия высокоточного нивелирования по ранее заложенным реперам с использованием цифрового нивелира Leica DNA03, что позволило уточнить высотное обоснование и проконтролировать стабильность реперной сети. Одновременно проведены тахеометрические наблюдения по профильным линиям и характерным элементам объекта для детализации планового положения точек и последующего сопоставления с цифровыми моделями. Второй цикл статических GNSS-измерений на опорных реперах с применением двухчастотных приёмников Leica GS14 и GS16 позволил уточнить планово-высотное положение сети и повысить надежность геодезического обоснования.
Для изучения объекта выполнено десять серий аэрофотосъёмки с БПЛА DJI Mavic 3E с сохранением параметров съёмки, обеспечивающих сопоставимость разновременных данных. По результатам каждой серии построены цифровые модели рельефа и поверхности, ортофотопланы и плотные облака точек с помощью ПО Agisoft Metashape для анализа деформационных процессов. Три серии тепловизионной съёмки позволили создать радиометрически калиброванные тепловые ортомозаики и карты температурного поля, синхронизированные с сериями аэрофотосъёмки.
На разновременных цифровых моделях выделены характерные точки объекта, включая реперы, углы зданий и сооружений, элементы площадок и откосов, что обеспечило их однозначную идентификацию во времени. Координаты и высоты этих точек сопоставлены с результатами классических геодезических измерений — нивелирования, тахеометрии и статических GNSS-замеров. По итогам проведённой валидации рассчитаны статистические показатели точности цифровых моделей, что позволило количественно оценить их пригодность для геодезического мониторинга и анализа деформаций.
Список публикаций за 2 полугодие 2025г.
В рамках выполнения проекта подготовлены и отправлены статьи для публикации в высокорейтинговые журналы базы данных Scopus (Q1, Q2).
Исследовательская группа
1. Низаметдинов Наиль Фаритович, к.т.н., ассоциированный профессор НАО «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова», к.т.н., доцент ORCID https://orcid.org /0000-0002-8881-1259
Scopus ID 57191986266
2. Ожигин Дмитрий Сергеевич, PhD, ассоциированный профессор НАО «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова», PhD., доцент ORCID https://orcid.org /0000-0002-2443-3068
Scopus ID 55827717400
Web of Science Researcher ID V-6421-2019
3. Косарев Николай Сергеевич, к.т.н, доцент ВАК Научно-исследовательский институт геодезии, топографии и картографии Чешская Республика, Научный сотрудник
ORCID https://orcid.org /0000-0003-1806-3651
Scopus ID 57226373393
Web of Science Researcher ID IZQ-0643-2023
4. Сатбергенова Асель Куандыковна, м.т.н. НАО «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова», м.т.н., ст.препод.
ORCID https://orcid.org /0000-0001-5806-2827
Scopus ID 5720941133
Web of Science Researcher IDS-5971-2018
5. Ярцева Вера Фаридовна, м.т.н. НАО «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова», м.т.н., ст.препод.
ORCIDhttps://orcid.org/0000-0003-3015-0280
Scopus ID 59914066200
Web of Science Researcher ID OGO-1858-2025
6. Кубайдуллина Улпан Айткужиевна, м.т.н. НАО «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова», м.т.н., ассистентORCID https://orcid.org /0000-0002-2445-5590
7. Казанцева Виктория Владимировна, м.т.н., соискатель кандидатской степени по специальности «Геодезия» НАО «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова», м.т.н., соискатель кандидатской степени по специальности «Геодезия»
ORCID https://orcid.org /0000-0002-5915-1677
Scopus ID 59552921200
8. Байғали Руслан Қанатұлы, м.т.н. НАО «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова», м.т.н., ассистент
ORCID https://orcid.org /0000-0003-4431-2172
Информация для потенциальных пользователей
В результате реализации проекта будут разработаны современные методические подходы мониторинга гидротехнических сооружений, основанные на применении беспилотных технологий, высокоточной геодезии и цифрового моделирования. Потенциальные пользователи получат:
• возможность применения стандартизированной методики для оценки состояния дамб и инженерных объектов;
• инструменты для своевременного выявления деформаций и дефектов, включая скрытые процессы фильтрации и изменения геометрии;
• высокоточные разновременные цифровые модели, позволяющие проводить сравнение, прогнозирование и анализ тенденций;
• рекомендации по снижению рисков возникновения аварийных ситуаций;
• решения, повышающие эффективность и безопасность эксплуатации сооружений.
Результаты проекта ориентированы на практическое внедрение и могут использоваться как государственными структурами, так и частными организациями, ответственными за эксплуатацию гидротехнических объектов.
Область применения
• Разработанные подходы и результаты исследования могут быть применены при мониторинге:
• насыпных и грунтовых дамб;
• гидротехнических сооружений различного назначения — водохранилищ, каналов, плотин, отстойников;
• объектов инженерной инфраструктуры, где требуется контроль устойчивости и деформаций;
• территорий, подверженных подтоплениям или изменению уровня грунтовых вод;
• больших по площади участков, требующих оперативной оценки состояния без остановки эксплуатации.
Методики могут использоваться проектными и эксплуатирующими организациями, службами безопасности, государственными ведомствами, а также научно-исследовательскими центрами, занимающимися обеспечением устойчивости и надёжности гидротехнических объектов.
Дата обновления информации 25.12.2025 г.
AP22787307 «Разработка технологии крепления горных выработок на глубоких горизонтах на основе исследования геомеханического состояния массива» — н.р. Имашев А.Ж.
Актуальность
Развитие горной промышленности в Республике Казахстан сопровождается вводом в эксплуатацию новых горизонтов для добычи полезных ископаемых, что требует выполнения значительного объема горно-капитальных и подготовительных работ. С увеличением глубины ведения горных работ свыше 700 м решение геомеханических задач и вопросы управления состоянием массива становится все более сложным, начинается проявление интенсивности деформационных процессов при проходке и поддержании горных выработок, также возрастает количество случаев обрушений кровли и боков выработок. Изменение напряженно-деформированного состояния массива горных пород вокруг выработок на глубоких горизонтах происходит за счет действия на контуре выработки высоких напряжений.
Проходка выработок на больших глубинах всегда сопровождается перераспределением исходного поля напряжений, при этом формируется вторичное поле напряжений. Одним из основных недостатков при обосновании параметров устойчивости породных обнажений в приконтурной части массива является недостаточная изученность геомеханических процессов. Причиной этого является то, что для используемые модели описания геомеханических процессов, которые происходят вблизи массива техногенных обнажений не вполне корректно отражают размеры зон неупругих деформаций. Несмотря на большой объем теоретических и экспериментальных исследований по оценке напряженно-деформированного состояния массива горных пород вокруг горных выработок до настоящего времени нет окончательного научно-обоснованного подхода по достоверному определению зон неупругих деформаций, особенно на глубоких горизонтах. Обеспечение безопасности ведения горных работ достигается правильным обоснованием геомеханического состояния массива и расчета нагрузки на крепь горных выработок. При проведении научно-исследовательских работ необходимо применять опыт зарубежных стран, где проблемы устойчивости горных пород решаются использованием результатов исследований, которые имеют практическое апробирование на месторождениях, основанные на рейтинговых классификациях качества горных пород. На основании проведенного анализа и обзора состояния вопроса сформулирована цель научно-прикладной работы – определение параметров зоны неупругих деформации вокруг выработки на глубоких горизонтах с учетом трещиноватости пород в зависимости от глубины расположения и формы сечения выработки, физико-механических свойств и модуля упругости горных пород для выбора типов и параметров крепления в соответствии с рейтинговыми классификациями массива. Оценка мощности зон неупругих деформаций при проходке и поддержании горных выработок на рудниках Казахстана, особенно на глубинах ведения горных работ свыше 700 м, необходимая для оценки устойчивости вмещающего выработку массива горных пород, планирования горных работ, выбора параметров крепи и систем крепления выработок, в настоящее не проводится или является методически недостоверной. Поэтому прогноз параметров зон неупругих деформаций при проходке подготовительных горных выработок на глубоких горизонтах является актуальной научно-практической задачей исследований.
Достигнутые результаты в 2 полугодии 2025 года:
В шахтных условиях проведены исследования с использованием видеоэндоскопа для оценки развития трещиноватости вблизи подземных выработок на больших глубинах. Натурные наблюдения являются одним из ключевых методов изучения геомеханических процессов, происходящих в массиве горных пород. Без проведения таких наблюдений невозможно точно определить основные влияющие факторы, что затрудняет формулировку задач для последующего аналитического анализа и моделирования.
В целях изучения поведения массива в приконтурной зоне горных выработок были применены следующие методы полевых исследований:
• визуальное наблюдение за развитием трещин;
• инструментальные замеры на контрольных участках с использованием горного компаса и электронной рулетки.
Визуальные наблюдения позволили оценить общее состояние трещиноватости и степень нарушенности массива вблизи горных выработок. Для более точной характеристики процессов трещинообразования были выполнены инструментальные замеры на специально организованных наблюдательных участках. Эти данные позволили получить достоверную информацию о трещиноватости массива и особенностях поведения вмещающих пород в зоне влияния выработок.
Наблюдения проводились в подземных выработках на горизонте +96 м, на глубине около 250 м. Всего было оборудовано 9 наблюдательных участков (рисунок 1). На каждом участке выделялся фрагмент поверхности размером 1×1 м.
 |
 |
Рисунок 1 – Наблюдательный участок №2 и №8
Снижение прочности пород в массиве, вызванное трещиноватостью, оценивается через коэффициент структурного ослабления Кс, который равен отношению сцепления породы при её отрыве от массива (в условиях трещиноватости) к сцеплению этой же породы в образце. Обычно сцепление по трещинам и тектоническим нарушениям в изверженных и метаморфических породах варьируется от 0,05 до 0,1 МПа. Однако сцепление, образующееся по трещинам и ослаблениям, может быть более значительным, в зависимости от неровностей поверхности трещин и изменений их направления.
Согласно результатам геотомографического сканирования, глубина развития условной зоны трещиноватости в массиве в среднем составляет от 1 до 1,3 м. Такой вывод сделан на основании положения линии высокочастотного отражения, зафиксированной в пределах данной глубины.
Установлено, что при плотности трещиноватости до 10 трещин на метр зона распространения нарушенности достигает приблизительно 1,0 м, тогда как при увеличении числа трещин до 20–25 глубина зоны возрастает до 1,3 м.
Список публикаций за 2 полугодие 2025г.
1) Отправлен на экспертизу патент на изобретение авторов Имашев А.Ж., Суимбаева А.М., Мусин А.А., Матаеви А.К., Ескенова Г.Б., Шайке Н.К., Жунусбекова Г.Ж. «Рамная шарнирная крепь из коробчатого профиля».
Исследовательская группа
1. Имашев Аскар Жанболатович – научный руководитель, PhD, заведующий кафедрой РМПИ.
Researcher ID – ABC-2138-2021;
ORCID — 0000-0002-9799-8115;
Scopus Author ID – 57204153972.
2. Суимбаева Айгерим Маратовна — PhD, ответственный исполнитель, и.о. доцента каф. РМПИ.
Researcher ID — AAC-8234-2022;
ORCID — 0000-0001-6582-9977.
3. Мусин Айбек Абдукалыкович — PhD, исполнитель, и.о. доцента каф. РМПИ
Researcher ID – AGD-8697-2022;
ORCID — 0000-0001-6318-9056;
Scopus Author ID – 57225333744.
4. Матаев Азамат Қалижанұлы – PhD, исполнитель, и.о. доцента каф. РМПИ
Researcher ID D-3766-2019;
ORCID — 0000-0001-9033-8002;
Scopus Author ID – 57219561578.
5. Жунусбекова Гаухар Жумашевна – исполнитель, м.т.н., старший преподаватель кафедры РМПИ
Researcher ID – AAE-8004-2022
ORCID — 0000-0003-2842-270X
Scopus Author ID – 57919123700
6. Шәйке Нұрлан Қанатұлы – исполнитель, м.т.н., старший преподаватель кафедры РМПИ
Researcher ID – HLH-4610-2023,
ORCID – 0000-0002-2395-4566,
Scopus Author ID — 58220559500
7. Ескенова Гульнура Бериковна – исполнитель, м.т.н., старший преподаватель кафедры РМПИ
Researcher ID – АВС-2138-2021
ORCID — 0000-0001-8184-4085
Scopus Author ID — 58191278200
Информация для потенциальных пользователей
Объектами исследования являются отечественные горные предприятия где глубина добычи полезных ископаемых достигла 800 м и более. В настоящее время глубина разработки на рудниках «Орловский» и «Артемевский» составляет 800 м и более. Также есть ряд подземных рудников «Восход» ТОО «Восход-Oriel», «Ушкатын-3» АО «Марганец Жайрема», «Западный Каражал» ТОО «Оркен», которые также будут вести горные работы на глубоких горизонтах.
Область применения
Горная промышленность, горные выработки, расположенные на глубине 800м и более.
Дата обновления информации 25.12.2025 г.
AP22785093 «Исследование и обоснование технологии поддержания выработок с управлением устойчивостью зон повышенного сводообразования пород при отработке мощных угольных пластов» н.р Халикова Э.Р.
Актуальность
Увеличение глубины разработки при относительно невысокой прочности пород и применении крепей с недостаточной несущей способностью и конструктивной податливостью являются основными причинами неудовлетворительного состояния горных выработок. Анализ работы добычных участков на шахтах Карагандинского бассейна, показывает, что имеются значительные резервы увеличения производительности труда и снижения себестоимости угля из-за несоответствия методов разработки пластов горнотехническим условиям их применения, усложнение горно-геологических условий выемки пластов при углублении горных работ (наличие тектонических нарушений, повышение газообильности и т.д.), имеются диспропорции мощностей по смежным технологическим звеньям и процессам и т.д. В совокупности все это приводит к снижению надежности производственных процессов горнопрохожческих работ, следовательно, к экономически неоправданным затратам. Использование отмеченных резервов особенно важно при внедрении прогрессивных технологических схем проведения горных выработок и проектировании прогрессивной технологии разработки газоугольных мощных пластов со сложными горно-геологическими условиями.
Проблема устойчивости горных выработок остаётся одной из наиболее актуальных и определяющих эффективность работы угольных шахт в различных бассейнах Республики Казахстан, для этого требуется проведение следующих научно-прикладных исследований и работ:
— необходимо принятие обоснованных технологических решений по определению параметров крепи в зонах повышенного сводообразования пород;
— дать геомеханическую прогнозную оценку деформированного состояния пород вмещающего горного массива на мощных угольных пластах;
— разработать и внедрить технологию и средства с обоснованием параметров их крепления с учетом напряженно-деформированного состояния вмещающих пород.
В настоящее время перспектива развития представленного научного направления для подземных работ в угольной отрасли РК зависит от использования результатов научно-прикладных исследований и проведения опытно-промышленной апробации перспективных разработок на угольных шахтах Карагандинского бассейна.
Достигнутые результаты во 2 полугодии 2025 года:
Разработаны технические рекомендации при формировании технологических схем в зоне влияния геологических нарушений при отработке слоев мощных пластов.
Список публикаций за 2 полугодие 2025 года:
— Э.Р. Халикова, А.Е. Жумабекова, Д.С. Сыздыкбаева, М.Г. Мустафин. Тау жыныстарының әлсіреген аймағын нығайту жөніндегі технологиялық схемаларды әзірлеу. Горный журнал Казахстана. 2025. №2. 50-60 https://doi.org/10.48498/minmag.2025.238.2.003
— Сыздыкбаева Д.С., Халикова Э.Р. Технологические условия обеспечения устойчивости массива вмещающих пород при креплении горных выработок. Право на объект, охраняемый авторским правом. Свидетельство № 53703 от 21.01.2025
— Vladimir Demin, Elvira Khalikova*, Tatyana Demina, Dinara Syzdykbaeva, Aibolat Karatayev, Murat Mustafin. Assessment of the stress-strain state of the rock mass surrounding cutting workings during coal seam mining // Mining of Mineral Deposits. – ISSN 2415-3443 (Online), ISSN 2415-3435 (Print). – Volume 19, Issue 2, 2025. – P. 38–46. DOI: https://doi.org/10.33271/mining19.02.038
— Demin V.F., Khalikova E.R. Mountain range geomechanics while developing preparatory mine workings// Монография — Караганда: Изд-во НАО «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова», 2025, 223 с., ISBN 978-601-355-490-7
Исследовательская группа:
1. Халикова Эльвира Равиловна — Научный руководитель, PhD, ассоциированный профессор (доцент) кафедры РМПИ,
Scopus Author ID: 57212216553,
Researcher ID Web of Science: ABE-4117-2021,
ORCID ID: 0000-0003-1501-8492;
2. Каратаев Айболат Дулатович — Ответственный исполнитель, PhD, ассоциированный профессор (доцент) кафедры РМПИ,
Scopus Author ID: 56996048900,
Researcher ID Web of Science: AAC-4903-2020,
ORCID ID: 0000-0003-2901-7562;
3. Абеков Улан Ерланович — PhD, Начальник производственного отдела TOO «Maker (Мэйкер)» Карагандинский литейно-машиностроительный завод (КЛМЗ),
Scopus Author ID: 57209737940,
ORCID ID: 0000-0001-6686-4926;
4. Сыздыкбаева Динара Сеиткалиевна — Докторант группы ГДД-23 кафедры РМПИ, преподаватель кафедры РАиОТ,
Scopus Author ID: 58973495800,
ORCID ID: 0000-0002-0673-0384;
5. Хамзе Аскар Муратулы — Докторант группы ГДД-25 кафедры РМПИ;
6. Байгараева Багдат Абдикасымовна — м.т.н., Заведующая канцелярией;
7. Жамелов Рахат Жамиулы — м.т.н., главный инженер (по текущему планированию) ГПП ТОО «Маkег (Мэйкер)» Карагандинского литейно-машиностроительного завода (КЛМЗ);
8. Бодаубек Абылайхан Бахлатулы — м.т.н., инженер по подготовке производства ТОО «Маkег (Мэйкер)» Карагандинского литейно-машиностроительного завода (КЛМЗ).
Информация для потенциальных пользователей:
В результате реализации проекта будет возможность эффективного применения прогрессивной технологии поддержания оконтуривающих выемочных столбов горных выработок на базе установленных закономерностей поведения горных пород при отработке слоев мощных пластов, обеспечивающих повышение эффективности и безопасности функционирования подземного горного производства.
Существующие технологические риски снижаются также вследствие — применения эффективных технологии, оборудования и средств крепления для проведения горных выработок и позволяющих избежать влияния проявлений горных факторов на эксплуатационную надежность выполнения процессов проходческого цикла.
Область применения:
Горнодобывающие производства угольной отрасли с распространением полученного научно-технического потенциала на подземные горнорудные предприятия.
Рисунок 1 — Изготовленные опытные образцы канатных анкеров
 |
 |
Рисунок 2 — Проведение опытно-промышленных испытаний
Дата обновления информации 25.12.2025 г.