AP23489856 «Разработка ресурсосберегающих технологий отработки месторождений полезных ископаемых, обеспечивающих сохранность объектов горной промышленности в регионах с высокой тектонической активностью» н.р. — Мусин А.А.
Актуальность
Актуальность проблемы связана с необходимостью повышения ресурсосбережения при разработке месторождений и обеспечения сохранности объектов горной промышленности, расположенных в регионах, характеризующихся высокой современной тектонической активностью. Наибольшей опасности подвергаются горнопромышленные объекты, находящиеся в гористой местности, где еще продолжаются процессы высвобождения сейсмической энергии.
Интенсивная разработка месторождений полезных ископаемых, приводящая к постоянно растущим объемам выработанного пространства в горных массоцивах и увеличению глубины отработки полезных ископаемых в последние годы, обусловливает активизацию геодинамических процессов и явлений в массоциве горных пород и на земной поверхности. Наиболее опасными из них являются: мгновенное разрушением горных пород и обрушение кровли и боков выработок под воздействием упругой энергии, накопленной блочным массоцивом, разрушение водоносных горизонтов с нарушением гидродинамического режима грунтовых и подземных вод, нарушение устойчивости земной поверхности.
Достигнутые результаты
Для оценки устойчивости подземных выработок в исследовании применён метод предельного равновесия, основанный на анализе баланса сил вдоль потенциальных поверхностей разрушения. В отличие от классоцического детерминированного подхода, который оперирует усреднёнными значениями параметров, в данной работе реализован вероятностный подход, позволяющий учитывать природную изменчивость геомеханических характеристик массоцива.
Для повышения надёжности моделирования используется статистическая комбинация методов Монте-Карло и латинской гиперкубической выборки (Latin Hypercube Sampling, LHS), что обеспечивает более полное охватывание диапазона возможных состояний массоцива и позволяет получить статистически обоснованное распределение коэффициента запаса устойчивости (Factor of Safety).
Методология исследования сочетает полевые работы по изучению трещиноватости массоцива с численным вероятностным анализом устойчивости выработок. Комплексный подход включает съемку трещиноватости, стереографическую обработку и моделирование устойчивости по методу предельного равновесия с учетом изменчивости структурных характеристик и прочностных свойств.
В данном подразделе представлены результаты численного моделирования, выполненного с использованием программного комплекса Unwedge, с целью вероятностной оценки устойчивости клиньев в подземных выработках. Анализ проводился для различных направлений проходки относительно систем трещиноватости, определённых по результатам структурного анализа кернов. Учтены динамические воздействия, в том числе сейсмические нагрузки. Особое внимание уделялось выявлению критических направлений выработки и оптимизации параметров крепления для обеспечения устойчивости в условиях трещиноватого и сейсмически активного массоцива.
Рисунок 1 – Результаты вероятностного анализа устойчивости клиньев: распределение коэффициента запаса и геометрия клина
На рисунке 1 представлены результаты вероятностного анализа устойчивости клиньев в программном обеспечении Unwedge. Левая часть рисунка демонстрирует гистограмму распределения коэффициента запаса устойчивости (FS) сформированных в результате случайной выборки исходных данных по всему периметру. Большинство реализаций сосредоточено в диапазоне низких значений FS, значительная доля которых меньше 1.0, что свидетельствует о высоком риске потери устойчивости клиньев при заданных параметрах.
Рисунок 2 – Пространственное распределение давления крепи в зависимости от ориентации трещин
На рисунке 2 представлена трёхмерная диаграмма распределения максимально требуемого давления крепи для достижения коэффициента запаса устойчивости FS = 1.5 в зависимости от направления и угла падения выработки. Диаграмма построена по результатам вероятностного анализа в ПО Unwedge и отображает, как пространственная ориентация трещин влияет на необходимое поддерживающее давление. Максимальные значения давления соответствуют определённым сочетаниям ориентаций клиньев, которые формируют наиболее неустойчивые конфигурации относительно контура выработки.
Рисунок 3 – Зависимость максимального требуемого давления крепи от ориентации оси выработки
На рисунке 3 представлена зависимость максимального давления крепи (для достижения коэффициента запаса FS = 1.5) от азимута направления оси выработки (Tunnel Axis Trend). График демонстрирует влияние ориентации выработки относительно систем трещин на требуемое давление крепи. Видно, что при определённых направлениях оси выработки (около 130° и 310°) требуется максимальное давление (до 0.037 МПа) для обеспечения устойчивости, что связано с формированием наиболее неустойчивых клиньев. Данные результаты позволяют оптимизировать направление проходки и схему крепления для минимизации рисков обрушения.
Список публикаций за 2 полугодие 2025г.
1) A. Mussin, A. Imashev, A. Matayev, B. Khussan, R. Abdrashev. «Probabilistic analysis application to substantiate support parameters in seismically active and fractured rock masses» // Min. miner. depos. 2025, 19(3):66-75, WoS – Q1, Scopus процентили 75.
Исследовательская группа
1. Мусин Айбек Абдукалыкович – науч.руководитель, PhD, ассоцоц. проф. каф. РМПИ
Researcher ID – AGD-8697-2022;
ORCID — 0000-0001-6318-9056;
Scopus Author ID – 57225333744.
2. Имашев Аскар Жанболатович – отв. исполнитель, PhD, ассоцоц. проф.,зав.кафедрой РМПИ.
Researcher ID – ABC-2138-2021;
ORCID — 0000-0002-9799-8115;
Scopus Author ID – 57204153972.
3. Суимбаева Айгерим Маратовна – PhD, ассоцоц. проф. каф. РМПИ
Researcher ID — AAC-8234-2022;
ORCID — 0000-0001-6582-9977;
Scopus Author ID — 57204776922.
4. Матаев Азамат Қалижанұлы – PhD, ассоцоц. проф. каф. РМПИ
Researcher ID D-3766-2019;
ORCID — 0000-0001-9033-8002;
Scopus Author ID – 57219561578.
5. Жунусбекова Гаухар Жумашевна – PhD, сеньор-лектор каф. «Химия, химическая технология и экология» Казахского университета технологии и бизнеса имени К. Кулажанова
Researcher ID – AAE-8004-2022
ORCID — 0000-0003-2842-270X
Scopus Author ID – 57919123700
6. Шәйке Нұрлан Қанатұлы – 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 — м.т.н., докторант гр. ГДД-23з каф. РМПИ
Researcher ID – АВС-2138-2021
ORCID — 0000-0001-8184-4085
Scopus Author ID – 58191278200
8. Назарова Айгерим Сауранбаевна — Специалист ДНиИ.
Информация для потенциальных пользователей
В рамках реализуемого научно-исследовательского проекта планируется разработка ресурсосберегающей технологии отработки рудных месторождений с горизонтальным и пологим залеганием полезных ископаемых. Особое внимание будет уделено обеспечению сохранности объектов горной инфраструктуры с учётом горно-геологических, горнотехнических и удароопасных условий, а также особенностей развития горных работ.
Разрабатываемые научно-технические решения будут направлены на повышение точности прогнозирования напряжённо-деформированного состояния (НДС) массоцива, что позволит на практике оперативно уточнять проектные параметры и адаптировать их под реальные условия. Это, в свою очередь, будет способствовать снижению вероятности обрушений, оптимизации затрат на поддержание горных выработок и обеспечению устойчивой и безопасной работы подземных сооружений.
Область применения
В перспективе результаты исследования найдут применение в проектировании и внедрении эффективных технологий подземной отработки рудных месторождений, что может стать значимым вкладом в развитие горной отрасли.
Дата обновления информации: 01.12.2025 г.
AP23487832 «Разработка конструкции и расчет мобильного путепровода»
н.р. — Ганюков А.А.
Актуальность: Проект направлен на разработку мобильного коммунального путепровода, предназначенного для устранения пробок во время ремонта городских коммунальных сетей. Путепровод представляет собой временную мостовую конструкцию, позволяющую автотранспорту пересекать ремонтные траншеи, сокращая объездные пути и улучшая транспортную ситуацию в городе. Технология работы включает установку путепровода на опоры через траншею, обеспечивая непрерывное движение транспорта. Проект также предусматривает расширение применения путепровода в полевых условиях, при стихийных бедствиях и в горнодобывающей промышленности. Основной идеей проекта является разработка и расчет конструкции путепровода для улучшения организации движения транспорта.
Целью проекта является разработка конструкции и расчет мобильного путепровода, применяемого при ремонте коммунальных сетей.
Достигнутые результаты
Достигнутые результаты:
— разработана расчетная принципиально новая методика оптимального расположения опор путепровода с учетом нелинейных свойств грунтового основания;
— сформулировано условие жесткости борта траншеи по предельно допустимым горизонтальным смещениям, превышение которых может привести к его обрушению и потере работоспособности путепровода;
-создана конечно-элементная модель массоцива грунта и опоры в ANSYS (элемент PLANE42) с использованием упругопластической модели Друкера-Прагера; заданы уточнённые физико-механические параметры, граничные условия и нагрузки;
— выполнены расчёты НДС; получены поля нормальных и касательных напряжений, вертикальных и горизонтальных перемещений; а также определены зоны эквивалентных пластических деформаций;
— установлено, что максимальные смещения концентрируются в зоне борта траншеи, что подтверждает корректность критерия по ограничению горизонтальных перемещений;
— проведена параметрическая оптимизация; построены линии отклика; получены корреляционные зависимости, показывающие квадратичный характер уменьшения деформаций при увеличении рассоцтояния L;
— определено оптимальное минимальное рассоцтояние установки опоры путепровода, при котором горизонтальные смещения борта траншеи уменьшаются более чем в два раза; отклонение от проектного решения составляет приблизительно 13,5 %;
— подготовлен итоговый отчёт, включающий расчёты прочности, жёсткости и устойчивости конструктивных элементов, результаты моделирования и разработанную методику оптимального расположения опор.
— описаны и подтверждены конструктивные решения ходовой части путепровода, соответствующие нормативным требованиям и подтверждённые численным анализом; сформулированы рекомендации по повышению надёжности конструкции;
а) Транспортное положение
б) Эксплуатационное положение
Рисунок 1 – 3 D модель путепровода
Исследовательская группа:
1. Ганюков Александр Анатольевич – научный руководитель, PhD,
Индекс Хирша – 9
Author ID в Scopus: 57194493653
ResearcherID:
V-8593-2019
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-0651-9781
2. Кадыров Адиль Суратович — Ответственный исполнитель, д.т.н.,, профессор-исследователь кафедры ТТиЛС
Индекс Хирша — 11.
Researcher ID:
W-4738-2018
Author ID в Scopus: 57218826977
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-0651-9781
3. Сарсембеков Бауыржан Кобланович — PhD, ассоцистент-профессора каф. ТТиЛС
Индекс Хирша — 4.
Author ID в Scopus: 57247269800
ResearcherID: KUP-0727-2024
ORCID ID: 0000-0002-4815-1823
4. Синельников Кирилл Анатольевич,- PhD,
Индекс Хирша — 4.
Researcher ID:
JZQ-3793-2024
Author ID в Scopus: 57794838700
https://orcid.org/0000-0001-5073-5716
5. Кукешева Алия Бакибаевна, PhD, ассоцистент-профессора
Индекс Хирша -7.
Author ID в Scopus: 57222089958
ResearcherID: AAQ-1014-2020
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-3063-5870
6. Кабикенов Сапар Жомартович, к.т.н, профессор каф. ТТиЛС
Индекс Хирша -3.
Author ID в Scopus:
57188651136
ResearcherID: EZZ-5396-2022
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-7412-6026
7. Карсакова Акбопе Жолаевна, ассоцоциированный профессор (доцент) каф. ТТиЛС
Индекс Хирша -2.
Author ID в Scopus:
57219331470
ResearcherID: LWC-8327-2024
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-7412-6026
8. Жумабеков Айдар Темиргалиевич, докторант ТТД-23
Список публикаций:
1. Ganyukov A.A., Sinelnikov K.A., Kabikenov S.Zh., Karsakova A.Zh. Research and Calculation of the Deformed State of the Roadway Mobile Overpass. Material and Mechanical Engineering Technology, №3, 2024, P. 88-95. https://mmet.kstu.kz/download/articles/01102024091607_journalFile.pdf
2. отправлена заявка патента на изобретение. № 2025/0056.1 от 27.01.2025. «Временная опора для мостовой переправы». Кадыров А.С.; Ганюков А.А.; Кукешева А.Б.; Синельников К.А.; Сарсембеков Б.К.; Карсакова А.Ж (заявка прошла формальную экспертизу, заявка на этапе экспертизы по существу).
3. свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом №59971 от 19 июня 2025 года. Авторов Жумабеков А.Т:, Кадыров А.С., Ганюков А.А., Карсакова А.Ж.
Информация для потенциальных пользователей:
Разработанный мобильный коммунальный путепровод предназначен для использования государственными и частными организациями, такими как акиматы, дорожные департаменты, министерства по чрезвычайным ситуациям, а также предприятия, занимающиеся строительством, ремонтом и добычей полезных ископаемых. Конструкция обладает высокой мобильностью, что позволяет оперативно устранять пробки, вызванные ремонтными работами на коммунальных сетях, и повышать эффективность транспортной инфраструктуры.
Область применения:
• Городские дорожные службы для обеспечения непрерывного движения транспорта во время ремонта коммунальных сетей.
• Строительные и ремонтные компании для временного решения транспортных проблем на стройплощадках.
• Организации, занимающиеся ликвидацией последствий стихийных бедствий, для быстрого восстановления транспортной доступности.
• Горнодобывающая промышленность для временного перекрытия траншей и обеспечения технологических потоков.
• Военные и спасательные службы для использования в полевых условиях и чрезвычайных ситуациях.
Дата обновления информации: 01.12.2025 г.
AP23487471 «Исследование и разработка технологии получения футеровки из техногенных отходов сталеплавильного производства для печей металлургической промышленности» — н.р. Аринова С.К.
Актуальность: На сегодняшний день литейная и металлургическая отрасли Казахстана испытывают потребность свыше 500 тысяч тонн огнеупорных материалов ежегодно. Основными факторами, приводящими к преждевременному износу этих материалов, являются их недостаточная термостойкость, низкая плотность и разрушение под воздействием расплавов. Для повышения термостойкости огнеупоров все чаще применяется добавление отходов сталеплавильного производства. В Казахстане накоплено уже 32 миллиарда тонн промышленных отходов, причем этот объем продолжает расти. Значительную часть (70%) составляют техногенно-минеральные образования. В Карагандинской области сосредоточено 110,7 миллионов тонн этих отходов, из которых лишь 42% подвергается утилизации, а остальная часть складируется на промышленных территориях.
Решением данной проблемы может стать рециклинг и использование техногенных отходов в металлургии, в частности, для футеровки печей. Такой подход позволит снизить антропогенное воздействие на окружающую среду вблизи металлургических предприятий, сократить ресурсо- и энергоемкость производственных процессов и повысить эколого-экономическую эффективность. Несмотря на то, что ранее этот метод практически не разрабатывался, проведенные теоретические и практические исследования открывают новые перспективы для его реализации.
Цель проекта: разработка состава и технологии получения футеровки на основе отходов металлургической промышленности, обладающих повышенной прочностью и плотностью на основе минерального сырья РК.
Достигнутые результаты:
Проведены эксперименты по разработке опытного состава огнеупорного материала. В соответствии с полученной математической моделью были проведены экспериментальные работы по разработке состава опытных огнеупорных материалов. На данном этапе работы проводились опыты с добавлением шлака, а также шлака в сочетании с золой.
Определены допустимые пределы использования конгломерата (зола и шлак) для изготовления огнеупорных изделий из шамота, чтобы соответствовали промышленным требованиям. Результаты подтверждают пригодность конгломерата для производства огнеупоров.
Исследовано использования сталеплавильного шлака как добавки в огнеупорные материалы. Были получены прочные и однородные материалы с низкой пористостью, что подходят для футеровки тепловых агрегатов в литейной и металлургической промышленности. Проведённые исследования подтвердили возможность применения золы низкокачественных каменных углей в составе шихты для получения огнеупорных материалов. Добавление каменноугольной золы к глине позволяет сохранить прочность при сжатии и плотность образцов на уровне огнеупоров типа ША, при этом снизив открытую пористость и уменьшив количество крупных пор. Такой эффект способствует повышению шлакоустойчивости получаемых изделий. Были установлены зависимости между прочностными характеристиками и термостойкостью исследуемых образцов. В качестве модифицирующей добавки, способствующей повышению термостойкости огнеупорных материалов, применялся сталеплавильный шлак.
Шлак характеризуется повышенным содержанием кальцийсиликатных фаз, которые, согласно проведённому анализу, улучшают формирование структуры материала при воздействии высоких температур. В результате повышается термостойкость без заметной потери прочностных характеристик, что делает данный шлак перспективной добавкой для производства огнеупорных изделий.
Полученный опытный состав огнеупорного материала демонстрирует показатели, соответствующие установленным требованиям нормативной документации. Изделия характеризуются допустимыми значениями открытой пористости, линейной усадки, огнеупорности и предела прочности при сжатии, что подтверждает соответствие опытного образца требованиям ГОСТ и пригодность его к дальнейшему применению.
 |
 |
 |
Рисунок 1- Результаты исследований
Список публикаций
1. Аринова С.К., Алтынова А.Е. Состав шлаков металлургических заводов Карагандинской области: научный обзор// Труды университета, Караганда: Изд-во КарТУ имени Абылкаса Сагинова. – 2025. – № 2. – С. 16-20.
DOI 10.52209/1609-1825_2025_2_16
2. Подана заявка на изобретение на патент РК «Состав шамотных кирпичей» 2025/0196.1 от 04.03.2025 г.
Исследовательская группа
Включает 6 исполнителей, из них 3 человек младше 40 лет, 5 человек имеют учёную степень.
1. Аринова Сания Каскатаевна – научный руководитель, PhD, ассоц.профессор кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 4
Author ID в Scopus: 57192206332
ResearcherID: AAL-2282-2021
ORCID ID: 0000-0003-1977-8157
2. Квон Светлана Сергеевна – ответственный исполнитель, кандидат технических наук, профеесор кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 11
Author ID в Scopus: 57061892400
ResearcherID: N-5602-2017
ORCID ID: 0000-0002-5439-4426
3. Куликов Виталий Юрьевич –исполнитель, кандидат технических наук, профеcсор кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 11
Author ID в Scopus: 56168395900
ResearcherID: N-5596-2017
ORCID ID: 0000-0001-6191-8569
4. Исагулов Аристотель Зейнуллинович — исполнитель, доктор технических наук, профеcсор кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 10
Author ID в Scopus: 57219418150
ResearcherID: C-7415-2016
ORCID ID: 0000-0003-2174-9072
5. Достаева Ардак Мухамедиевна- исполнитель, PhD, профеcсор кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 6
Author ID в Scopus: 57215917901
ORCID ID: 0000-0002-1982-2368
6. Алтынова Асем Ериквона — докторант кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 0
Author ID в Scopus: 59552895100
Информация для потенциальных пользователей:
Полученные научные результаты могут быть применены при разработке новых производств и участков металлургического и литейного производств.
Область применения:
Областью применения данной программы является литейные металлургические и машиностроительные предприятия.
ИРН АР23489348 «Разработка и исследование технологии экзогенного суспензионного литья для изготовления легированных отливок с использованием модификаторов и отходов литейного производства» н.р. Саул А.З.
Актуальность: Современное производство предъявляет высокие требования к качеству литых деталей. Обеспечить качестов отливок можно за счет формирования гомогенной плотной структуры литья. В свою очередь, эти показатели можно получить за счет регулирования скоростью затвердевания отливки и рапределения внутри нее легирующих элементов. Одним из перспективных способов управления структурой отливки явялется литье по газифицируемым моделям с использованием инокулторов. Применяя одновременно с инокуляторами модификаторы можно регулировать число центров кристаллизации и распределение легирующих элементов. При этом предлагается использование в качестве инокуляторов отходы литейного производства (скрап, брак), что положительно повлияет на санитарно-гигиеническую обстановку в литейном цехе и даст возможность снизить себестоимость литья.
Цель проекта: разработка и внедрение технологии изготовления отливок методом экзогенного суспензионного литья с использованием дисперсных инокуляторов с целью повышения качества отливок, характерных для легированных отливок.
Достигнутые результаты:
Получена предварительная технологическая карта процесса изготовления отливок методом экзогенного суспензионного литья с использованием дисперсных инокуляторов.
Определено, что предлагаемая технология суспензионного литья с использованием дисперсных инокуляторов является перспективным способом изготовления фасонных отливок, особенно тонкостенных и при использовании сплавов сложных составов. Литье позволяет получить фасонные отливки сложной конфигурации с высокой чистотой поверхности и с меньшим количеством литейных дефектов по сравнению с классоцическим способом литья в песчано-глинистые формы. Этот способ является достаточно экономичным, т.к. при изготовлении моделей используются отходы литейного производства в качестве инокуляторов.
Исследовались влияния вспомогательных элементов полистироловой модели на механические и технологические свойства и структуру отливок. Получены опытные образцы с разным содержанием наночастиц.
С целью выявления оптимальной структуры и, следовательно, свойств готовой детали были проведены исследования по влиянию количества наночастиц на микроструктуру готовой отливки.
Микроструктура исследовалась на предмет неметаллических включений, определения балла зерна, наличия пористости.
Загрязненность неметаллическими включениями составляет 4 балла согласно ГОСТ 1778-80. Неметаллические включения представлены оксидами, нитридами и карбонитридами хрома, титана, ванадия, молибдена. Индекс загрязненности был практически одинаков при любом содержании наночастиц.
Исследования микроструктуры на наличие пористости показали, что содержание частиц влияет на их характер. Структура характеризуется меньшей объемной пористостью в случае введения наночастиц порядка 0,1-0,3 % от массоцы отливки и характеризуется более тонким и однородным характером распределения пористости.
В случае уменьшения содержания наночастиц, их влияние минимизируется и пористость концентрируется в поверхностном слое. В случае увеличения содержания наблюдается осевая пористость.
Определено, что чем выше плотность пенопласта, тем ниже его пористость, тем хуже способность этого материала к выгоранию.
 |
 |
Рисунок 1 — Физико-химические исследования материалов
Список публикаций
1. Подана заявка на изобретение на патент РК «Способ изготовления оболочковых форм» 2025/0121.1 от 14.02.2025 г.
2. Подана заявка на изобретение на патент РК «Способ изготовления газицифируемой модели из полистирола» 2025/0123.1 от 04.03.2025 г.
Исследовательская группа
Включает 8 исполнителей, из них 4 человек младше 40 лет, 7 человек имеют учёную степень.
2. Исагулов Аристотель Зейнуллинович — научный руководитель, доктор технических наук, профеcсор кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 10
Author ID в Scopus: 57219418150
ResearcherID: C-7415-2016
ORCID ID: 0000-0003-2174-9072
3. Куликов Виталий Юрьевич – ответственный исполнитель, кандидат технических наук, профеcсор кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 11
Author ID в Scopus: 56168395900
ResearcherID: N-5596-2017
ORCID ID: 0000-0001-6191-8569
4. Квон Светлана Сергеевна –исполнитель, кандидат технических наук, профеесор кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 11
Author ID в Scopus: 57061892400
ResearcherID: N-5602-2017
ORCID ID: 0000-0002-5439-4426
5. Сагинтаева Сауле Саветовна — исполнитель, доктор технических наук, профеесор кафедры «Экономика и менеджмент»
Индекс Хирша – 3
Author ID в Scopus: 57189100003
ORCID ID: 0000-0001-5034-4192
6. Аринова Сания Каскатаевна – исполнитель, PhD, ассоц. профессор кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 4
Author ID в Scopus: 57192206332
ResearcherID: AAL-2282-2021
ORCID ID: 0000-0003-1977-8157
7. Исагулова Диана Аристотелевна — исполнитель, ассоц.профессор кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 3
Author ID в Scopus: 55778253200
8. Ержан Айдана — докторант кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 0
Author ID в Scopus: 56901129500
ORCID ID: 0000-0002-6942-2020
8. Кордашева Акжан Асхатқызы- докторант кафедры «Металлургия и новые материалы»
Индекс Хирша – 0
Информация для потенциальных пользователей:
Полученные научные результаты могут быть применены при разработке новых производств и участков металлургического и литейного производств.
Область применения:
Областью применения данной программы является литейные металлургические и машиностроительные предприятия.
AP23485184 «Технология ядерно-геофизического опробования углей по спектрометрии гамма-излучения природных радиоактивных элементов» н.р. — Пак Ю.Н.
Актуальность
В настоящее время на горнодобывающих предприятиях в основном применяются стандартные способы опробования углей, предусматривающие отбор первичных проб, их разделку (дробление, измельчение, сокращение) и непосредственно термовесовой анализ, заключающийся в сжигании аналитической навески (~0,1 мм) угля (1-2 грамм) с последующим расчетом зольности. Существенными недостатками традиционного способа опробования являются высокая трудоемкость и низкая представительность (качество партии угля (сотни тонн) оценивается по результатам термовесового анализа аналитической пробы). В ряде случаев заключительная стадия опробования заменяется инструментальными ядерно-физическими методами, предусматривающими использование радиоизотопных источников гамма и нейтронного излучений. При этом погрешности за счет неоднородности углей, возникающие на трудоемких стадиях отбора проб и их пробоподготовки сохраняются. Предлагается инновационный подход к опробованию твердого топлива, заключающийся в измерении спектрометрии гамма-излучения, испускаемого природными радиоактивными элементами (уран-238; торий-232 и калий-40), что позволит оценивать качество углей в больших массоцах без предварительной пробоподготовки с высокой чувствительностью и точностью. Практическая значимость результатов исследований состоит в создании новой ядерно-геофизической технологии опробования углей по спектрометрии природного гамма-излучения, позволяющей на основе оперативной и объективной информации о зольности внедрить систему управления качеством в процессе добычи и переработки углей.
Достигнутые результаты в 2025 года:
В результате проведённых исследований установлены устойчивые корреляционные зависимости между инструментальными сигналами гамма-спектрометрических измерений и концентрациями природных радионуклидов (U-238, Th-232, K-40) в опробуемых углях различного генезиса и зольности. Проведённый анализ спектров позволил выделить информативные энергетические линии, наиболее чувствительно отражающие вариации содержания радионуклидов в исследуемых образцах. Это обеспечило возможность повышения точности количественной интерпретации данных гамма-спектрометрии при контроле природной радиоактивности углеродного сырья.
Разработан индивидуальный интерпретационный алгоритм оценки качества, учитывающий соотношение измеренных инструментальных сигналов как реперов для повышения чувствительности и точности опробования в условиях многообразия радиогеохимических и петрофизических характеристик.
 |
 |
Рисунок 1 – Определение зольности угля
Список публикаций:
1. Пак Д.Ю., Пак Ю.Н., Ибрагимова Д.А. Радиоэкологическая оценка угольной энергетики Казахстана. Труды Международной научно-практической конференции «XVII Сагиновские чтения. Интеграция образования, науки и производства», часть 2, С. 687-689, 2025.
Исследовательская группа:
1. Пак Юрий Николаевич — научный руководитель, д.т.н., проф. каф. ГРМПИ
h-index Scopus: 7
https://orcid.org/0000-0002-0699-6764
Scopus Author ID: 7102674136
ResearcherID: V-8724-2018
2. Пак Дмитрий Юрьевич – ответственный исполнитель, к.т.н., доц.
h-index Scopus: 6
https://orcid.org/0000-0002-7215-7846
Scopus Author ID: 45561507200
ResearcherID: V-8176-2018
3. Кропачев Петр Александрович – исполнитель, к.т.н., доц.
h-index Scopus: 3
Scopus Author ID: 55378112200
4. Тебаева Анар Юлаевна – исполнитель, ст. преподаватель
h-index Scopus: 1
Scopus Author ID: 57367955300
https://orcid.org/0000-0001-5404-7195
5. Ибрагимова Диана Андреевна – исполнитель, phD
h-index Scopus: 2
Scopus Author ID: 57901957700
https://orcid.org/0000-0002-2588-3028
6. Вдовкина Дарья Игоревна – исполнитель, м.т.н., геолог горного сектора
h-index Scopus: 1
Scopus Author ID: 57476789200
Информация для потенциальных пользователей:
Результаты исследований могут быть использованы:
— для опробования объемных золошлаковых отходов угольной энергетики с целью недеструктивного анализа на редкоземельные металлы с последующими рекомендациями об их извлечении современными технологиями обогащения;
— для оценки радиоэкологической безопасности углей и золошлаковых отходов в контексте из воздействия на окружающую среду;
— для контроля качества углей в больших массоцах ядерно-радиометрическими способами.
Область применения
Науки о земле и окружающей среде
Дата обновления информации: 01.12.2025 г
AР23486482 «Разработка информационных моделей управления технологическими процессами металлургического производства, мониторинг их функционирования» — н.р. Кажикенова С.Ш.
Целью проекта является разработка информационной модели управления производственными процессами на основе фундаментального закона сохранения сумы информации и энтропии; верификация информационной модели управления производством, охватывающим все технологические переделы: добыча –обогащение – плавка — конвертирование — черновое рафинирование -электро-литическое рафинирование в металлургии цветных металлов; создание эталонной модели производства в контексте генерирования научно-технических и социально-экономических резервов на микро-,мезо-, макроуровнях.
Актуальность
В настоящем проекте решается актуальная научная проблема – создание, разработка информационных моделей (IM) на принципах математического моделирования, теории информации, компьютерного моделирования, теории металлургических процессов. Построен алгоритм создания информационных моделей от концептуальной математической модели до специальных конфигураций компьютерной модели. Проведена верификация информационных моделей с реальными технологиями Vanyukov, ISASMELT™, Ausmelt, ElTeniente, Salvador, Mitsubishi, QSL, Outokumpu, KIVCET. Для каждой технологической схемы медного, свинцового, цинкового, оловянного производств разработана своя информационная модель с учетом показателей содержания и извлечения целевого компонента на каждом уровне ее иерархической структуры. Также затронуты темы, связанные с верификацией и сертификацией программного обеспечения, применяемого для разработки информационных моделей.
Информационная модель в производстве представляет новый аспект в модернизации существующих и создания новых технологических схем. Научная новизна проводимых исследований состоит в создании новых математических моделей и программных модулей для разработки информационных моделей, охватывающей все технологические переделы в производстве цветных металлов от добычи до электролитического рафинирования с целью получения промпродукта требуемого качества.
Достигнутые результаты
Использована Wolfram Mathematica для построения и визуализации диаграмм, графиков функций одной или нескольких переменных, сетей, графов, географической информации, интерактивности и перемещения в любой из классических форматов.
С целью создания IM в проекте разработана математическая модель иерархической структуры металлургических производств, охватывающая все технологические переделы в производстве цветных металлов. Верификация модели осуществлена с помощью коэффициента нелинейной множественной корреляции, универсального критерия для 95% уровня достоверности расчетных показателей с практическими показателями содержания и извлечения целевого компонента по мере перехода из сырья в промпродукт. Научная новизна проводимых исследований состоит в создании новых математических моделей и программных модулей для разработки IM в металлургической промышленности с учетом влияния факторов внутренних и внешних нагрузок. Использована Wolfram Mathematica, WinCC OA для построения и визуализации диаграмм, графиков функций одной или нескольких переменных, сетей, графов, географической информации, интерактивности и перемещения в любой из классических форматов. В проекте на ее основе построены диаграммы, графики зависимости IM и реальных систем производства цветных металлов, рассчитаны коэффициенты корреляции. Повышение коэффициента корреляции IM с реальными схемами по мере их совершенства указывает на ее адекватность и объективность.
На рисунке 1 представлены результаты моделирования процесса получения медной катанки.
Graphical Abstract
Рисунок 1. Моделирование процесса получения медной катанки, охватывающей все технологические переделы в производстве от добычи до электролитического рафинирования с целью получения промпродукта требуемого качества
Была разработана математическая модель несжимаемого движения расплава в ограниченной области.
Металлический расплав двигался по наклонному желобу металлургического оборудования.
Движение расплава описывается уравнениями Навье-Стокса 1–2:
Проверка теоретических результатов практическими позволила разработать математическую модель движения расплава и численный алгоритм интегрирования гидродинамических уравнений, что позволит предсказывать технологические параметры литья для получения высококачественной продукции.
Подтверждение полученных теоретических результатов с реальными параметрами движения расплава меди в технологическом оборудовании линии Завода по производству медных стержней «Казкат» подтвердило достоверность и надёжность наших исследований. Правильность и достоверность наших расчётов были подтверждены с помощью реальных температур движения медного расплава в диапазоне 1425–1555 [K], что близко к температурам в промышленных условиях. Расчёты показывают, что среднее значение скорости изолинии примерно равно средней скорости расплава меди на заводе по производству медных стержней Казкат. Результаты показывают, что лучшее плавление произошло на 1555 [K].
По результатам исследований опубликованы 2 статьи в рецензируемых отечественных изданиях, рекомендованных КОКНВО:
1 Кажикенова С., Беломестный Д., Шаихова Г., Шалтаков С., Салхаева Д. Труды университета, 1 (98), 2025, 64 -72 – «Ультрадыбыстық өңдеудің балқытылған жүйелердің құрылымы мен қасиеттеріне ықпалы» https://elibrary.ru/item.asp?id=81226630
2 Kazhikenova S., Shaikhova G., Shaltakov S. Eurasian physical technical journal, 2025, 22, 1(51), 93-102 – «Investigation of some physical and structural properties of melts by ultrasounds».
https://doi.org/10.31489/2025N1/93-102
Опубликованы 4 статьи в рецензируемых научных изданиях, входящих в Web of Science и Scopus:
1) Kazhikenova S., Shaikhova G., Shaltakov S. Arch. Metall. Mater., индексируемый в Q4 базы Web of Science, имеющий процентиль в базе Scopus 35, «Influence of temperature on ultrasound absorption and structural properties of melts», 70 (2025), 1, 499-507 https://doi.org/10.24425/amm.2025.152570
2) Kazhikenova S. Journal of Information Systems Engineering and Management, индексируемый в Q4 базы Web of Science, имеющий процентиль в базе Scopus 15 «Complex entropy-informational criteria in ferrous metallurgy», 10, 43s (2025), 932-938. https://doi.org/10.52783/jisem.v10i43s.8498
3) Saule Kazhikenova, Gulnazira Shaikhova, Sagyndyk Shaltakov. Lex Localis, имеющий процентиль в базе Scopus 54 «Modelling of Technological Processes for Copper Rod Production» (2025), 23(S5), 992-1010. https://doi.org/10.52152/985mmw78
4) Kazhikenova S. International Journal of Innovative Research and Scientific Studies (IJIRSS), имеющий процентиль в базе Scopus 67 «А physical and mathematical model of the melt motion at the SCR process equipment» (2025), 8(6), 1147–1161. https://doi.org/10.53894/ijirss.v8i6.9829
Получено 2 Свидетельства о государственной регистрации прав на объект авторского права
1. Шаихова Гульназира Сериковна, Кажикенова Сауле Шарапатовна Тау — кен-металлургия мамандығындағы математикалық модельдеудегі есептерін шешуде аналитикалық геометрияны қолдану” (жұмысты Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігінің Ғылым комитеті қаржыландырады (ИРН АР23486482)) № 50531 от «17» октября 2024 года
2. Шаихова Гульназира Сериковна, Кажикенова Сауле Шарапатовна, Шалтаков Сагындык Нагашибаевич “Тау — кен-металлургия мамандығындағы математикалық модельдеудегі есептерін шешуде сызықтық және векторлық алгебра элементтерін қолдану (жұмысты Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігінің Ғылым комитеті қаржыландырады (ИРН АР23486482) № 51000 от «01» ноября 2024 года
Исследовательская группа
1 Кажикенова Сауле Шарапатовн — научный руководитель, д.т.н., проф. каф. ВМ
H-INDEX=3 в базе Scopus.
H-INDEX=3 в Web of Science.
ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-6937-1577
Researcher ID: P-5627-2017
Scopus Author ID: 36106908300
2 Шаихова Гульназира Сериковна — ответственный исполнитель, к.т.н., и.о.доцента кафедры ВМ
H-INDEX=2 в базе Scopus.
H-INDEX=2 в Web of Science.
ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-2036-3023
ResearcherID: DQU-5346-2022
Scopus Author ID: 57218284243
3 Шалтаков Сагындык Нагашибаевич — исполнитель, PhD, и.о. доцента кафедры «Физика»
H-INDEX=2 в базе Scopus.
H-INDEX=2 в Web of Science.
ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-1186-1178
Researcher ID: DPX-0894-2022
Scopus Author ID: 57219801085
4 Касымова Лейла Жумажановна — исполнитель, PhD, и.о. доцента кафедры ВМ
H-INDEX=5 в базе Scopus.
H-INDEX=3 в Web of Science.
ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-2249-3435
Researcher ID: X-0894-2021
Scopus Author ID: 57219801085
5 Тулеутаева Жанар Мукатаевна — исполнитель, PhD, и.о. доцента кафедры ВМ
H-INDEX=4 в базе Scopus.
H-INDEX=3 в Web of Science.
ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-2249-3435
Researcher ID: X-1472-2018,
Scopus Author ID: 57210040092
6 Шалтакова Айнура Нигматолловна — исполнитель, магистрант гр. ОМП-22-2з
7 Мынбаев Медет Багдатович — исполнитель, директор ТОО «Geotek»
Информация для потенциальных пользователей
В рамках реализуемого научно-исследовательского проекта планируется создание новых математических моделей и программных модулей для разработки IM на принципах математического моделирования, математической теории информации, компьютерного моделирования, теории металлургических процессов. Построен алгоритм создания IM от концептуальной математической модели до частных настроек информационной модели.
Разрабатываемые научные решения будут направлены на разработку IM управления технологическими процессами, отличной от предыдущих, на основе фундаментального закона сохранения сумы информации и энтропии; верификацию IM управления производством, охватывающим все технологические переделы добыча–обогащение–плавка-конвертирование-черновое рафинирование-электролитическое рафинирование в металлургии цветных металлов; создание эталонной модели производства в контексте генерирования научно-технических и социально-экономических резервов на микро-,мезо-,макроуровнях.
Область применения
В перспективе результаты исследования найдут применение в создании и внедрении эффективных технологий, математических моделей и программных модулей для разработки IM в металлургической промышленности с учетом влияния факторов внутренних и внешних нагрузок.
Дата обновления информации: 01.12.2025 г.
АР23490796 «Разработка цифровых моделей производственного процесса, основанных на многокритериальном анализе управления Big Data, в рамках технологической подготовки производства машиностроительных предприятий» н.р. Жетесова Г. С.
Актуальность
В настоящее время работа промышленных предприятий осуществляется в условиях рыночной экономики, одной из основных черт которой является наличие конкуренции. Таким образом, в современных экономических условиях повышение эффективности производственного процесса путем оптимизации его технологических параметров является одной из приоритетных задач промышленного предприятия.
В основе оптимизации технологического процесса лежит детализированная модель процесса изготовления изделия, описывающая изменение его состояния в виде набора параметров. На основе цифровой модели производится оптимизация целевых показателей за счет варьирования значений параметров управления в рамках заданных диапазонов значений.
С точки зрения процесса управления технологический процесс механической обработки является структурно-сложным объектом управления и представляет собой четкую последовательность промежуточных состояний изделия в процессе изменения структуры и свойств исходной заготовки. Результатом управления данным процессом является набор оптимальных значений технологических параметров способствующих достижению промежуточных состояний изделия, удовлетворяющих заданным требованиям.
В данном случае задача сводится к формированию наилучшей – оптимальной стратегии управления в рамках многоуровневой иерархической системы. Общее целевое состояние объекта управления характеризуется сбалансированной системой целевых показателей, определяющих общую эффективность системы.
Таким образом, оптимизация параметров технологического процесса механической обработки является одной из ключевых задач в рамках этапа технологической подготовки производства, решение которой способствует повышению эффективности работы промышленного предприятия и поддержания его конкурентоспособности.
Реализация данного проекта нацелена на выполнение основных направлений по повышению эффективности управления BigData машиностроительных предприятий на основе разработке цифровой модели производственного процесса (цифрового двойника), позволяющей уже на этапе технологической подготовки производства определить оптимальные значения технологических параметров процесса изготовления изделия, направленных на снижение трудоемкости и себестоимости, а также повышения его качества за счет моделирования различных сценариев изготовления изделия.
Актуальность темы исследования заключается в цифровизации производственных процессов машиностроительных предприятий, основанной на разработке структурно-сложной иерархической модели процесса изготовления изделия, позволяющего оптимизировать технологические параметры производственного процесса в зависимости от выбранной стратегии оптимизации с учетом ограничения ресурсов.
Цель проекта
Разработка цифровой модели производственного процесса на основе алгоритмов и математических моделей, основанных на многокритериальном анализе управления BigData для определения оптимальных технологических параметров производственного процесса с учетом выбранной, стратеги оптимизации в рамках этапа технологической подготовки производства.
Ожидаемые и достигнутые результаты
1. Определены критерии оптимизации производственных процессов на машиностроительных предприятиях.
2. Произведена декомпозиция уровней оптимизации объекта управления, определены структурные элементы для каждого уровня управления.
3. Определены целевые показатели, параметры управления и граничные условия реализации для каждого структурного элемента иерархической модели производственного процесса.
4. Получен массоцив данных различных структур участков/цехов механической обработки и определены их параметры на основе управления Big Data.
5. Сформирована база параметризованных основных и вспомогательных технологических переходов для механической обработки.
Рисунок 1 – Оптимизация производственного процесса механической обработки
Исследовательская группа
1. Жетесова Гульнара Сантаевна – науч. руководитель, д.т.н., проф. каф. ТОМиС
Scopus Author ID 57219845188;
ORCID 0000-0002-5895-7185
2. Жаркевич Ольга Михайловна – отвественный исполнитель, к.т.н., проф. каф . ТОМиС
Scopus Author ID 55339344600;
ORCID 0000-0002-4249-4710
3. Абдугалиева Гульнур Баймурзаевна — к.т.н., ассоц. профессор каф. ТОМиС
Scopus Author ID 557200327289;
ORCID 0000-0003-3469-3901
4. Кожанов Мурат Галиаскарович — м.т.н., заведующий каф. КИ
Scopus Author ID 57299476600;
ORCID 0000-0002-5310-9953
5. Канатова Алия Талгатовна – м.т.н.
Scopus Author ID 57239010500;
ORCID 0000-0002-5895-7185)
6. Таттимбетова Гулим Болатовна — преподаватель ГОП «ТТТиССМ» НАО «Казахский агротехнический исследовательский университет им.С.Сейфуллина».
ORCID 0009-0008-4476-5933
Список публикаций
1. Жетесова Г.С., Жаркевич О.М., Хрусталева И.Н., Кожанов М.Г., Шахатова А.Т. Анализ методов многопараметрической оптимизации для механической обработки деталей //Труды университета, №3 (96), 2024, 73 — 79
2. Zhetessova G.S., Zharkevich О.М., Shakhatova A.T., Khrustaleva I.N., Shkodyrev V.P. Additive Optimization Method for Choosing CNC Machines for Technological Preparation of Machine-Building Production //Material and Mechanical Engineering Technology, №3, 2024, 32 – 37
3. Zhetessova G., Khrustaleva I., Shkodyrev V., Zharkevich O.M., Tattimbetova G., Abdugaliyeva, G. Model of Optimization of Process Parameters for Machining of Separate Design Elements of the Product //Applied Sciences Switzerland, 2025, 15(10), 5395
4. Zhetessova G.S., Zharkevich O.M., Kozhanov M.G., Khrustaleva I.N. Method for Optimizing the Parameters of Mechanical Processing of Holes to Ensure Cutting Tool Stability and Cost-Effective Machining //Material and Mechanical Engineering Technology, 2025, 2025(3), 84–89
Информация для потенциальных пользователей
Разработка цифровой модели структурно-сложного производственного процесса (цифрового двойника) позволит повысить эффективность технологической подготовки производства за счет многокритериального анализа различных сценариев реализации технологического процесса и выбора оптимального варианта, способствующего снижению трудоемкости и себестоимости изготовления изделия, а также повышения его качества.
Область применения
Технологические процессы машиностроительного производства, а также любые технологические процессы промышленных производств.
Дата обновления информации: 01.12.2025 г