ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В РЕШЕНИЯХ НАУЧНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Authors: Антонов Владимир Александрович 
Published: December 2024

Изложен системный методологический подход к проведению экспериментального математического моделирования горно-технологических, геомеханических и экологических процессов горного производства. Рассмотрены принципы формирования, научного использования и практического применения имитационных, цифровых, регрессионных и функционально-факторных моделей. В результате сформирована необходимая структура экспериментального математического моделирования, в которой установлена связь и зависимость выбираемого типа модели от поставленной цели исследований, состава проведенных экспериментов и соответствующих принципов модельного формирования. Показано, что модели функционального типа отображают влияние на зависимую величину исследуемого техногенного явления устойчиво действующих факторов и предназначены для решения научной задачи поиска закономерностей ее изменения, по которым осуществляется прогнозирование и соответствующее проектирование производства горных работ. По результатам более подробного цифрового моделирования, дополнительно фиксирующего действие случайных факторов, принимаются частные ситуационные производственные решения. Дана оценка качества математических моделей по признакам их погрешности, уровней извлекаемого нового знания и практического применения. Сделан вывод, что предложенный системный подход к экспериментальному математическому моделированию техногенных явлений дает целостное представление о выборе его методов и типа моделей, обеспечивающих получение новых знаний и ранее неизвестной дополнительной информации об особенностях состояния и развития техногенных явлений, необходимой для решения поставленной научной и практической задачи горного производства.

The paper gives a description of the systematic methodological approach to conducting experimental mathematical modeling of technological, geomechanical and environmental processes of mining production. It considers the principles of formation, scientific use and practical application of simulation, digital, regression and functional factor models. As a result, we have formed the necessary structure of experimental mathematical modeling, in which the relationship and dependence of the selected model type on the objected research goal, the composition of the conducted experiments and the corresponding principles of model formation. The study shows that functional-type models reflect the influence of stable factors on the dependent magnitude of the studied technogenic phenomenon and are designed to solve the scientific problem of finding patterns of its change, according to which forecasting and appropriate design of mining operations are carried out. Based on the results of more detailed digital modeling, which additionally captures the effect of random factors, private situational production decisions are made. The quality of mathematical models is assessed by their imprecision rate, the levels of new knowledge extracted and the practical application. We concluded that the proposed systematic approach to experimental mathematical modeling of technogenic phenomena gives a holistic view of the choice of its methods and type of models that provide new knowledge and previously unknown additional information about the features of the state and development of technogenic phenomena necessary to solve the scientific and practical problem of mining.