Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №3.

Основными зонами риска хвостохранилища являются такие объекты, как отстойный пруц, окружающая его дамба, пульпопровод, которые находятся под постоянным воздействием природной среды. Перечислим основные характеристики этих объектов и связанных с ними опасностей. Отстойный пруд имеет форму конусообразной чаши глубиной 170 м и площадью 4.96 км2. Поступающая в него пульпа подвергается разложению на воду и оседающую часть. Под воздействием факторов окружающей среды происходит испарение с поверхности пруда, а также увеличение уровня воды за счет атмосферных осадков. Вследствие водопроницаемости пород, образующих дамбы, возникает просачивание воды из пруда. Кроме того, часть воды уходит по водосборным колодцам на повторную обработку. Объект «Отстойный пруд» имеет привязку к ГИС-карте, поэтому вычисление площади поверхности и глубины пруда производится отдельным ГИС-процессом. Основой дамбы (средняя высота 10-17 м) является крупнообломочный материал. Поверхностная часть ее образована намывными хвостами средней крупностью 0.128 мм. Намывные породы распределяются по дамбам пропорционально их площади. Все необходимые для расчета характеристики считываются с ГИС-карты. В случае превышения уровня воды в пруду над уровнем дамбы и/или вследствие прорыва пульповода, проходящего по ее гребню, происходит повреждение дамбы с возможной потерей ее работоспособности. Объем фильтрованных вод также рассчитывается с использованием ГИС-характеристик (протяженность дамбы, уровень воды в пруду, коэффициент фильтрации). Пульповод представляет собой металлический трубопровод диаметром 1200-1400 мм, по которому осуществляется гидротранспорт хвостов от АНОФ-2 до хвостохранилища и по территории хвостохранилища. Распределительный пульповод оборудован выпусками диаметром 125 мм и оснащен шланговыми затворами, регулирующими слив пульпы. Вследствие оседания тяжелых частиц со временем внутренние стенки пульповода заиливаются, они также подвергаются коррозии, что приводит к разрушению трубопровода и возникновению аварийных ситуаций. Климатические и погодные условия оказывают сильное влияние на объект исследования. В частности, в районе хвостохранилища выпадает значительное количество осадков, что создает дополнительную угрозу превышения объема воды в пруду над уровнем дамбы с последующим ее размывом и затоплением окружающей территории. На рис. 3 приведена схема распределения основных факторов, влияющих на изменение объема воды. Чтобы обеспечить безаварийное функционирование объекта, необходимо регулярно отслеживать изменение уровня воды в отстойном пруду. Для решения этой задачи целесообразно использовать стандартные функции ГИС для работы с геометрией пространственных объектов. Параметры сооружений (геометрическая форма, глубина и площадь пруда, высота и протяженность дамбы и т.д.) известны и содержатся в базе данных ГИС-приложения. Для определения уровня и площади зеркала воды необходимо получить данные о ее объеме, находящемся в чаше пруда в данный момент времени. Чтобы определить текущий объем воды, находящейся в отстойнике, требуется учесть целый ряд постоянно изменяющихся производственных и климатических факторов. Такая задача для ГИС непосильна, но она вполне разрешима для экспертной системы. В ЭС ССМ используется продукционное представление знаний. В описываемом приложении применяется детерминированный логический вывод [6, 7]. ГИС-приложение позволяет формировать ответы на запросы экспертной системы, которые используются для проведения экспертного анализа. В качестве ответов выступают значения необходимых географических и геометрических параметров пространственных объектов. Текущую информацию о работоспособности исследуемой системы, данные о плановых объемах поступающей пульпы и оборотной воды, а также об имеющих место атмосферных осадках экспертная система получает из общего справочника ССМ. При проведении экспертизы ЭС определяет, к какой из возможных аварийных ситуаций относится та, которую описывают поступившие данные. Возможны следующие варианты: разрыв пульпопровода, прорыв дамбы и переполнение отстойного пруда. При анализе любой из этих ситуаций необходимо учитывать климатические факторы, влияющие на изменение уровня воды в пруду. Ниже приводится пример правила ЭС ССМ. 72