Анализ диагностической ценности критериев удароопасности горных пород
В.В. Носов1, Е.В. Григорьев1, В.Г. Мерзляков2
1 Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
2 Московский политехнический университет, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №4S/ 2026 стр. 61-68
Резюме: Прогнозирование горных ударов в условиях роста глубины разработки, а также усложнений условий горных выработок является актуальной задачей. Выбор критериев удароопасности массива горных пород с учетом влияния на них дестабилизирующих факторов, позволяющих сделать долгосрочное прогнозирование на их основе, и оценка их диагностической ценности являются целью данного исследования. В статье приведен сравнительный анализ статистических параметров акустической эмиссии, показателей, связанных с накоплением повреждений, совместного использования комбинированных методик акустической эмиссии в сочетании с другими методами контроля и геомеханического мониторинга, а также использования нейросетевых подходов. Установлено, что изложенные в литературе статистические критерии чувствительны к дестабилизирующим факторам, требуют длительного и трудоемкого обучающего эксперимента и обеспечивают краткосрочный прогноз. Предложен и обоснован концентрационно-кинетический показатель W0AE, демонстрирующий устойчивость к дестабилизирующим факторам и являющийся статистически значимым. Предложены критерии для оценки участков массива горных пород по степени удароопасности при локальном прогнозировании.
Ключевые слова: прогнозирование горных ударов, акустическая эмиссия, геомеханический мониторинг, удароопасность, акустико-эмиссионная диагностика
Для цитирования: Носов В.В., Григорьев Е.В., Мерзляков В.Г. Анализ диагностической ценности критериев удароопасности горных пород. Горная промышленность. 2026;(4S):61–68. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4S-61-68
Информация о статье
Поступила в редакцию: 12.05.2026
Поступила после рецензирования: 29.07.2026
Принята к публикации: 13.08.2026
Информация об авторах
Носов Виктор Владимирович – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры метрологии, приборостроения и управления качеством, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0003-1849-0450; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Григорьев Егор Витальевич – кандидат технических наук, ведущий инженер, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-1090-6629
Мерзляков Виктор Георгиевич – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры промышленного, гражданского и подземного строительства, Московский политехнический университет, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-0647-259X
Список литературы
1. Brook M., Hebblewhite B., Mitra R. Coal mine roof rating (CMRR), rock mass rating (RMR) and strata control: Carborough Downs Mine, Bowen Basin, Australia. International Journal of Mining Science and Technology. 2020;30(2):225–234. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2020.01.003
2. Cai W., Dou L., Zhang M., Cao W., Shi J.-Q., Feng L. A fuzzy comprehensive evaluation methodology for rock burst forecasting using microseismic monitoring. Tunnelling and Underground Space Technology. 2018;80:232–245. https://doi.org/10.1016/j.tust.2018.06.029
3. Dzhemilev E., Shammazov I., Khvesko A., Mazur M. Development of a method for assessing bending stresses in the walls of above-ground main pipelines based on airborne laser scanning data. Applied Sciences. 2026;16(3):1330. https://doi.org/10.3390/app16031330
4. Jian Z., Xibing L., Xiuzhi S. Long-term prediction model of rockburst in underground openings using heuristic algorithms and support vector machines. Safety Science. 2012;50(4):629–644. https://doi.org/10.1016/j.ssci.2011.08.065
5. Shikhov A.I., Gogolinsky K.V., Zubarev A.S., Smorodinsky Ya.G., Kopytina D.V., Vinogradova A.A. Analysis of the requirements for metrological support of methods and means of ultrasound control. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2025;61(3):280–294. https://doi.org/10.1134/S1061830924603180
6. Makhmudov Kh.F., Kulbeda D.A. Substantiation of methods for strength control of solid heterogeneous materials based on registration of emission and dynamics of nanosecond fracture. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 12025;9(Suppl. 1):S111–S121. https://doi.org/10.1134/s1027451026700151
7. Odintsov E.E., Gusev V. N. Rock mass condition control by the method of predicting of water-conducting fracture zone parameters for the deposits of polymetallic ores. International Journal of Engineering, Transactions C: Aspects. 2026;39(6):1326–1333. https://doi.org/10.5829/ije.2026.39.06c.02
8. Reshetnyak S.N., Zotov V.V., Kuziev D.A., Kozlova O.Yu. Enhancing performance efficiency of electric consumers within surface infrastructure of coal mines. Eurasian Mining. 2025;(1):100–104. https://doi.org/10.17580/em.2025.01.20
9. Protosenya A., Ivanov A. Data-driven prediction of stress-strain fields around interacting mining excavations in jointed rock: A comparative study of surrogate models. Mining. 2026;6(1):4. https://doi.org/10.3390/mining6010004
10. Khanh D.V., Khuy N.T., Son T.T., Tuan P.A., Lebedev A.P. Investigation on Factors Influencing Development of a Smart City Model in Hanoi. International Journal of Engineering, Transactions A: Basics. 2027;40(1):1–10. https://doi.org/10.5829/ije.2027.40.01a.01
11. Zadkov D.A., Martyushev N.V., Malozyomov B.V., Demin A.Y., Pogrebnoy A.V., Kuleshova E.E., Valuev D.V. Mathematical modeling of operational reliability of mine lifting equipment based on censored data. Mathematics. 2026;14(4):716. https://doi.org/10.3390/math14040716
12. Babyr N.V., Kuziev D.A., Sazankova E.S., Dobler M.O. Influence of cyclic impacts of powered roof support on weakening of immediate roof rocks. Eurasian Mining. 2026;(1):14–19. Available at: https://www.rudmet.ru/journal/2523/article/41017/ (accessed: 17.04.2026).
13. Gustov V., Pshenin V., Zakirova G. Substantiation of solutions for enhancing the environmental safety level of a marine oil terminal under conditions of high intensification of technological processes. Frontiers in Marine Science. 2026;13:1849663. https://doi.org/10.3389/fmars.2026.1849663
14. Wang D., Ma Y., Liu X., Li D., Liu Q., Yang H., Li X. Improving mining sustainability and safety by monitoring precursors of catastrophic failures in loaded granite: an experimental study of acoustic emission and electromagnetic radiation. Sustainability. 2024;16(3):1045. https://doi.org/10.3390/su16031045
15. Zhou X., Liu X., Wang X., Liu Y., Xie H., Du P. Acoustic emission characteristics of coal failure under triaxial loading and unloading disturbance. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2023;56(2):1043–1061. https://doi.org/10.1007/s00603-022-03104-2
16. Wang C.-L., Cao C., Li C.-F., Zhao G.-M., Lu H. Experimental investigation on synergetic prediction of granite rockburst using rock failure time and acoustic emission energy. Journal of Central South University. 2022;29(4):1262–1273. https://doi.org/10.1007/s11771-022-4971-3
17. Zhao X., Liao Z., Zhang X., Shen C., Zhu J. Experimental investigation of the precursor characteristics and early warning of coal burst based on quantitative analysis of acoustic emission signals. Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources. 2025;11(1):6. https://doi.org/10.1007/s40948-024-00924-0
18. Zhao S., Wang E., Wang J., Zhang Q., Li Z., Xu J. Rock burst early warning utilizing acoustic emission and electromagnetic radiation adaptive noise reduction and multi-image feature fusion: a case study. Engineering Applications of Artificial Intelligence. 2025;157:111312. https://doi.org/10.1016/j.engappai.2025.111312
19. Махмудов Х.Ф., Афанасьев П.И. Фильтрация техногенных помех при акустико-эмиссионном мониторинге. Горная промышленность. 2023;(S1):142–149. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-142-149
20. Jing G., Montanari P.M., Lacidogna G. Study of Time-frequency domain of acoustic emission precursors in rock failure during uniaxial compression. Signals. 2024;5(1):105–117. https://doi.org/10.3390/signals5010006
21. Kong B., Feng X., Sun X., Cao H., Zhang X., Yu S. et al. Study on macroscopic and microscopic damage and evolution of coal rock based on acoustic emission time-varying characteristics. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2025;84(2):75. https://doi.org/10.1007/s10064-024-04036-7
22. Wang X., Wang J., Zhou X., Liu X., Liu S. Mechanical behaviors and precursory characteristics of coal-burst in deep coal mining for safety-sustainable operations: insights from experimental analysis. Sustainability. 2024;16(5):2103. https://doi.org/10.3390/su16052103
23. Sun J., Liu D., He P., Guo L., Cao B., Zhang L., Li Z. Experimental investigation on acoustic emission precursor of rockburst based on unsupervised machine learning method. Rock Mechanics Bulletin. 2024;3(2):100099. https://doi.org/10.1016/j.rockmb.2023.100099
24. Zhai M., Xu C., Xue L., Cui Y., Dong J. Loading rate dependence of staged damage behaviors of granite under uniaxial compression: Insights from acoustic emission characteristics. Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2022;122:103633. https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2022.103633
25. Wu W., Chan C.-M., Gu Y., Su X. Study on acoustic emission characteristics and damage evolution law of shale under uniaxial compression. Advances in Civil Engineering. 2024;2024:3076780. https://doi.org/10.1155/2024/3076780
26. Wang Q., Chen W., Peng W., Wang Y., Zhou Y., Peng Z. Uniaxial compressive damage evolution and constitutive modeling of fissure-like rocks under different loading rates based on acoustic emission. Scientific Reports. 2025;15:2119. https://doi.org/10.1038/s41598-025-86437-6
27. Peng S., Yang Y., Xu Q., Xu J., Qin C., Nong X. Study on impact tendency and damage characteristics of rock-like materials based on acoustic and thermal responses. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2024;57(12):10367–10383. https://doi.org/10.1007/s00603-024-04092-1
28. Gaoa Q., Maa L., Liua W., Khane N.M., Alarifig S.S., Sazidh M., Inqiad W.B. Method for rock fracture prediction and early warning: Insight from fusion of multi-physics field information. Heliyon. 2024;10(10):e30660. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e30660
29. Hao T., Wang G., Li F., Tang Y., Yuan M. Study on the characteristics of acoustic-thermal precursors of destabilization damage in coal-rock combination bodies with different proportions. Scientific Reports. 2024;14:25661. https://doi.org/10.1038/s41598-024-77170-7
30. Scholz C.H. The frequency-magnitude relation of microfracturing in rock and its relation to earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America. 1968;58(1):399–415. https://doi.org/10.1785/BSSA0580010399
31. Wyss M. Towards a physical understanding of the earthquake frequency distribution. Geophysical Journal International. 1973;31(4):341–359. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1973.tb06506.x
32. El-Isa Z.H. Frequency-Magnitude Distribution of Earthquakes. In: Svalova V. (ed.) Earthquakes – Forecast, Prognosis and Earthquake Resistant Construction. InTech; 2018. https://doi.org/10.5772/intechopen.77294
33. Трушко В.Л., Розанов А.О., Саитгалеев М.М., Петров Д.Н., Ильинов М.Д., Карманский Д.А., Селихов А.А. Критерии акустической эмиссии для анализа процесса разрушения горных пород и оценки формирования трещинных коллекторов на больших глубинах. Записки Горного института. 2024;269:848–858. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16581 (дата обращения: 28.02.2026).
34. Nosov V.V. Appraising the service life of dangerous engineering equipment by acoustic emission diagnosis. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2020;49(12):1072–1083. https://doi.org/10.3103/S1052618820120110
35. Perveitalov O.G., Nosov V.V., Borovkov A.I., Khanukhov K.M., Chetvertukhin N.V. Calculation of durability and fatigue life parameters of structural alloys using a multilevel model of acoustic emission pulse flow. Metals. 2023;13(1):4. https://doi.org/10.3390/met13010004
36. Grigoriev E.V., Palaev A.G., Golikov T.S., Nosov V.V. Quality control of hardening technologies using the acoustic emission method. E3S Web of Conferences. 2021;266:04004. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126604004
37. Трушко В.Л., Ильинов М.Д., Розанов А.О., Саитгалеев М.М., Петров Д.Н., Карманский Д.А., Селихов А.А. Механизм формирования зон микротрещиноватости в образцах пород различных литологических типов при разрушении в условиях объемного напряженного состояния. Записки Горного института. 2026;277:136–145. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16813 (дата обращения: 28.02.2026).
