Фильтрация техногенных помех при акустико-эмиссионном мониторинге
Махмудов Х.Ф.1, Афанасьев П.И.2
1 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
2 Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Горная Промышленность №1S / 2023 стр. 142-149
Резюме: В рамках выполнения работ было установлено, что среди зарегистрированных сигналов большинство являются результатом техногенных шумов, были предложены критерии фильтрации, общие для всей системы акустико-эмиссионного мониторинга. В качестве параметров фильтрации были выбраны амплитуда и длительность акустико-эмиссионного сигнала, а в качестве критериев – их соответствие физически обоснованным распределениям. При выполнении нынешнего этапа работ этого оказалось недостаточно, потребовалась оценка работоспособности и зашумленности уже отдельных каналов. Результаты такой оценки, проводимой для различных суточных циклов регистрации, продемонстрированы на примере суточного файла, включающего более 3 млн записей. Показано, что одним из важнейших решений при настройке системы акустической эмиссии является выбор частотного фильтра. Отмечено, что при использовании метода акустической эмиссии следует помнить, что каждый объект контроля имеет свои уникальные свойства.
Ключевые слова: акустическая эмиссия, акустико-эмиссионный мониторинг, породный массив, разрушение горных пород, график повторяемости, техногенные шумы, фильтрация техногенных шумов
Благодарности: Авторы выражают благодарность В.Н. Савельеву, Н.Г. Томилину за плодотворное обсуждение результатов, а также сотрудникам ФГУП «ГХК» Росатом В.Н. Медведеву, С.Ю. Круглову за помощь в проведении полевых исследований и подготовке первичных данных для анализа.
Для цитирования: 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
Информация о статье
Поступила в редакцию: 22.02.2023
Поступила после рецензирования: 13.03.2023
Принята к публикации: 13.03.2023
Информация об авторах
Махмудов Хайрулло Файзуллаевич – кандидат физикоматематических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физики прочности, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе; г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Афанасьев Павел Игоревич – кандидат технических наук, доцент, Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Протосеня А.Г., Катеров А.М. Обоснование параметров реологической модели соляного массива. Горный информационноаналитический бюллетень. 2023;(3):16–28. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_3_0_16
2. Trushko V.L., Protosenya A.G., Verbilo P.E. Predicting strength of pillars in fractured rock mass during development of apatitenephelinic ores. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018;13(8):2864–2872. Available at: https://arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2018/jeas_0418_7007.pdf
3. Козырев А.А., Журавлева О.Г., Жукова С.А. Пространственно-временные вариации сейсмичности в районе Саамского разлома (Хибинский массив, Кольский полуостров). Горный журнал. 2023;(1):79–84. https://doi.org/10.17580/gzh.2023.01.13
4. Гоголинский К.В., Сясько В.А. Современное состояние и проблемы законодательного регулирования, метрологического обеспечения и стандартизации в области неразрушающего контроля. Законодательная и прикладная метрология. 2019;(4):15–21.
5. Гоголинский К.В., Кремчеев Э.А., Кремчеева Д.А., Сытько И.И., Ушаков И.Е., Смирнова Е.Е. и др. Новое значение метрологии в инновационных процессах в эпоху четвертой промышленной революции. В кн.: Метрологическое обеспечение инновационных технологий: Международный форум, г. Санкт-Петербург, 4 марта 2020 г. СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения; 2020. С. 135–136.
6. Potapov A.I., Polyakov V.E., Syas’ko V.A., Popov A. A., Kur’anova P.V. Erratum to: “Low-frequency broadband ultrasonic transducers for testing articles that are manufactured of large-structure and composite materials. Part 2. Excitation of low-frequency ultrasonic wideband signals”. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2015;51(9):595. https://doi.org/10.1134/S1061830915090119
7. Потапов А.И., Поляков В.Е., Сясько В.А. Попов А.А., Курьянова П.В. Низкочастотные ультразвуковые широкополосные преобразователи для контроля изделий из крупноструктурных и композиционных материалов. Часть 1. Полное и частичное вырождение мод колебаний в пьезоэлементах различных геометрических форм. Дефектоскопия. 2015;(6):15–31.
8. Махмудов Х.Ф., Савельев В.Н., Савельев Д.В., Медведев В.Н., Круглов С.Ю. Проведение натурных исследований акустических свойств горного массива и бетонной обделки в подземных сооружениях ФГУП «Горно-Химического Комбината» – предприятие госкорпорации «Росатом». В кн.: XXIII Петербургские чтения по проблемам прочности, посвященные 100-летию ФТИ им. А.Ф. Иоффе и 110-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР А.В. Степанова, г. Санкт-Петербург, 10–12 апреля 2018 г. С. 136–137.
9. Afanasev P.I., Makhmudov K.F. Assessment of the parameters of a shock wave on the wall of an explosion cavity with the refraction of a detonation wave of emulsion explosives. Applied Sciences. 2021;11(9):3976. https://doi.org/10.3390/app11093976
10. Афанасьев П.И., Махмудов Х.Ф. Распространение ударных волн и волн напряжений в горной породе. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2021;8(1):27–34. https://doi.org/10.15372/FPVGN2021080104
11. Гладырь А.В., Курсакин Г.А., Рассказов М.И., Константинов А.В. Разработка метода выделения опасных участков в массиве горных пород по данным сейсмоакустических наблюдений. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(8):21–32. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-08-0-21-32
12. Гульельми А.В., Завьялов А.Д., Зотов О.Д., Лавров И.П. Зависимость потока афтершоков от магнитуды главного удара. Физика Земли. 2017;(1):12–19. https://doi.org/10.7868/S0002333717010082
13. Савельев В.Н., Махмудов Х.В. Исследование акустических свойств массива гетерогенных пород и бетонной обделки в натурных условиях. Журнал технической физики. 2020;90(1):143–148. https://doi.org/10.21883/JTF.2020.01.48676.74-19
14. Махмудов Х.Ф. Методические аспекты изучения параметров упругих волн и контроль эталонной формы акустической эмиссии в полевых условиях. Журнал технической физики. 2022;92(12):1869–1874.
15. Савельев В.Н., Махмудов Х.Ф. Модель и математический аппарат для оценки и слежения за развитием процессов проявления горного давления в подземных сооружениях. В кн.: Рубаник В.В. (ред.). Перспективные материалы и технологии: сборник материалов международного симпозиума, г. Брест, 27–31 мая 2019 г. Брест: Витебский государственный технологический университет; 2019. С. 189–192.
16 Томилин Н.Г., Махмудов Х.Ф. Пространственные особенности формирования очаговой стадии землетрясений в зоне сочленения тектонических разломов тихоокеанской плиты. В кн.: Козырев А.А. (ред.) X Международная школа-семинар «Физические основы прогнозирования разрушения горных пород» и VI Российско-китайский научно-технический форум «Проблемы нелинейной геомеханики на больших глубинах»: тезисы докладов, г. Апатиты, 13–17 июня 2016 г. Апатиты: Кольский научный центр РАН; 2016. С. 57.
17. Куксенко В.С., Махмудов Х.Ф. Экспериментальное и теоретическое изучение актов трещинообразования в гетерогенных материалах. Геология и геофизика. 2017;58(6):915–923. https://doi.org/10.15372/GiG20170607
18. Томилин Н.Г., Махмудов Х.Ф. Физические основы акустико-эмиссионного мониторинга. Актуальные научные исследования в современном мире. 2017;(10-4):145–152.
19. Господариков А.П., Морозов К.В., Ревин И.Е. О методе обработки данных сейсмического и деформационного мониторинга при ведении подземных горных работ на примере Кукисвумчоррского месторождения АО «Апатит». Горный информационноаналитический бюллетень. 2019;(8):157–168. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-08-0-157-168
20. Козырев С.А., Власова Е.А., Соколов А.В., Усачев Е.А. Оценка эффективности действия взрыва простейших взрывчатых смесей с энергетическими добавками. Вестник Кольского научного центра РАН. 2020;(4):42–49. https://doi.org/10.37614/2307-5228.2020.12.4.005
21. Мельниченко И.А., Кириченко Ю.В. Пространственное районирование месторождений полезных ископаемых. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(4):46–56. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_4_0_46
22. Козырев А.А., Каспарьян Э.В., Федотова Ю.В. Концепция единой системы комплексного геомеханического мониторинга при ведении горных работ в скальных массивах горных пород. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016;(4):168–191.
23. Журавлева О.Г., Жукова С.А., Аветисян И.М., Дмитриев С.В. Исследование сейсмической активности при отработке месторождения встречными фронтами. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(12-1):143–154. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_121_0_143
24. Козырев А.А., Онуприенко В.С., Жукова С.А., Журавлева О.Г. Развитие инструментального и методического обеспечения контроля наведенной сейсмичности на Хибинских апатит-нефелиновых месторождениях. Горный журнал. 2020;(9):19–26. https://doi.org/10.17580/gzh.2020.09.02
25. Томилин Н.Г., Куксенко В.С. Статистическая кинетика разрушения горных пород: энергетическая иерархия процесса. Физика Земли. 2004;(10):16–25.
26. Томилин Н.Г., Воинов К.А. Контроль состояния породного массива на основе анализа вариации временных интервалов (ВВИ) между сейсмическими событиями. В кн.: Соболев Г.А. (ред.) Методические основы контроля состояния породного массива и прогноза динамических явлений. М.: Национ. геофиз. комит.; 1994. С. 7–24.
27. Махутов Н.А., Иванов В.И., Соколова А.Г., Васильев И.Е., Чернов Д.В., Скворцов Д.Ф., Бубнов М.А. Мониторинг разрушения волокон композитных материалов с применением системы акустической эмиссии, виброанализатора и высокоскоростной видеосъемки. Дефектоскопия. 2020;(12):14–23. https://doi.org/10.31857/S0130308220120027
28. Gao M., Zhou X., Xie J. et al. Characteristics and mechanism of rock 3D volume fracturing in microwave field. Journal of the China Coal Society. 2022;47(3):1122–1137. https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.XR21.1828
29. Smirnov V.B., Ponomarev A.V., Benard P., Patonin A.V. Regularities in transient modes in the seismic process according to the laboratory and natural modeling. Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2010;46(2):104–135. https://doi.org/10.1134/S1069351310020023
30. Baddari K., Frolov A.D., Tourtchine V., Rahmoune F., Makdeche S. Effect of stress-strain conditions on physical precursors and failure stages development in rock samples. Acta Geophysica. 2015;63(1):62–102. https://doi.org/10.2478/s11600-014-0206-9
