Опыт применения и перспективы развития системы сейсмического мониторинга ГИТС на Таштагольском железорудном месторождении
Рукавишников Г.Д.1, Мулёв С.Н.1, Гаврилов А.Г.2
1 АО «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
2 АО «ЕВРАЗ ЗСМК», г. Новокузнецк, Российская Федерация
Горная Промышленность №1S / 2023 стр. 90-95
Резюме: Таштагольское железорудное месторождение в начале 2022 г. было оснащено системой сейсмического мониторинга ГИТС, разработанной АО «ВНИМИ». Система включает в себя подземные сейсмопавильоны, оборудованные трёхкомпонентными датчиками-акселерометрами ДРЦ-11, а также наземную часть с блоком регистрации и компьютером для обработки сигнала. Управление системой, настройка параметров регистрации и обработка результатов производятся с помощью удалённого подключения по сети интернет. В настоящее время система используется главным образом для локации очагов сейсмических событий, построению зон сейсмической активности и удароопасности. В память компьютера записываются сейсмические события, когда амплитуда колебаний превысила пороговые значения по нескольким датчикам. Записанные события обрабатываются оператором, рассчитываются их координаты и энергия, удаляются помехи. В результате формируется каталог, включающий в себя точное время, координаты и энергию каждого зарегистрированного события. По данным таких каталогов становится возможным строить графики изменения основных параметров сейсмической активности, выявлять пространственные зоны концентрации сейсмических событий и их взаиморасположение с участками ведения горных работ. Контроль удароопасности осуществляется на основе наблюдений за процессом образования и миграции зон сейсмической активности. Дальнейшим развитием систем сейсмического мониторинга на глубоких шахтах и рудниках могут стать (в добавление к имеющимся методам контроля) непрерывные наблюдения за показаниями каждого сейсмического датчика во время фоновых колебаний, которые отражают состояние массива горных пород в «этом месте в это время». Предлагается способ обработки длительных непрерывных записей (от суток и более) сейсмического фона, в ходе которого анализу подвергается не сам сигнал, но его спектральные характеристики, а целью становится выявление изменений в спектральном составе непосредственно перед регистрацией сильного сейсмического события.
Ключевые слова: геомеханика, шахтная геофизика, сейсмическая активность, горные удары, сейсмический мониторинг, непрерывные наблюдения, фоновые колебания, нелинейная геотомография
Для цитирования: Рукавишников Г.Д., Мулёв С.Н., Гаврилов А.Г. Опыт применения и перспективы развития системы сейсмического мониторинга ГИТС на Таштагольском железорудном месторождении. Горная промышленность. 2023;(S1):90–95. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-90-95
Информация о статье
Поступила в редакцию: 17.02.2023
Поступила после рецензирования: 01.03.2023
Принята к публикации: 03.03.2023
Информация об авторах
Рукавишников Георгий Дмитриевич – аспирант Институт горного дела СО РАН, заведующий центром геодинамического мониторинга, АО «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Мулёв Сергей Николаевич – директор по науке, АО «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Гаврилов Алексей Григорьевич – главный инженер филиала-сегмента «Горнорудные активы», АО «ЕВРАЗ ЗСМК», г. Новокузнецк, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Петухов И.М., Линьков А.М. Механика горных ударов и выбросов. М.: Недра; 1983. 279 с.
2. Козырев А.А., Семенова И.Э., Жукова С.А., Журавлева О.Г. Факторы изменения сейсмического режима и локализации опасных зон при крупномасштабном техногенном воздействии. Горная промышленность. 2022;(6):95–102. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-6-95-102
3. Mendecki A.J., Lynch R.A., Malovichko D.A. Routine micro-seismic monitoring in mines. In: Australian Earthquake Engineering Society 2010 Conference, Perth, Western Australia, November, 2010, pp. 1–33. Available at: https://aees.org.au/wp-content/uploads/2013/11/56-RichardLynch.pdf
4. Мулев С.Н., Питаль М.Н., Панин С.Ф., Тюхрин В.Г. Современные технологии сейсмического мониторинга угольных шахт и рудников. Горный журнал. 2019;(9):68–72. https://doi.org/10.17580/gzh.2019.09.08
5. Еманов А.Ф., Еманов А.А., Лескова Е.В., Фатеев А.В., Семин А.Ю. Сейсмические активизации при разработке угля в Кузбассе. Физическая мезомеханика. 2009;12(1):37–43.
6. Zhu W., Beroza G.C. PhaseNet: a deep-neural-network-based seismic arrival-time picking method. Geophysical Journal International. 2019;216(1):261–273. https://doi.org/10.1093/gji/ggy423
7. 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
8. Штирц В.А., Колтышев В.Н. Отработка блоков и распределение толчков после массовых взрывов в условиях Таштагольского месторождения. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015;(7):54–59. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2015/07/54_59.pdf?ysclid=ler4hcb7gk809365279
9. Фрейдин А.М., Неверов С.А., Неверов А.А. Исходное поле напряжений в массивах горных пород и его изменение с ростом глубины залегания. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2014;1(1):328–336.
10. Мулев С.Н., Рукавишников Г.Д., Мороз Д.И., Пашкова В.И., Мороз Н.Е. Мониторинг напряженного состояния сейсмическими и расчетными методами на шахтах АО «Воркутауголь». Уголь. 2022;(12):88–93. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2022-12-88-93
11. Неверов С.А. Типизация рудных месторождений с ростом глубины по виду напряженного состояния. Часть II: Тектонотипы рудных месторождений и модели геосреды. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012;(3):25–34.
12. Еременко А.А., Мулев С.Н., Штирц В.А. Мониторинг геодинамических явлений микросейсмическим методом при освоении удароопасных месторождений. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2022;(1):12–22. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20220102
13. Опарин В.Н., Адушкин В.В., Востриков В.И., Усольцева О.М., Мулев С.Н., Юшкин В.Ф. и др. Развитие экспериментально-теоретических основ нелинейной геотомографии. Ч. I: Формулировка и обоснование задачи исследований. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(1):5–25. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-01-0-5-25
14. Опарин В.Н., Адушкин В.В., Востриков В.И., Юшкин В.Ф., Киряева Т.А. Развитие экспериментально-теоретических основ нелинейной геотомографии. Ч. II: Динамико-кинематические характеристики волн маятникового типа в напряженных геосредах и сейсмоэмиссионные процессы. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(11):5–26. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-11-0-5-26
15. Опарин В.Н., Адушкин В.В., Востриков В.И., Юшкин В.Ф., Киряева Т.А. Развитие экспериментально-теоретических основ нелинейной геотомографии. Ч. III: Перспективные системы контроля деформационно-волновых процессов в подземных и наземных условиях ведения горных работ. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(12):5–29. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-12-05-29
