Совершенствование методов и средств геомеханического мониторинга на основе цифровых технологий
И.Ю. Рассказов1, Ю.В. Федотова2, П.А. Аникин2, Д.С. Мигунов2, А.В. Константинов2
1 Хабаровский федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск, Российская Федерация
2 Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук – обособленное подразделение Хабаровского федерального исследовательского центра Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск, Российская Федерация
Горная Промышленность №5S / 2023 стр. 18-24
Резюме: Рассмотрены методы и технические средства инструментальной оценки и контроля удароопасности и техногенной сейсмичности при подземной разработке рудных месторождений. Показано, что в условиях проявления горных ударов и техногенной сейсмичности ключевое значение имеет комплексный геомеханический мониторинг с применением ряда взаимодополняющих методов и технических средств. Раскрыты принципы построения измерительно-вычислительного комплекса и организации комплексного мониторинга на примере системы, созданной на геодинамических полигонах в районе Стрельцовского и Дальнегорского рудных районов. Перечислены особенности и технические характеристики измерительных и программных средств, входящих в состав системы мониторинга. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение для фильтрации техногенных помех и выделения полезных сигналов, повышения точности локации и определения параметров акустически активных зон, обработки и представления данных мониторинга с использованием современных цифровых технологий. Изложены научно-методические подходы к изучению предельно напряженных сложноструктурных геосред и прогнозированию в них опасных динамических проявлений горного давления, в том числе основанные на выделении и параметризации формирующихся в удароопасном массиве геомеханических полей и очагов разрушения. Приведены результаты комплексного геомеханического мониторинга на ряде удароопасных рудников России и показана возможность эффективного управления горным давлением в удароопасных условиях.
Ключевые слова: удароопасность, массив горных пород, напряженно-деформированное состояние, сейсмоакустическая активность, геомеханический мониторинг, цифровые технологии
Благодарности: Исследования проводились с использованием ресурсов Центра коллективного пользования научным оборудованием «Центр обработки и хранения научных данных ДВО РАН», финансируемого Минобрнауки России по соглашению №075-15-2021-663.
Для цитирования: Рассказов И.Ю., Федотова Ю.В., Аникин П.А., Мигунов Д.С., Константинов А.В. Совершенствование методов и средств геомеханического мониторинга на основе цифровых технологий. Горная промышленность. 2023;(5S):18–24. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-5S-18-24
Информация о статье
Поступила в редакцию: 30.09.2023
Поступила после рецензирования: 22.11.2023
Принята к публикации: 30.11.2023
Информация об авторах
Рассказов Игорь Юрьевич – доктор технических наук, член-корреспондент РАН, директор, Хабаровский федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Федотова Юлия Викторовна – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук – обособленное подразделение Хабаровского федерального исследовательского центра Дальневосточного отделения Российской академии наук
Аникин Павел Александрович – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук – обособленное подразделение Хабаровского федерального исследовательского центра Дальневосточного отделения Российской академии наук
Мигунов Дмитрий Сергеевич – научный сотрудник, Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук – обособленное подразделение Хабаровского федерального исследовательского центра Дальневосточного отделения Российской академии наук Константинов Александр Владимирович – научный сотрудник, Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук – обособленное подразделение Хабаровского федерального исследовательского центра Дальневосточного отделения Российской академии наук
Список литературы
1. Jiang F.F., Zhou H., Liu C., Sheng J. Progress, prediction and prevention of rockbursts in underground metal mines. China Journal of Rock Mechanic Engineering. 2019;38(5):956–972.
2. Manchao H., Fuqiang R., Dongqiao L. Rockburst mechanism research and its control. International Journal of Mining Science and Technology. 2018;28(5):829–837. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2018.09.002
3. Keneti A., Sainsbury B.A. Review of published rockburst events and their contributing factors. Engineering Geology. 2018;246:361–373. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2018.10.005
4. Петухов И.М., Егоров П.В., Винокур Б.Ш. Предотвращение горных ударов на рудниках. М.: Недра; 1984. 230 с.
5. Мельников Н.Н., Козырев А.А., Панин В.И. Техногенная сейсмичность – опасный антропогенный фактор при ведении горных работ в высоконапряженных массивах. Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2015;(5):425–433. 6 Кочарян Г.Г., Будков А.М., Кишкина С.Б. Об инициировании тектонических землетрясений при подземной отработке месторождений. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2018;(4):34–43. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20180405
7. Scott D.F., Williams T.J. Friedel M.J. Investigation of a rock-burst site, Sunshine Mine, Kellogg, Idaho. Krakow: Balkema: Rotterdam; 1997, pp. 311–315. Available at: https://www.cdc.gov/NIOSH/mining/UserFiles/works/pdfs/irbs.pdf
8. Рассказов И.Ю. Контроль и управление горным давлением на рудниках Дальневосточного региона. М.: Горная книга; 2008. 329 с.
9. He M., Xia H., Jia X., Gong W., Zhao F., Liang K. Studies on classification, criteria and control of rockbursts. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2012;4(2):97–114. https://doi.org/10.3724/SP.J.1235.2012.00097
10. Durrheim R.J. Mitigating the risk of rockbursts in the deep hard rock mines of South Africa: 100 years of research. In: Proceedings of the SME Annual meeting and exibition, 21–24 February 2010, Phoenix, Arizona. Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, 2010, pp. 156–171.
11. Simser B.P. Rockburst management in Canadian hard rock mines. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019;11(5):1036–1043. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2019.07.005
12. Козырев А.А., Савченко С.Н., Панин В.И., Семенова И.Э., Рыбин В.В., Федотова Ю.В. и др. Геомеханические процессы в геологической среде горнотехнических систем и управление геодинамическими рисками. Апатиты: Кольский научный центр Российской академии наук; 2019. 431 с. https://doi.org/10.37614/978.5.91137.391.7
13. Петухов И.М., Батугина И.М. Геодинамика недр. М.: Недра; 1999. 287 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/25997
14. Stewart R.A., Reimold W.U., Charlesworth E.G., Ortlepp W.D. The nature of a deformation zone and fault rock related to a recent rockburst at Western Deep Levels Gold Mine, Witwatersrand Basin, South Africa. Tectonophysics. 2001;337(3-4):173–190. https:// doi.org/10.1016/S0040-1951(01)00028-2
15. Рассказов И.Ю., Петров В.А., Гладырь А.В., Тюрин Д.В. Геодинамический полигон Стрельцовского рудного поля: практика и перспективы. Горный журнал. 2018;(7):17–21. https://doi.org/10.17580/gzh.2018.07.02
16. Шабаров А.Н., Цирель С.В., Морозов К.В., Рассказов И.Ю. Концепция комплексного геодинамического мониторинга на подземных горных работах. Горный журнал. 2017;(9):59–64. https://doi.org/10.17580/gzh.2017.09.11
17. Абрашитов А.Ю., Шабаров А.Н., Корчак П.А., Куранов А.Д. Опыт взаимодействия с горным предприятием при решении проблем геодинамической безопасности. Горный журнал. 2023;(5):40–48. https://doi.org/10.17580/gzh.2023.05.06
18. Мельников Н.Н. (ред.) Методы и системы сейсмодеформационного мониторинга техногенных землетрясений и горных ударов. Новосибирск: СО РАН; 2009. Т. 1, 304 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/21804
19. Мельников Н.Н. (ред.) Методы и системы сейсмодеформационного мониторинга техногенных землетрясений и горных ударов. Новосибирск: СО РАН; 2010. Т. 2, 261 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/21803
20. Шевчук Р.В., Маневич А.И., Акматов Д.Ж., Урманов Д.И., Шакиров А.И. Современные методы, методики и технические средства мониторинга движений земной коры. Горная промышленность. 2022;(5):99–104. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-5-99-104
21. Лукичёв С.В., Наговицын О.В., Семенова И.Э., Белогородцев О.В. Подходы к решению задач проектирования и планирования горных работ в системе MINEFRAME. Горный журнал. 2015;(8):53–58. https://doi.org/10.17580/gzh.2015.08.12
22. Guzev M.A., Rasskazov I.Yu., Tsitsiashvili G.Sh. Algorithm of potentially burst-hazard zones dynamics representation in massif of rocks by results of seismic-acoustic monitoring. Procedia Engineering. 2017;191:36–42. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.151
23. Рассказов И.Ю., Саксин Б.Г., Усиков В.И., Потапчук М.И. Геодинамическое состояние массива пород Николаевского полиметаллического месторождения и особенности проявления удароопасности при его освоении. Горный журнал. 2016;(12): 13–19. https://doi.org/10.17580/gzh.2016.12.03
