Применение малоапертурной сейсмической антенны для мониторинга продолжительной техногенной вибрации в условиях неоднородных рыхлых грунтов

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4-171-177

М.С. Икренников^1,2, С.И. Нефедов^1,2
¹Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация
²Высшая школа экономики, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №4/ 2026 стр. 171-177

Резюме: Рассмотрена проблема мониторинга продолжительной техногенной вибрации от горнодобывающих предприятий в условиях неоднородных рыхлых грунтов. Показано, что традиционная оценка риска по пиковой скорости частиц (PPV) не учитывает усталостные эффекты и резонанс, возникающие при длительном низкочастотном воздействии. Обоснована необходимость пространственной селекции источников из-за сложного волноводного распространения поверхностных волн в верхней части разреза. Предложено использование малоапертурной сейсмической антенны (МАСА) радиусом 3 м, размещаемой непосредственно у охраняемого объекта. На основе численного моделирования с реальной записью взрыва и случайным разбросом параметров среды (скорость 100–300 м/с, поглощение 0,3–0,6 дБ/(км·Гц)) разработан алгоритм классификации источников по дальности (признак Q) и определения азимута: амплитудным методом для близких (5–50 м) и фазовым (широкополосным лучеформированием) для дальних (500–2000 м) источников. Показано, что признак Q не перекрывается для двух классов, средняя ошибка определения азимута составляет 2,6° (близкие) и 1,9° (дальние). Методика пригодна для непрерывного автоматического мониторинга.

Ключевые слова: малоапертурная сейсмическая антенна, техногенная вибрация, продолжительное вибрационное воздействие, поверхностные волны, рыхлые грунты, формирование луча

Для цитирования: Икренников М.С., Нефедов С.И. Применение малоапертурной сейсмической антенны для мониторинга продолжительной техногенной вибрации в условиях неоднородных рыхлых грунтов. Горная промышленность. 2026;(4):171–177. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4-171-177

Информация о статье

Поступила в редакцию: 06.03.2026

Поступила после рецензирования: 12.05.2026

Принята к публикации: 01.06.2026

Информация об авторах

Икренников Максим Сергеевич – младший научный сотрудник, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация; аспирант, Высшая школа экономики, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-7734-7868; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Нефедов Сергей Игоревич – доктор технических наук, доцент, заведующий лабораторией, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация; профессор, Высшая школа экономики, г. Москва, Российская Федерация.

Список литературы

1. Cronin V.S., Sverdrup K.A. Can long-duration vibrations damage structures at sub-critical particle velocities? Geological Society of America. 2004;36(3):18. Available at: https://gsa.confex.com/gsa/2004NC/webprogram/Paper71548.html (accessed: 27.03.2026).

2. Svinkin M.R. Minimizing construction vibration effects. Practice Periodical on Structural Design and Construction. 2004;9(2):108–115. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0680(2004)9:2(108)

3. Roy M.P., Sirveiya A.K., Singh P.K. Low frequency long duration blast vibrations and their effect on residential structures. In: Proceedings of the 31st Annual Conference on Explosives and Blasting Technique, Orlando, February 6–9, 2005. Orlando, FL; 2005. OSTI ID: 20674572. Available at: https://www.osti.gov/biblio/20674572 (accessed: 27.03.2026).

4. Bommer J.J., Martinez-Pereira A. The prediction of strong-motion duration for engineering design. In: Proceeding’s 11th World Conference on Earthquake Engineering, Acapulco, 24–29 June 1996. Elsevier; 1996. Paper No. 84. Available at: https://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/11_84.PDF (accessed: 27.03.2026).

5. Stephens J.E., Yao J.T.P. Damage assessment using response measurements. Journal of Structural Engineering. 1987;113(4):787–801. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1987)113:4(787)

6. Kramer S.L. Geotechnical Earthquake Engineering. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall; 1996. 653 p.

7. Левшин А.Л. Поверхностные и каналовые сейсмические волны. М.: Наука; 1973. 176 с.

8. Brekhovskikh L.M., Godin O.A. Acoustics of Layered Media I: Plane and Quasi-Plane Waves. Berlin: Springer, 1990. 240 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-52369-4

9. Wang H.J., Zhang J.H., Wang P. Amplification of thickness and stratigraphy of loess deposit on seismic ground motion in the Yellow River Basin. Earthquake Science. 2026;39(1):32–50. https://doi.org/10.1016/j.eqs.2025.11.006

10. Kumar L., Narayan J.P. Computation of ground motion amplification scenario in NCT Delhi for earthquake engineering purposes and seismic microzonation. Pure and Applied Geophysics. 2020;177(8):3797–3829. https://doi.org/10.1007/s00024-020-02420-4

11. Pavlenko O.V. Nonlinear seismic effects in soils: numerical simulation and study. Bulletin of the Seismological Society of America. 2001;91(2):381–396. Available at: http://pavlenko.ifz.ru/papers/Ssa00047.pdf (accessed: 27.03.2026).

12. Ahmadi A.B., Morozov I. Separation of geometric spreading, scattering and intrinsic attenuation in VSP data. In: GeoConvention 2013, Calgary, May 6–10, 2013, pp. 1–6. Available at: https://geoconvention.com/wp-content/uploads/abstracts/2013/310_GC2013_Separation_of_GS_Scattering_Intrinsic_Attenuation_in_VSP_data.pdf (accessed: 27.03.2026).

13. Kramer S.L., Stewart J.P. Geotechnical Earthquake Engineering. 2nd ed. CRC Press; 2024. 1060 p. https://doi.org/10.1201/9781003512011

14. Harjes H.-P., Jost M.L., Schweitzer J., Gestermann N. Automatic seismogram analysis at GERESS. Computers & Geosciences. 1993;19(2):157–166. https://doi.org/10.1016/0098-3004(93)90113-J

15. Rost S., Thomas C. Array seismology: methods and applications. Reviews of Geophysics. 2002;40(3):2-1–2-27. https://doi.org/10.1029/2000RG000100

16. Kværna T., Gibbons S.J., Näsholm S.P. CTBT seismic monitoring using coherent and incoherent array processing. Journal of Seismology. 2021;25:1189–1207. https://doi.org/10.1007/s10950-021-10026-z

17. Gibbons S.J., Kværna T., Ringdal F. Considerations in phase estimation and event location using small-aperture regional seismic arrays. Pure and Applied Geophysics. 2010;167(4-5):381–399. https://doi.org/10.1007/s00024-009-0024-1

18. Кочарян Г.Г., Локтев Д.Н., Ряховский И.А., Санина И.А. Уникальная научная установка «Среднеширотный комплекс геофизических наблюдений «Михнево». Геодинамика и тектонофизика. 2022;13(2):0590. https://doi.org/10.5800/GT2022-13-2-0590

19. Capon J. High-resolution frequency-wavenumber spectrum analysis. Proceedings of the IEEE. 1969;57(8):1408–1418. https://doi.org/10.1109/PROC.1969.7278

20. Green P.E., Kelly E.J., Levin M.J. A comparison of seismic array processing methods. Geophysical Journal International. 1966;11(1):67–84. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1966.tb03493.x

21. Икренников М.С., Нефедов С.И., Собеневский А.Г., Вартанов А.З. Концепция малоапертурной сейсмической антенны как средства оценивания уровня вибрационного загрязнения территорий, прилегающих к горнопромышленным предприятиям. Горная промышленность. 2026;(2):97–102. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-2-97-102