Ученые из РФ создали систему мониторинга подземных вибраций

Группа исследователей из МИЭМ Высшей школы экономики (ВШЭ) в сотрудничестве с Институтом проблем компьютерных технологий Российской академии наук (ИПКОН РАН) представила математическую модель, предназначенную для мониторинга подземных вибраций в реальном времени. Это разработка позволяет точно выявлять источники опасных колебаний, возникающих вблизи горных предприятий, как сообщает пресс-служба университета «Газета.Ru».

Подземные колебания, как правило, возникают в процессе взрывных работ или при движении горной техники. Эти вибрации могут распространяться на значительные расстояния и со временем приводить к разрушению зданий, дорожных покрытий и инженерных коммуникаций. Наибольшую опасность представляют низкочастотные колебания, которые могут проникать далеко за пределы зоны воздействия, вызывать резонанс в строительных конструкциях и приводить к образованию трещин даже при незначительном воздействии.

Одна из главных сложностей заключается в том, что вблизи карьеров работают несколько источников вибраций одновременно: строительные объекты, транспортные средства и производственное оборудование. Выделить взрыв в шахте от шума, создаваемого соседней техникой, с помощью существующих методов крайне проблематично. Сети датчиков находятся на стадии развёртывания, а отдельные станции не способны точно указать на источник вибраций.

Разработанная система основывается на использовании малоапертурной сейсмической антенны, которая представляет собой компактную группу из десяти датчиков, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Эти датчики фиксируют колебания грунта одновременно, а специальные алгоритмы обрабатывают полученные сигналы и определяют направление на источник вибрации. Исследования показали, что на расстоянии более 10 метров погрешность составляет не более 7%, а при дистанции свыше 50 метров она снижается до 4%. Система сохраняет высокую точность даже при наличии сильных фоновых помех.

«В настоящее время в большинстве случаев меры принимаются уже после появления трещин на зданиях. Мы предлагаем иной подход: сначала определить источник опасного воздействия, оценить риски, а затем принимать соответствующие меры. Наша система позволяет быстро получать такую информацию с высокой точностью», — заявил профессор МИЭМ ВШЭ Сергей Нефедов. Практическую разработку и тестирование математической модели проводил аспирант МИЭМ ВШЭ Максим Икренников.

Благодаря компактным размерам антенна может быть установлена непосредственно рядом с жилыми домами, что значительно снижает эксплуатационные расходы на монтаж. В будущем данные, полученные от таких систем, будут автоматически передаваться на цифровые платформы управления предприятиями, что даст возможность заранее корректировать режимы взрывных работ до появления явных повреждений инфраструктуры.

Читайте также: