Геодинамический мониторинг

         В настоящее время на многих шахтах и рудниках России установлены и успешно функционируют сейсмические станции, предназначенные для контроля опасных газодинамических явлений (ГДЯ) — горных ударов, внезапных выбросов, обрушений. На некоторых шахтах вплотную подошли к решению сложной физико-математической задаче — прогнозу по месту и времени зон подготовки подобных явлений.

         Для ведения непрерывного мониторинга на предприятиях организуется служба геодинамических наблюдений (СГН), действующая в соответствии с «Положением о СГН». Учитывая сложность вопросов, поставленных перед службой, необходима качественная подготовка специалистов, подразумевающая знания не только технологии отработки месторождения, но также  в области геофизики и геомеханики. Подобных специалистов крайне мало, не только на одном конкретном предприятии, но и во всей России. Создавая сейсмостанцию, руководители предприятия должны осознавать необходимость подобных специалистов.  Наиболее успешно, как показывает практика, функционируют те сейсмостанции, имеющие необходимый штат сотрудников. Это сейсмостанции СУБРа, Апатитов, Норильска, Таштагола. Успешно работают сейсмостанции месторождений Краснокаменска. Хуже обстоит дело с сейсмостанциями активно внедряемых на угольных месторождениях.

         Ввиду отсутствия штатных единиц на предприятии, сотрудникам смежных отделов вменяют в обязанность совмещать свою непосредственную работу с работой на сейсмостанции. Так, например, операторам аэрогазового контроля шахты приходиться обрабатывать данные, сейсмостанции, а геологу строить карты сейсмической активности. Это в лучшем случае. Чаще тому же геологу или маркшейдеру шахты приходиться самим обрабатывать сейсмограммы или посылать подземного слесаря ремонтировать кабельные линии и менять нерабочие модули. Облегчить работу сотрудникам шахты смогла бы полная автоматическая обработка.

Создаваемый в АО «ВНИМИ» Центр Геодинамического Мониторинга (ЦГМ) — пример совместного использования опыта и знаний специалистов в области горной геомеханики ВНИМИ и разработчиков автоматизированных систем контроля безопасности на шахтах и рудниках, в частности сейсмического мониторинга.

         ЦГМ ВНИМИ имеет постоянный доступ к 5-ти угольным шахтам Южного Кузбасса и контролирует работу 52-х сейсмопавильонов. Используя возможности разработанной искробезопасной системы сейсмического мониторинга GITS и достижения в области IT-технологий, угольные шахты, опасные по ГДЯ получают непрерывную информацию о возникающих опасных явлениях, их координаты и энергию. Соответствующие заключения об их причинах и рекомендации по предотвращению практически в реальном времени поступают соответствующим службам шахты.

 

Рисунок 1 - Блок-схема и функциональные связи ЦГМ с техническими службами, службами обеспечения безопасности ООО «Шахта «Алардинская».

         На рисунке 1 представлена блок-схема и функциональные связи ЦГМ ВНИМИ с  техническими службами, службами обеспечения безопасности на примере ООО «Шахта «Алардинская».

         Подобные подходы к обработке сейсмической информации реализованы в интеллектуальных сейсмомониторинговых комплексах ISS (Integrated Seismic Systems – Интегрированные Сейсмические Системы), которые применяются сегодня более чем на 80 горнодобывающих предприятиях по всему миру – в ЮАР, Намибии, Австралии, Чили, Канаде, Швеции, Финляндии, Турции, Китае и других странах.

         Помимо разработки и совершенствования сейсмологических систем, ISS International осуществляет плановый сейсмомониторинг на 45 горнодобывающих предприятиях как в ЮАР, так и за ее пределами (Намибия, Австралия). Т. е. сотрудники ISSI обеспечивают как поддержание работоспособности сейсмологических систем, так и оперативную обработку и интерпретацию материалов наблюдений.

         В настоящее время ЦГМ ВНИМИ ведет обработку и анализ по 10-ти угольным шахтам.(ш. Комсомольская, ш. Северная, ш. Баренцбург, ш. Полысаевская, ш. Алардинская, ш. Усковская, ш. Ерунаковская-8, ш. Распадская-Коксовая, ш. Осинниковская, ш. Антоновская) 5-ти рудникам (р. Октябрьский, р. Таймырский, р. Скалистый, р. Таштагольский, р. Шерегеш,) по угольному карьеру Коркинский. Для  связи со всеми шахтами и сейсмического мониторинга разработана специальная программа  MonitoringGITS.

         Программа мониторинга MonitoringGITS предназначена для визуализации изменений базы данных сейсмических событий, которая создается и обновляется в рамках работы программного комплекса WinGits, разработанного ВНИМИ.

         Программа может работать с одной или несколькими базами, как локальными, так и удаленными, если к этим базам есть соответствующий доступ. Визуализация позволяет привязать возникающие события к горизонтальному плану шахты или карьера, разбить события по энергии,  показать, на какое расстояние распространяется действие события и отразить затухание этого воздействия с течением времени.

         На рис. 2 представлен экран текущей обработки сейсмической информации по ш. Комсомольская.

         Таким образом, появилась возможность оперативно проводить обработку текущей сейсмической информации на уровне квалифицированного оператора. В случае возникновения зоны повышенной сейсмической активности,  используя опыт и знания специалистов Центра геодинамического мониторинга анализировать геомеханическую обстановку на шахте или руднике выдавать рекомендации по проведению профилактических мероприятий, не допуская аварийных ситуаций.

Рисунок 2 – Экран мониторинга ш. Комсомольская Ао «Воркутауголь»