Сейсмические приборы: статья

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОНИТОРИНГА СЕЙСМИЧНОСТИ ХИБИНСКОГО ГОРНОГО МАССИВА LORS2: ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ АЛГОРИТМЫ
В.Э. АСМИНГ1
А.В. ФЕДОРОВ1
П.А. КОРЧАК2
А.Ю. МОТОРИН2
1 Кольский филиал Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая служба” Российской академии наук КоФ ФИЦ ЕГС РАН
2 КФ АО “Апатит”
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 56
Номер: 2
Год: 2020
Страницы: 39-55
УДК: 550.34.03
DOI: 10.21455/si2020.2-4
Информация об авторах
Аннотация
Библиографический список
Ключевые слова: мониторинг сейсмичности, техногенная сейсмичность, автоматическое детектирование, автоматическая локация, методы локации, Хибинский массив
Аннотация: Представлено описание программного комплекса, разработанного для автоматизированного мониторинга сейсмической активности Хибинского горного массива. Приводится описание общей структуры программного комплекса, подробно рассмотрены примененные методы и алгоритмы. В частности, подробно описан алгоритм локации источника сейсмического события поиском на сетках, которые задаются в виде наборов окружностей и детализируются в процессе выполнения алгоритма. Предложенные методы локации комбинированы в несколько пакетов - сценариев для оптимизации временных затрат специалиста-геофизика при рутинной интерактивной обработке большого массива данных. Ввиду того, что описываемый программный комплекс создавался для обработки данных сейсмических сетей, расположенных непосредственно в зоне ведения горных работ, большое внимание уделено повышению достоверности обнаружения целевых сигналов в сильно зашумленной среде и точности определения моментов вступлений объемных волн. Для решения этих задач в системе реализован новый подход к локации близких событий, основанный на идее целостного восприятия записи сигнала, очень близкой к представлениям психологии о восприятии образов человеком. Реализованные в программном пакете алгоритмы и методы обнаружения и локации мест генерации сейсмических событий позволяют значительно повысить достоверность получаемых решений, а также точность и оперативность окончательной интерактивной обработки записей сейсмических сигналов.
Список литературы: Аккуратов М.В. Сейсмический мониторинг на рудниках ОАО “Апатит” // Проблемы и тенденции рационального и безопасного освоения георесурсов: Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, посвященной 50-летию Горного института КНЦ РАН. Апатиты; СПб.: ООО “Реноме”, 2011. С.374-379.

Аккуратов М.В., Асминг В.Э., Виноградов Ю.А., Корчак П.А. Объединенная система контроля состояния Хибинского горного массива на базе сетей сейсмических станций Кольского филиала ГС РАН и ОАО “Апатит” // Материалы Шестой Международной сейсмологической школы “Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных”, Апатиты, 15-19 августа 2011 г. Обнинск: ГС РАН, 2011. С.7-10.

Асминг В.Э., Виноградов Ю.А., Прокудина А.В. Моделирование сейсмической локации в трехмерных средах // Вестник МГТУ. 2013. Т. 16, № 4. С.644-649.

Асминг В.Э., Федоров А.В., Прокудина А.В., Евтюгина З.А. Автоматическая система мониторинга региональной сейсмичности NSDL. Принципы построения и некоторые результаты использования // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных: Материалы XII Международной сейсмологической школы / Отв. ред. А.А. Маловичко. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2017. C.33-36.

Грегори Р. Глаз и мозг. Психология восприятия. М.: Прогресс, 1970. 271 с.

Ждан А.Н. История психологии: Учебник. Глава III. Гештальтпсихология. М.: МГУ, 1990. C.199-209.

Жукова С.А., Самсонов А.В. Оценка влияния природных факторов на проявление сейсмичности Хибинского массива // Горный журнал. 2014. № 10. С.47-51.

Жукова С.А., Федотова Ю.В. Анализ влияния массовых взрывов и обводненности на активизацию сейсмических событий с Е > 107 Дж Хибинского массива // Сборник научных трудов. Инновационные направления в проектировании горнодобывающих предприятий. СПб.: СПбГУ, 2017. С.245-251.

Журавлева О.Г. Кластеризация сейсмических событий в условиях удароопасных месторождений Хибинского массива // Проблемы недропользования. 2017. № 1. С.14-20.

Козаренко А.Е. Апатит-нефелиновые месторождения Хибин // География. 2001. № 4. С.4-7.

Козырев А.А., Аккуратов М.В., Федотова Ю.В., Жукова С.А. Влияние обводненности пород на сейсмичность. Комплексные геолого-геофизические модели древних щитов: Труды Всероссийской с международным участием научной конференции, г. Апатиты, 28-30 сентября 2009 г. Апатиты: Геологический институт КНЦ РАН, 2009. 284 с.

Козырев А.А., Федотова Ю.В., Аккуратов М.В., Жукова С.А. Взаимосвязь обводненности пород и сейсмичности в зоне стыковки подземного рудника и карьера // Проблемы и тенденции рационального и безопасного освоения георесурсов: Сб. докладов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, посвященной 50-летию Горного института. Апатиты; СПб.: ООО “Реноме”, 2011. С.385-390.

Корчак П.А., Жукова С.А., Меньшиков П.Ю. Становление и развитие системы мониторинга сейсмических процессов в зоне производственной деятельности ОАО “Апатит” // Горный журнал. 2014. № 10. С.42-46.

Онохин Ф.М. Особенности структур Хибинского массива. Л.: Наука, 1975. 105 с.

Пожиленко В.И., Гавриленко Б.В., Жиров Д.В., Жабин С.В. Геология рудных районов Мурманской области. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2002. 359 с.

Рогожин Е.А., Антоновская Г.Н., Капустян Н.К. Современное состояние и перспективы развития системы сейсмического мониторинга Арктики // Вопросы инженерной сейсмологии. 2015. Т. 42, № 1. С.58-69.

Сейсмичность при горных работах / Под ред. Н.Н. Мельникова. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2002. 325 с.

Трушкина Н.Ю. Гештальтпсихология и моделирование интеллекта // Вестник Московского университета. Серия 7: Философия. 2008. № 3. С.41-50.

Фёдоров А.В., Асминг В.Э., Евтюгина З.А., Прокудина А.В. Система автоматического мониторинга сейсмичности Европейской Арктики // Сейсмические приборы. 2018. Т. 54, № 1. С.29-39. https://doi.org/10.21455/si2018.1-3

Fee D., Haney M., Matoza R., Szuberla C., Lyons J., Waythomas C. Seismic Envelope-Based Detection and Location of Ground-Coupled Airwaves from Volcanoes in Alaska // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2016. V. 106, N 3. P.1024-1035. http://dx.doi.org/10.1785/0120150244

Kværna T., Ringdal F. Generalized Beamforming, Phase Association and Threshold Monitoring using a Global Seismic Network // Monitoring a Comprehensive Test Ban Treaty. NATO ASI Series (Series E: Applied Sciences) / Eds. E.S. Husebye, A.M. Dainty. Dordrecht: Springer, 1996. V. 303. P.447-466. https://doi.org/10.1007/978-94-011-0419-7-_24

Mizuno N., Ide S. Development of a modified envelope correlation method based on maximum-likelihood method and application to detecting and locating deep tectonic tremors in western Japan // Earth, Planets and Space. 2019. V. 71. https://doi.org/10.1186/s40623-019-1022-x

Jin P., Zhang C., Shen X., Wang H., Pan C., Lu N., Xu X. A novel technique for automatic seismic data processing using both integral and local feature of seismograms // Earthq. Sci. 2014. V. 27, N 3. P.337-349. https://doi.org/10.1007/s11589-014-0084-x

Sleeman R., van Eck T. Robust automatic P phase picking: an on-line implementation in the analysis of broadband seismogram recordings // Phys. Earth and Planet. Interiors. 1999. V. 113. P.265-275.

Vinogradov Yu., Kozyrev A., Asming V. New 3D velocity model of the Khibiny and Lovozero mountain massifs for accurate location of rockbursts and explosions in underground mines and quarries // 15th International multidisciplinary scientific geoconference SGEM 2015 Science and Technologies in Geology, Exploration and Mining, Albena, Bulgaria. 2015. P.1051-1058.

Zhukova S., Korchak P., Streshnev A., Salnikov I. Geodynamic rock condition, mine workings stabilization during pillar recovery at the level +320 m of the Yukspor deposit of the Khibiny // VII International Scientific Conference “Problems of Complex Development of Georesources”. 2018. V. 56. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20185602022