Подземные колебания возникают при буровых взрывах и движении тяжелой горной техники, распространяясь в грунте на сотни метров. Низкочастотные волны особенно опасны: они могут входить в резонанс со зданиями и вызывать трещины даже при слабом воздействии. Рядом с объектом часто действует несколько источников вибраций — карьер, стройка, транспорт, работа техники. Фоновый шум затрудняет интерпретацию данных, поэтому задача систем мониторинга — точно определить, исходит ли вибрация от горного предприятия или вызвана локальными помехами.
Чтобы выявлять угрозы до появления деформаций, исследователи из МИЭМ ВШЭ и ИПКОН РАН разработали теоретическую модель на основе малоапертурной сейсмической антенны. В пресс-службе ВШЭ рассказали, что существующие подходы имеют ограничения: сети датчиков дороги в развертывании, а одиночные станции не позволяют точно определить источник. Новая разработка представляет собой компактную группу датчиков, расположенных близко друг к другу. Они одновременно улавливают колебания, а алгоритмы вычисляют направление источника, отличая взрыв в карьере от работы техники у жилых домов.
При тестировании антенны из десяти датчиков расчеты показали: на расстоянии более 10 метров погрешность не превышает 7%, а свыше 50 метров снижается до 4%. Система сохраняет точность даже при сильных помехах.
Мы предлагаем сначала определить источник опасного воздействия, оценить риск и только потом принимать меры. Наша система позволяет получать такую информацию быстро и с высокой точностью даже в условиях, когда присутствует несколько источников вибрации.
Антенну можно устанавливать рядом с домами, дорогами или промышленными объектами. Это снижает расходы на монтаж и обслуживание, а технология не требует сложных методов обработки данных. В будущем системы могут стать частью интеллектуальных комплексов экологической безопасности, автоматически передавая данные для корректировки режима работы техники или установки защитных сооружений. Аспирант МИЭМ ВШЭ Максим Икренников добавил, что интеграция мониторинга в управление объектами сделает добычу полезных ископаемых безопаснее для людей и инфраструктуры. Разработка также применима на стройплощадках, у магистралей и тоннелей.
Ранее российские геофизики разработали подход, позволяющий предсказывать сильные подземные толчки за 5–10 дней.
