Methodology and system for long-term measurements of vibroacoustic parameters in mining-affected areas

• Autorzy: Passia H. , Kompała J. , Motyka Z. , Szade A.

Warianty tytułu

PL

Metodyka i system długookresowych pomiarów parametrów wibroakustycznych na terenach objętych wpływami górniczymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Mining operations, both those conducted currently and in the past in densely populated urban areas generate well known adverse effects, both on the natural environment and on technical substance located in them. This entails a straightforward question of human safety and methods to mitigate these negative consequences. To be able to make reliable assessment of vibroacoustic climate, including that existing in residential buildings, it is necessary to perform measuring tasks in the form of continuous monitoring of two types of related parameters: vibrational and acoustic. This means designing and building a continuous monitoring system. A version developed at the Department of Technical Acoustics, Laser Technology and Radiometry is described in the paper. The proposed System for Continuous Measurements of Noise and Vibration (SCMNV) is based on combining two subsystems, the first of them designed to perform measurements of acoustic parameters, and the other the measurements of tilt and vibration of building structures. Subject to control by such a complex monitoring system are various structures affected by underground mining, e.g. cultural heritage objects, such as churches, castles, and public objects (hospitals, schools, etc.). Joint (usually inter-related) effects of past and current mining and heavy road and railway traffic are also controlled. The acoustic parameters are being effectively measured through using the System for Continuous Noise Measurement (SCNM), while tilt and vibration by using the Laser Tilt and Vibration Measuring System (LTVMS). Some measuring situations need using additional vibration measuring equipment. For this purpose, a POLYTEC PSV-400 scanning laser Doppler vibrometer is used.

PL

Operacje górnicze zarówno bieżące, jak i przeszłe, prowadzone na gęsto zaludnionych obszarach zurbanizowanych, generują dobrze znane skutki negatywne zarówno dla środowiska naturalnego, jak i dla zlokalizowanej na nich substancji technicznej. Pociąga to za sobą natychmiastowe pytanie o bezpieczeństwo ludzi i metody zredukowania tych negatywnych skutków. Dla właściwej oceny wibroakustycznej, uwzględniając klimat istniejący w budynkach mieszkalnych, konieczne jest wykonanie zadań pomiarowych w postaci ciągłego monitoringu dwóch typów parametrów z nim związanych: wibracyjnego i akustycznego. Oznacza to zaprojektowanie i zbudowanie systemu do ciągłego monitoringu. Jego wersja opracowana w Zakładzie Akustyki Technicznej, Techniki Laserowej i Radiometrii została opisana w niniejszym artykule. Zaproponowany System do Ciągłych Pomiarów Hałasu i Wibracji (SCPHW) oparto na kombinacji dwóch podsystemów, z których pierwszy jest przeznaczony do wykonywania pomiarów parametrów akustycznych, a drugi do pomiarów wychyleń i drgań struktur budowlanych. Obiektem kontroli przy użyciu takiego złożonego systemu monitoringu są różne struktury poddane wpływom podziemnej działalności górniczej, np. obiekty dziedzictwa kulturowego, takie jak: kościoły, zamki, a także obiekty użyteczności publicznej (szpitale, szkoły itp.). Kontrolowane są również łącznie (zwykle powiązane ze sobą) skutki przeszłej i bieżącej działalności górniczej oraz skutki używania ciężkiego transportu drogowego i kolejowego. Parametry akustyczne są efektywnie mierzone z wykorzystaniem Systemu do Ciągłego Pomiaru Hałasu (SCPH), natomiast wychylenia i drgania - przy użyciu Systemu Laserowego do Pomiarów Drgań i Wychyleń (SLPDW). Niektóre sytuacje pomiarowe wymagają zastosowania dodatkowego wyposażenia do pomiarów wibracji. Do tego celu jest wykorzystywany dopplerowski skaningowy wibrometr laserowy POLYTEC PSV-400.

Słowa kluczowe

EN

vibroacoustics; environmental protection; vibration measurement; noise measurement; mining damages

PL

wibroakustyka; ochrona środowiska; pomiar wibracji; pomiar hałasu; szkody górnicze

• Wydawca: Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 2
• Strony: 45--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Passia H.

autor

Kompała J.

autor

Motyka Z.

autor

Szade A.

• Główny Instytut Górnictwa, 40-166 Katowice, Plac Gwarków 1,

Bibliografia

• 1. Lipowczan A., Kompała J. (2004): System for Management of Acoustic Revitalisation of Urban Industrial Areas. Mechanika. Kwartalnik AGH vol. 23, nr 2, s. 229-236; także w Archives of Acoustics vol. 29, no. 2, s. 372.
• 2. Lipowczan A., Bartmański C., Kompała J. (2005): Multipointed noise monitoring system using GPS and GIS systems, Proc. of Second International Scientific-Technical Conference „Ecology and life protection of industrial-transport complexes”. Togliatti, ELPIT, s. 67-70.
• 3. Szade A., Passia H., Lipowczan A. (1996): Laser sensors for continuous control of tilting of buildings on mining-influenced and seismic areas; construction and field experience. Proc. SPIE no. 2868, s. 500-509.
• 4. Polish patent no. 151105: Instrument for continuous measurement of tilt of buildings.
• 5. Szade A., Passia H., Lipowczan A., Bochenek W. (1998): Intrinsically-safe laser-based system for continuous measurement of low-frequency vibration of mine shaft installations. Proc. SPIE no. 3411, s. 275-281.
• 6. Bochenek W., Motyka Z., Passia H., Szade A. (2000): Reaction of various types of buildings to diversified environmental conditions, including mining and geotectonic, on the basis of continuous monitoring with the use of laser tilt and vibration sensors. Proc. SPIE no. 4072, s. 239-244.
• 7. Lipowczan A., Motyka Z., Passia H., Szade A. (2001): Complex monitoring of monumental structures located in seismic and mining-influenced areas with the use of laser tilt sensors and acoustical holography of the ground. Proc. SPIE no. 3897.
• 8. Bochenek W., Passia H., Szade A. (2003): Application of optoelectronic sensors for precise, automatic monitoring of vibration, tilt, and deformation of buildings subjected to static and dynamic effects of the environment. Proc. SPIE no. 5124.
• 9. Bochenek W., Lipowczan A., Motyka Z., Passia H., Szade A. (2004): Remote vibration and deformation laser-based measuring network in mining-affected urban development areas. Proc. SPIE no. 5503, s. 544-550.
• 10. Passia H. et al. (2008): Comparative studies of principal vibration parameters of a building using an LDV, laser tilt and vibration sensors, and piezoelectric accelerometers, Eighth International Conference on Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications. Proc. SPIE no. 7098, s. 70980J-70980J-11.