Sprzętowe i programowe metody polepszania wykrywalności zjawisk mikrosejsmologicznych w kopalniach węgla kamiennego

• Autorzy: Wyżgolik R.

Warianty tytułu

EN

Hardware and software methods of seismic event detection improvement in POlish coal mines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Eksploatacja górnicza wiąże się z występowaniem różnorakich zagrożeń, których wykrywanie i przewidywanie można oprzeć na badaniach geofizycznych. W tym celu monitoruje się stan górotworu - mas skały i ziemi nad wyrobiskiem. Polega to między innymi na rejestracji sygnałów sejsmicznych, tzw. sejsmogramów, wywołanych naprężeniami i mikropęknięciami w górotworze. Nasłuch prowadzi się w sposób ciągły, rejestruje się zaś zjawiska o energii przekraczającej pewną ustaloną wartość. Sygnały zarejestrowane dla tych zjawisk poddaje się następnie przetwarzaniu w celu określenia parametrów zjawiska, między innymi lokalizacji jego ogniska oraz oceny energii. W artykule przedstawione zostaną problemy związane z aparaturą pomiarową oraz oprogramowaniem, wykorzystywanymi w systemach rejestracji zjawisk sejsmicznych pracujących w kopalniach węgla kamiennego. Przedstawiane problemy dotyczyć będą jednego z kilku systemów, obecnie najbardziej zaawansowanego, jakie stosowane są w polskim górnictwie. Mimo różnorakich trudności system ten ciągle jest rozwijany i daje szerokie możliwości nie tylko rozbudowy sprzętowej, ale i prowadzenia badań naukowych nad metodami detekcji i identyfikacji zjawisk sejsmicznych.

EN

Coal mining leads to arising the varied of dangers which detection and prediction can be based on geophysical investigations. For this purpose, the state of the rock-mass is monitored. The seismic signals (seismograms) - the effect of the rock mass vibration and tremors - are registered using dedicated hardware. The seismic data arę transmitted continuously and the events of fixed, minimum value of energy are detected and stored. Then the location of them and the energy calculation is performed. In this paper the problems connected with the hardware and the sofrware working in coal minę stations are presented. Discussed problems are focused on particular system, one from the many various systems working in Polish coal mines. At this time it is one of the most advanced. Against many difficulties, this system is still developed towards better versions and gives ability for the wide rangę of scientific hwestigations on methods of detection and identification of the seismic events.

Słowa kluczowe

PL

eksploatacja górnicza; badania geofizyczne; stan górotworu; sygnały sejsmiczne (sejsmogramy); systemy rejestracji zjawisk sejsmicznych

EN

coal mining leads; geophysical investigation; state of rockmass; seismic signals (seismograms); seismic event

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2005
• Tom: z. 195
• Strony: 245--256
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Wyżgolik R.

• Instytut Automatyki, Zakład Systemów Pomiarowych Politechnika Śląska

Bibliografia

• 1. Allen R.: Automatic earthquake recognition and timing from single traces. Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 68(5), 1978, p. 1521-1532.
• 2. Allen R.: Automatic phase pickers: their present use and future prospects. Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 72(6), 1982, p. 225-241.
• 3. Anant K. S., Dowla F. U.: Wavelet transform methods for phase identification in three-component seismograms. Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 87(6), 1997, p. 1598-1612.
• 4. Augustyniak A.: Wykorzystanie magistrali CAN w powierzchniowych stacjach systemu rejestracji tąpań z cyfrową transmisją danych. Praca dyplomowa. Politechnika Śląska, Gliwice 2004.
• 5. Cianciara B., Cianciara A., Dworak M.; Wybrane zagadnienia oceny zagrożeń tąpaniami - funkcja ryzyka. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, nr 9-10, 1995, s. 93-97.
• 6. Cianciara B., Cianciara A., Isakow Z.; Modele źródeł emisji sejsmicznej w warunkach górnictwa podziemnego. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, nr 6-7, 1997, s. 149-153.
• 7. Cichowicz A., Kopystyński L.: Algorithm for the determination of the first approach of P-wave. Pubis. Inst. Geoph. Pol. Ac. Sci., Vol. 96, 1975, p. 121-130.
• 8. Cichowicz A.: An automatic s-phasepicker. Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 83, 1993, p. 180-189.
• 9. Gibowicz S. J., Kijko A.: An introduction to mining seismology. Academic Press, New York 1994.
• 10. Isakow Z., Cianciara B.: fWac/ centrum EMAG w rozwój systemów do oceny zagrożenia tąpaniami oraz kontroli oddziaływania eksploatacji podziemnej na powierzchnią obszaru górniczego. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, nr 9-10, 2000, s. 146-159.
• 11. Joswig M.: Pattern recognition for earthquake detection. Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 80(1), 1990, p. 170-186.
• 12. Koza J.: Sposób pomiaru parametrów fal sejsmicznych w oparciu o urządzenie koncentrujące informacje połączone z maszyną cyfrową. Rozprawa doktorska. Politechnika Śląska, Instytut Automatyki, 1991.
• 13. Mallat S.: A Wavelet Tour of Signal Processing, second edition. Academic Press, London 1999.
• 14. Marcak H., Zuberek W.: Geofizyka górnicza. Śląskie Wydawnictwa Techniczne, Katowice 1994.
• 15. Niewiadomski J.: Application of neural networks to seismic source location (streszczenie), Publs.Inst . Geoph.Pol. Ac.Sci., tom M-22(310), 1999, p. 170-170.
• 16. Niewiadomski J.: Detekcja sygnałów sejsmicznych na zaszumianych sejsmogramach. Pubis. Inst . Geoph. Pol. Ac. Sci., tom M-24 (340), 2002, s. 73-80.
• 17. Oonincx P. J.: Automatic phase detection in seismic data using the discrete wavelet transform. Report PNA-R9811, Centrumvoor Wiskunde en Informatica, Netherlands, 1998.
• 18. Sahner G.: Digitale Messverfahren. VEB Verlag, Berlin 1979.
• 19. Wang J., Teng T.: Identification and picking of s phase using an artificial neural network. Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 87, 1997, p. 1140-1149.
• 20. Wojtaszczyk P.: Teoria Falek. PWN SA, Warszawa 2000.
• 21. Wyżgolik R.: Analiza falkowa w aproksymacji sygnałów sejsmicznych o małych amplitudach. Pubis. Inst. Geoph. Pol. Ac. Sci., tom M-24(340), 2002, s. 81-93.
• 22. Wyżgolik R.: Determination of P phase arrival in low-amplitude seismic signals from coal-mines with wavelets. Proceddings of EUSIPCO'2002, vol. 3, p. 363-366.
• 23. Wyżgolik R.: Wykorzystanie metod analizy folkowej do detekcji pierwszego wejścia składowej pionowej sygnału sejsmicznego. Rozprawa doktorska. Politechnika Śląska, Instytut Automatyki, Gliwice 2003.