Nowe podejście do monitorowania aktywności sejsmicznej zwiększy bezpieczeństwo w górnictwie
Zawały gruntu są jednym z głównych zagrożeń czyhających na górników w miejscu pracy. Ich wystąpienie może prowadzić do uwięzienia lub śmierci górników, a także spowodować wielomilionowe straty finansowe firm, których dotknie ten problem. Wstrząsy sejsmiczne wywoływane przez działalność górniczą wynikają z niestabilności górotworu spowodowanej zmianami naprężeń w wyniku prac związanych z wydobyciem. „Magnituda wstrząsu sejsmicznego jest uzależniona od ilości energii zgromadzonej w górotworze w obszarze będącym epicentrum zdarzenia”, wyjaśnia Vittorio Cannas, prezes spółki SpacEarth Technology. Zespół finansowanego przez Unię Europejską projektu Mines-In-Time chce zapobiegać takim zjawiskom dzięki monitorowaniu górotworu w czasie prac górniczych i przewidywaniu zawałów gruntu. Zmiany stanu skał można wykorzystać w celu prognozowania ogólnej stabilności górotworu, a także przewidywania potencjalnego osunięcia. Obecnie wykorzystywane metody obejmują pasywną metodę tomografii sejsmicznej 3D, która pozwala na pomiar zjawisk sejsmicznych zachodzących w ziemi. Istniejące sieci czujników sejsmograficznych przekazują jednak te dane raz na miesiąc, co oznacza, że nie są one wystarczająco dokładne, by było możliwe ich wykorzystywanie w czasie rzeczywistym. Co więcej, analiza takich danych jest niezwykle trudna i czasochłonna, co przekłada się na wysokie koszty. Docelowo może to prowadzić do błędów ludzkich, które negatywnie wpływają na dokładność analiz. „MIT to usługa opracowana przez spółkę SpacEarth Technology (SET), umożliwiająca monitorowanie zmian naprężeń górotworu podczas prac wydobywczych w czasie zbliżonym do rzeczywistego”, mówi Cannas, koordynator projektu Mines-In-Time. Usługa opiera się na zaawansowanym algorytmie tomografii sejsmicznej 4D, obejmującym także wymiar czasowy. Dzięki temu rozwiązanie jest w stanie wykrywać i analizować aktywność mikrosejsmiczną, której źródłem jest górnictwo lub działalność innych sektorów przemysłu.
Zintegrowane rozwiązanie
Algorytm opracowany w ramach projektu jest w stanie rozpoznawać aktywność mikrosejsmiczną wynikającą z przyczyn naturalnych i wywołaną działalnością człowieka – na przykład przez wiercenie lub inne popularne prace wydobywcze. „Rozwiązanie MIT oblicza numeryczny model sprężystości skał w czterech wymiarach dla docelowej objętości kopalni”, dodaje Cannas. Obsługa algorytmu nie wymaga żadnego wyspecjalizowanego sprzętu – opracowane oprogramowanie można z łatwością zintegrować z dowolnym systemem wspomagania decyzji i narzędziami wykorzystywanymi do zarządzania pracą kopalni, obsługującymi system bezpieczeństwa oparty na światłach.
Sprawdzone rozwiązanie
Rozwiązanie MIT zostało sprawdzone i pomyślnie przeszło testy polegające na wykazaniu zmian prędkości fal sejsmicznych po wysadzaniu skał w zautomatyzowanej kopalni Garpenberg w Szwecji – najbardziej wydajnej kopalni cynku na świecie o głębokości około 1 250 metrów. Wyniki projektu umożliwiły zespołowi opracowanie oraz rozwój systemu monitorowania sprężystości skał, działającego w czasie zbliżonym do rzeczywistego, stanowiącego klucz do przewidywania zmian w górotworze. „Wyniki badań wykonalności wykazały pełen potencjał rozwiązania MIT, dlatego zdecydowaliśmy się na dalszy rozwój koncepcji, zgodnie z naszą wizją strategiczną”, zauważa Cannas. Wsparcie otrzymane z Unii Europejskiej pozwoliło zespołowi na opracowanie studium wykonalności, badanie potrzeb użytkowników, a także znalezienie wyzwań technicznych i możliwości biznesowych dla rozwiązania MIT.
Słowa kluczowe
Mines-In-Time, skała, zawał, górnictwo, naprężenie, przewidywanie, algorytm, sejsmiczne
