В СПбПУ повысили точность прогнозирования последствий взрывных работ для горнодобывающей промышленности
Международная научная группа, в состав которой вошел исследователь Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, разработала инновационный метод прогнозирования последствий вибраций грунта при взрывных работах. Новый метод значительно повышает точность прогноза.
Результаты исследования опубликованы в авторитетном научном журнале Scientific Reports – Nature. Авторы исследования: Сабри Моханад Муаяд Сабри (Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого), Шахаб Хоссейни (университет Тарбиат Модарес, Иран,) Рашед Пурмирзай (Технологический университет Урмии, Иран), Даниал Джахед Армагани (Технологический университет Малайзии).
Управляемые взрывы широко применяются в горнодобывающей промышленности (в том числе, нефтяной и алмазодобывающей) и гражданском строительстве, так как являются наиболее эффективным методом перемещения и разрушения горных пород. Однако такие взрывы имеют ряд негативных воздействий на окружающую среду, наиболее неблагоприятными из которых являются ударная волна, избыточное давление воздуха, вибрация грунта и обвалы горных выработок. Соответственно, более точное прогнозирование возможных последствий взрывных работ является неотъемлемым элементом обеспечения безопасности их проведения.
Точным показателем оценки вибраций грунта, вызванными взрывной волной в открытых шахтах, является показатель пикового ускорения грунта (PPV). Ранее уровень вибрации, вызванный взрывной волной, оценивали при помощи эмпирических моделей. Однако точность эмпирических прогнозных моделей низка. Поэтому исследователи международной группы применили для построения прогнозной модели мягкие вычисления (Soft Computing) и искусственный интеллект.
Для своего исследования они использовали ансамбль методов машинного обучения, включая нейронные сети и алгоритм градиентного бустинга (последовательного построения ансамбля моделей).
Сочетание нескольких нейронных сетей и создание ансамблевой системы снижает вероятность получения некорректных результатов и повышает точность и возможности обобщения. В качестве объекта для построения имитационной модели исследования был использован Ангуранский свинцово-цинковый карьер, расположенный в Иране, — один из крупнейших на Ближнем Востоке, годовая добыча которого составляет 1,2 миллионов тонн.
В своей работе исследователи рассмотрели семь параметров схемы взрывных работ, которые используются в качестве входных данных для моделей: количество взрывных скважин, глубину скважины, нагрузку, расстояние, пороховой коэффициент, задержки подрыва заряда, расстояние между установленными сейсмографами и взрывной стенд. Всего было смоделировано 162 различных подрыва и измерены параметры эффективности взрывных работ. В результате применения инновационных технологий искусственного интеллекта точность прогноза достигла 99,7 процента, что значительно повысило точность прогнозирования PPV по сравнению с лучшими индивидуальными моделями.
«Наша работа призвана решить актуальную проблему в горнодобывающей промышленности – управление взрывами и минимизация их воздействия на окружающую среду и рабочих. Использованные нами методы прогнозирования взрывного воздействия на грунт улучшают эффективность и повышает безопасность горнодобычи. Публикация статьи в столь авторитетном журнале, как в Scientific Reports-Nature, подчеркивает важность внедрения передовых методов в промышленность и их роль в снижении негативного воздействия на окружающий нас мир», – прокомментировал значимость проведенного исследования ведущий научный сотрудник Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого кандидата технических наук Сабри Моханад Муаяд Сабри.
Далее исследователи нацелены на разработку более продвинутых ансамблевых моделей, использующих новейшие алгоритмы машинного обучения и гибридные подходы для повышения точности прогнозирования максимальной скорости частиц (PPV). Кроме того, эти исследования включают методы для мониторинга PPV в реальном времени, что позволит предпринимать проактивные меры по минимизации воздействия вибрации на близлежащие конструкции.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые впервые охарактеризовали «темное» электронное состояние в светочувствительном фрагменте зеленого флуоресцентного белка. Химически изменив этот фрагмент, авторы целенаправленно «выключили» его свечение: в возникшем темном состоянии молекула не излучает свет, а накапливает энергию ультрафиолета, чтобы затем безопасно от нее избавиться. Защитный механизм запускается за рекордно короткое время — благодаря сверхбыстрой перестройке электронов и ядер молекула избегает разрушения под внешним излучением. Открытие будет полезно для разработки нового поколения солнцезащитных материалов и покрытий с программируемой фотостабильностью.
Высота космической орбиты — это не просто удаление от поверхности Земли. Она позволяет выполнять полетные задания, недоступные для других орбит. Какими бывают высокие околоземные орбиты, что они дают спутникам и как обеспечивают им необычные условия для работы, рассказываем в нашем новом материале.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно