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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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