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 В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Больше половины студентов регулярно читают учебные тексты под музыку, хотя многие научные работы утверждают, что это вредит пониманию текста. Исследователи из Университета Эдит Коуэн выяснили, что эта привычка определяется не когнитивными способностями вроде силы внимания, а тем, насколько важную роль музыка играет в жизни конкретного человека.
В 2020-х годах шакалы достигли Архангельской области, а еще раньше колонизировали другие регионы Северной Европы. Авторы новой работы проанализировали перспективы и пришли к выводу о неизбежности многократного расширения их европейского ареала в этом веке. Причем ключевую роль в этом играет человек и его действия.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
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.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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