В СПбПУ нашли способ повысить безопасность угольных шахт
Сотрудники Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого в составе международной группы провели исследование, позволяющее прогнозировать изменения в угольном пласте при воздействии влажности.
Результаты исследования, имеющие большое практическое значение, в первую очередь, для предприятий горнодобывающей отрасли, были опубликованы в журнале авторитетном научном журнале Nature.
Взаимодействие воды и горных пород в силу климата и географического положения России является актуальной проблемой как в инженерной геологии, так и в горном деле. Наличие воды в подземных средах, таких как глубокие угольные пласты, приводит к долговременному изменению механических свойств последнего. Угольные массы подвергаются механическим изменениям при поглощении воды вследствие повреждения их структурных компонентов. В частности, вода в породе увеличивает ее пластичность и степень размягчения, а также снижает упругость, жесткость, устойчивость к сжатию и растяжению. Таким образом содержание воды существенно влияет на разрушение горных пород. Поэтому для обеспечения устойчивости подземных шахтных выработок необходимо учитывать воздействие воды на породу.
В основе исследования международной научной группы, в которую, помимо российских, вошли специалисты из Китая и Пакистана, лежит изучение акустической эмиссии угля. Акустическая эмиссия (АЭ) – это метод технической диагностики, основанный на анализе процесса излучения акустических сигналов или звуковых волн, которые возникают внутри твердого тела или материала при механическом напряжении или деформации. Данный тип диагностики позволяет выявлять не статические, а наиболее опасные развивающиеся дефекты в твердом теле материала.
В экспериментах научной группы сжимались образцы угля с различным содержанием воды, а сигналы АЭ анализировали с помощью фрактального анализа. В итоге были выделены 5 стадий разрушения угольной породы в зависимости от водонасыщенности: уплотнение; линейно-упругие деформации; устойчивое распространение трещин; ускоренное распространение трещин; постпиковые и остаточные стадии.
Результаты исследования позволяют с высокой точностью прогнозировать развитие потенциально опасных ситуаций на угледобывающих предприятиях. «Наше исследование помогает лучше понять, как вода влияет на механические характеристики угольных пластов и какие процессы происходят внутри них. Эти результаты имеют большое значение для выбросоопасности угольных пластов и предотвращения потенциальных аварий. В исследовании также были использованы методы фрактального анализа.
Это открывает новые перспективы для мониторинга и прогнозирования разрушения и механизмов возникновения микротрещин угля и породы в результате динамических процессов в угольных массах, наблюдая последующее внезапное падение корреляционной размерности сигналов АЭ в ответ на различные стадии нагрузки, что является критически важным для предотвращения несчастных случаев и бедствий. Кроме того, данное исследование может служить основой для более точного прогнозирования динамических отказов угля и горных пород на основе акустических сигналов.
И отмечу, что публикация исследования в Scientific Reports-Nature подчеркивает актуальность проблематики для мирового научного сообщества», – прокомментировал результаты исследования один из авторов, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Сабри Моханад Муаяд Сабри.
В дальнейших планах ученых — создание продвинутых численных моделей и компьютерных симуляций для прогнозирования влияния влажности на угольные пласты и расширение области применения этих исследований в сферах строительства, геотехники и геологии.
Telegram 
Дзен 
VK Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Считается, что современная музыка стала простой и даже примитивной. Ученые из Италии математически проверили эту гипотезу и подтвердили, что даже самые сложные жанры со временем стали дрейфовать к простоте и повторам одних и тех же составляющих.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
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.
Поставщик элементов окололунной станции попытался сдать клиентам изделия, подвергшиеся коррозии еще до начала его монтажа. Об этом заявил новый глава NASA Джаред Айзекман. Защищая свою позицию, поставщик сообщил, что ранее он поставлял модули с коррозией для МКС, но они все равно до сих пор работают. NASA использует скандал для отказа от алогичного проекта Lunar Gateway, обитаемой космической станции на окололунной орбите.
Ученые, похоже, приблизились к разгадке происхождения пшеницы мягкой — той самой, из которой делают большую часть хлеба и другие мучные изделия. Согласно авторам нового исследования, она, предположительно, появилась 8000 лет назад на территории современной Грузии и Армении.
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.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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