Zastosowanie sieci samoorganizującej do identyfikacji struktur odmienionych węgla kamiennego

• Autorzy: Skiba M. , Młynarczuk M.

Warianty tytułu

EN

The application of self-organizing map to the classification of altered structures of coal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wewnętrzna budowa węgla, możliwa do obserwacji wyłącznie pod mikroskopem, może wykazywać pewne cechy (takie jak: obecność spękań, struktury kataklastyczne czy mylonityczne), które wpływają na zwiększoną pojemność gazową oraz wskazują na pokład szczególnie zagrożony wyrzutami gazów i skał. Problematyka ta była przedmiotem zainteresowania licznych badaczy, którzy dokonali klasyfikacji węgla odmienionego, wyróżniając różne typu strukturalne takiego węgla. W pracy do identyfikacji poszczególnych struktur zastosowano mapę samoorganizującą (SOM). Może ona posłużyć do ujawnienia takich cech w zbiorze danych, które są często niedostrzegalne w wypadku zastosowania sieci neuronowej uczonej z nauczycielem. Badania wykonane zostały na zdjęciach mikroskopowych, a każdą z analizowanych klas opisano za pomocą 7-wymiarowej przestrzeni cech. Zastosowanie sieci samoorganizującej skutkowało klasyfikacją badanych struktur na poziomie 82% skuteczności.

EN

The internal structure of the coal, observable microscopically only, may have certain features (such as the presence of cracks, cataclastic or mylonitic structures) that affect the increased gas capacity and point to the seams particularly endangered by gas and rock outbursts. The issue was the subject of interest for many researchers who have made a classifi cation of structurally altered coal, distinguishing different types of such coal structure. In this paper, individual structures were identified using self-organizing map (SOM). It can be used to reveal such features in the data set, which are often invisible in the case of the use of neural network learning with a teacher. Tests were performed on microscopic photographs, each of the analyzed grades were described using a 7-dimensional feature space. The use of a self-organizing map resulted in the effectiveness of the classification of these structures at the level of 82%.

Słowa kluczowe

PL

węgiel odmieniony strukturalnie; mapa samoorganizująca; SOM; pojemność gazowa

EN

structurally altered coal; self-organizing map; SOM; gas capacity

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 18, nr 3
• Strony: 61--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Skiba M.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Młynarczuk M.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Ammosov I.I. Eremin I.V., 1963: Fracturing in coal (Treshchinovatost uglei). Washington.
• Close J., 1993: Natural fractures in coal. [In:] Law, B.E., Rice, D.D. (Eds.), Hydrocarbons from Coal, Vol. 38, AAPG Studies in Geology, p. 119-132.
• Condon B., 2003: Not King coal. Forbes (May 26), 80-82.
• Gentzis T., 2006: Economic coalbed methane production in the Canadian Foothills: Solving the puzzle. International Journal of Coal Geology 65, 79-92.
• Godyń K., 2011: Struktury odmienione węgla kamiennego w strefach zaburzeń tektonicznych – propozycja klasyfikacji. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN. Tom 13, nr 1-4, s. 11-29.
• Kendall P.E., Briggs H., 1933: The formation of rock joints and the cleat of coal. Proc. R. Soc. Edinburgh 53, 164-187.
• Kohonen T., 1982: Self-organized formation of topologically correct feature maps. Biological Cybernetics, 43:59-69.
• Korbicz J., Obuchowicz A., Uciński D., 1994: Sztuczne sieci neuronowe. Podstawy i zastosowania. Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa.
• Laubach S.E., Tremain C.M., Ayers W.B. Jr., 1991: Coal fracture studies: Guides for coalbed methane exploration and development. J. Coal Qual. 10, 81-88.
• Młynarczuk M., Godyń K., Skiba M., 2015: Wykorzystanie sztucznych sieci neuronowych do klasyfikacji struktur odmienionych węgla kamiennego w strefach przyuskokowych, Przegląd Górniczy, nr 11, p. 15-20.
• Osowski S., 2006: Sieci neuronowe do przetwarzania informacji. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
• Pashin J.C., Carroll R.E., Hatch J.R., Goldhaber M.B., 1999: Interplay Among Cleating, Maturation, and Mineralization in Coalbed Methane Reservoirs of the Black Warrior Basin. paper 9942, Proceedings of the 1999 International Coalbed Methane Symposium, Tuscaloosa, Alabama, p. 367-375.
• Solano-Acosta, Wilfrido, Ph.D., 2007: Coal-bed methane content and CO2 sequestration potential of Illinois Basin coals.
• Tadeusiewicz R., 1993: Sieci neuronowe. Akademicka Oficyna Wydawnicza, Warszawa.
• Tadeusiewicz R., Lula P., 2001: Wprowadzenie do sieci neuronowych, StatSoft, Kraków.
• Ting F.T.C., 1977: Origin and spacing of cleats in coal beds. J. Pressure Vessel Technol. Trans. ASME 99, 624-626.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).