Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dobór architektury sieci neuronowej wykorzystywanej do opisu zmian wielkości sejsmiczności indukowanej

Bańka P., Cichy T.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 3

11--23

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu ustalenie optymalnej architektury sieci neuronowej wykorzystywanej do prognozy zmian gęstości energii wstrząsów indukowanych prowadzonymi robotami górniczymi. Zbiór wykorzystywany do nauki sieci neuronowej zawierał wartości wskaźników charakteryzujących zmiany energii właściwej odkształcenia sprężystego (szacowane z wykorzystaniem rozwiązania przemieszczeniowego zadania brzegowego przestrzennej teorii sprężystości podanego przez H. Gila), a także informacje o zarejestrowanym poziomie sejsmiczności, charakteryzowanym przez określenie gęstości energii wstrząsów. W trakcie prowadzonych badań przeanalizowano wpływ liczby neuronów w warstwie ukrytej sieci (od 1 do 16) oraz przyjętej charakterystyki neuronu (rozważano następujące funkcje aktywacji: liniową, logistyczną i tangens hiperboliczny) na dokładność opisu zmian sejsmiczności indukowanej przy zastosowaniu odpowiednio wytrenowanej (nauczonej) sieci neuronowej. Sprawdzono także wpływ architektury sieci neuronowej na dokładność prognozy zmian wydatku energetycznego wstrząsów górotworu. Rezultaty obliczeń, wykonanych dla silnie zagrożonego wstrząsami i tąpaniami rejonu robót górniczych prowadzonych w jednej z kopalń węgla kamiennego GZW, potwierdziły możliwość zastosowania sieci neuronowych do szacowania zmian gęstości energii wstrząsów towarzyszących eksploatacji złoża. Stwierdzono także, że wystarczającą dokładność prognozy można uzyskać stosując mało rozbudowaną sieć neuronową, zawierającą w warstwie ukrytej tylko dwa neurony, natomiast jako funkcję aktywacji korzystnie jest przyjąć tangens hiperboliczny.

EN

The article presents results of researches which have been done to define optimal architecture of neural network used to forecast changes in size of seismicity induced by mining works in progress. The set that had been used to learn neural network has included value of indicators that characterize changes of elastic strain energy (estimated with edge task translocation of spatial theory of elasticity given by H. Gil) and information about recorded level of seismicity, described by density of seismic events energy. While doing the research the influence of neurons number in the hidden layer of the network (from 1 to 16) was analyzed and neuron's characteristic (following activation functions have been considered: linear, logistic and hyperbolic tangent) for accuracy in describing induced seismicity changes when appropriately trained neural network is applied. Influence of neural network architecture on exactitude of change forecast of energy expenditure of rock mass shocks has also been checked. Calculation results for the region that is extremely at risk of shocks (region of mining works that are in progress in one of GZW coal mines) have confirmed possibility of using neural networks to estimate changes in size of induced seismicity connected with deposit exploitation. It has been also stated that forecast accuracy can be achieved by using not a very expanded neural network consisted of only two neurons in the hidden layer, however as an activation function it is favorably to use hyperbolic tangent.

2

Energy criterion in assessing the correctness of the stiffness matrix for non-standard finite elements

Pawlak U.

Structure and Environment

|

2017

|

Vol. 9, no. 1

42--55

EN

The paper presents the assessment of the correctness of the stiffness matrix for non-standard finite elements, which are membrane elements with additional, rotational degrees of freedom at a node. When applied to modelling, they make it possible to connect sub-areas with different degrees of freedom. Formulas for a mean value of elastic strain energy of the elements were derived, the values were compared with the density of elastic strain energy in a classical membrane state.

PL

W prezentowanej pracy przeprowadzono ocenę poprawności macierzy sztywności niestandardowych elementów skończonych. Niestandardowe elementy skończone to elementy tarczowe z dodatkowymi rotacyjnymi stopniami swobody w węźle. Zastosowane w modelowaniu umożliwiają połączenie podobszarów o rożnych stopniach swobody. Wyprowadzone zostały wyrażenia na średnią wartość energii sprężystej ww. elementów, które porównano z gęstością energii sprężystej występującej w klasycznym stanie tarczowym.

3

Wykorzystanie sieci neuronowych do prognozy zagrożenia sejsmicznego

Bańka P., Cichy T., Kołodziejczyk P.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 4

1--6

PL

Obserwowany poziom sejsmiczności indukowanej prowadzonymi robotami górniczymi jest w dużym stopniu zależny od występujących warunków geologiczno-górniczych. Warunki te (w szczególności górnicze) mogą być w sposób ilościowy opisywane metodami analitycznymi. Wyniki wcześniejszych prac pozwoliły stwierdzić istnienie zależności korelacyjnych pomiędzy szacowanymi stanami energetycznymi górotworu (zmianami energii właściwej odkształcenia sprężystego) a rejestrowaną liczbą i wydatkiem energetycznym wstrząsów. Opracowano proste modele regresji umożliwiające prognozowanie zmian sejsmiczności towarzyszącej prowadzonym robotom górniczym. W artykule przedstawiono wyniki dalszych badań, których celem było określenie możliwości wykorzystania do prognozy zmian poziomu sejsmiczności indukowanej wybierką złoża sieci neuronowych. Podstawową cechą sieci neuronowych jest zdolność generalizacji, czyli uogólniania wiedzy dla nowych danych, nieznanych wcześniej, niedostępnych w trakcie nauki. Wykazują one odporność na nieciągłości, zaburzenia lub braki w zbiorze uczącym. Zalety sieci neuronowych sprawiają, że są one coraz częściej wykorzystywanym narzędziem do rozwiązywania różnych problemów, m.in. geofizycznych i geomechanicznych. Rezultaty obliczeń wykonanych dla silnie zagrożonego sejsmicznie rejonu robót górniczych prowadzonych w kopalni węgla kamiennego potwierdziły możliwość zastosowania sieci neuronowych do szacowania zmian wielkości sejsmiczności indukowanej towarzyszącej eksploatacji złoża. Odpowiednio wytrenowana (nauczona) sieć neuronowa może być wykorzystywana do oceny poziomu zagrożenia wstrząsami na wybiegach projektowanych robót w tym samym rejonie.

EN

The observed seismicity induced by mining works is largely dependent on the existing geological and mining conditions. These conditions (particularly the mining ones) can be described quantitatively by analytical methods. The results of previous works allowed to find a correlation between the estimated states of rock mass energy (change of energy in the elastic deformation) and the recorded number of tremors and their energy output. Simple regression models enabling prediction of seismic changes due to mining works were developed. In this paper we present the results of further studies, describing the possibility of using neural networks to forecast changes in the level of seismicity induced by deposit excavation. The main feature of neural networks is the ability of generalization, which allows to update the knowledge to new, previously unknown data, which was not available in the learning process. Neural networks show resistance to discontinuity, disorders or deficiencies in the training set. The advantages of neural networks promote their increasingly common use in solving various problems, including geophysical and geomechanical ones. The results of calculations made for a highly seismic region threatened by mining operations, confirmed the possibility of using neural networks to estimate the changes of seismic activity induced by deposit exploitation. Properly trained neural network can be used to assess the level of tremor risk in the planned mining area.

4

Przykład prognozy zagrożenia sejsmicznego z wykorzystaniem szacowanych zmian energii właściwej odkształcenia sprężystego

Bańka P., Cichy T.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 6

23--30

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad możliwością wykorzystania obliczanych zmian energii właściwej odkształcenia sprężystego do opisu obserwowanego poziomu sejsmiczności indukowanej oraz w celu prognozowania jego wielkości na wybiegach projektowanych robót górniczych. Do szacowania zmian energetycznych wykorzystano rozwiązanie przemieszczeniowego zadania brzegowego przestrzennej teorii sprężystości podane przez H.Gila. Poziom sejsmiczności charakteryzowano wyznaczając gęstość energii wstrząsów. Ze względu na skomplikowany charakter badanych związków w prowadzonych badaniach zastosowano metodę analizy regresji. Obliczenia przeprowadzone dla wybranego, silnie zagrożonego sejsmicznie rejonu kopalni GZW pozwoliły stwierdzić istnienie zależności korelacyjnych pomiędzy parametrami charakteryzującymi przebieg procesów energetycznych zachodzących w warstwach skalnych a rejestrowanym poziomem sejsmiczności indukowanej (charakteryzowanym gęstością energii wstrząsów). Opracowany model regresji, po estymacji jego parametrów na podstawie sejsmiczności indukowanej w rozpatrywanym rejonie w trakcie prowadzenia dotychczasowych robót, może być wykorzystany do oceny poziomu sejsmiczności na wybiegach projektowanych robót w tym samym rejonie.

EN

This paper presents the results of studies on the possibility of using calculated specific elastic strain energy changes for the description of the observed level of induced seismicity and for the prediction of seismicity for planned mining works. Energy changes were calculated using the solution of spatial dislocation boundary condition of elastic strain theory given by H. Gil. Level of seismicity was characterized by determining the energy density of tremors. Due to a very complicated nature of the investigated relationship, the regression analysis method was applied in the studies. The calculations carried out for the selected area in Upper Silesian coal mine, subject to strong seismic hazards, demonstrated the presence of correlative dependences between the parameters characterizing the run of energy processes taking place in rock layers and the recorded level of induced seismicity (characterized by the energy density of tremors). The elaborated regression model, after the estimation of its parameters, basing on the induced seismicity in the investigated area during the current works, can be applied for the assessment of seismicity levels along the panel lengths of the planned works in the same area.

5

Wpływ UHS na zmiany energii sprężystej akumulowanej w górotworze nad polem eksploatacji rudy miedzi systemem filarowo-komorowym

Makówka J., Myszkowski J.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 1

67--73

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz zmian zachodzących w warstwach stropowych nad polem eksploatacji rudy miedzi systemem filarowo-komorowym z ugięciem stropu w wyniku zastosowania ukierunkowanego hydroszczelinowania (UHS). Analizie numerycznej poddano zmiany stanu naprężenia i odkształcenia warstw stropowych w modelach numerycznych z symulowanymi zabiegami UHS w stosunku do modeli bez szczelinowania. Przeprowadzono także porównanie rozkładu gęstości energii sprężystej w obu modelach.

EN

This paper presents the results of analyses of changes in the roof strata above the field operation of copper ore with room and pillar system with roof deflection as a result of directed hydrofracturing (pol. ukierunkowane hydroszczelinowanie - UHS). The numerical analysis includes changes in the stress and strain of the roof strata in numerical models of the simulated procedures of UHS compared to the models without fracturing. A comparison of elastic strain energy density distribution in both models was also presented.

6

Wpływ UHS na stan deformacji i naprężeń w górotworze generowanych eksploatacją rudy miedzi systemem filarowo-komorowym

Makówka J., Myszkowski J.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 1

61--66

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac, których celem było określenie wpływu ukierunkowanego hydroszczelinowania skał na zjawiska deformacyjno-naprężeniowe zachodzące w warstwach górotworu nad polem eksploatacji złoża rudy miedzi systemem filarowo-komorowym z ugięciem stropu. Do analiz zastosowano modelowanie numeryczne metodą elementów odrębnych i programu 3DEC. Wykonano model numeryczny oparty na geometrii rzeczywistego oddziału wydobywczego wraz z jego warunkami geologiczno-górniczymi.

EN

This paper presents the results of works to determine the impact of directed hydrofracturing of rocks on the changes of stress and strain occurring in the layers of rock mass above the exploitation field of copper ore deposits mined with the room and pillar system with deflection roof. The analyses were performed with the use of numerical modeling with discrete element method and the code 3DEC. A numerical model based on the actual geometry of the mining panel with its geological and mining conditions was developed.

7

On the separation of elastic strain energy in the general case of anisotropy: a direct approach.

Andrianopoulos N.P., Boulougouris V.C., Iliopoulos A.P.

Archive of Mechanical Engineering

|

2006

|

Vol. LIII, nr 2

153-163

EN

A DIRECT APPROACH to the problem of the separation of elastic strain energy in the case of generally anisotropic materials is described in the present work. It is based on a simple analysis of the strain tensor into a spherical and a deviatoric one. A definition of dilatational and distortional elastic strain densities is introduced, based on the consideration of the geometrical response of a material. Through the generalized Hooke's law, analytic expressions are obtained for the generally anisotropic materials. The present results coincide with the only available in the literature data for anisotropic materials, with cubic symmetry. In addition, an application for transversally isotropic materials is presented.

PL

W pracy przedstawiono PODEJŚCIE BEZPOŚREDNIE do problemu separacji energii odkształceń sprężystych dla ogólnego przypadku materiałów anizotropowych. Podejście jest oparte na prostym rozkładzie tensora odkształceń na tensory sferyczny i skośny. Na podstawie rozważań nad geometrią odpowiedzi materiału wprowadzono definicję gęstości odkształcenia sprężystego, objętościowego i postaciowego. Za pośrednictwem uogólnionego prawa Hooke'a uzyskano wyrażenia analityczne dla materiałów o ogólnej anizotropii. Przedstawione wyniki są zgodne z jedynymi dostępnymi w literaturze danymi dla materiałów o symetrii regularnej. Pokazano ponadto zastosowanie dla przypadku odkształcenia sprężystego materiałów transwersalnie izotropowych.