CC BY
28
10. Авдеев Б.А., Черный С.Г., Моисеев И.С., Жиленков А.А. Определение интергармоник тока асинхронного двигателя с переменной периодической нагрузкой // Электротехника. 2022. № 6. С. 39-44.
Серебряков Михаил Юрьевич, преподаватель, zhilenkovanton@gmail. com, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет,
Колесова София Васильевна, магистрант, Россия, Санкт-Петердруг, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет,
Зинченко Антон Александрович, инженер, [email protected], Россия, Санкт-Петердруг, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет
DEEP LEARNING WITH REINFORCEMENT IN CONTROLLING MANIPULATIVE ROBOTS M.Yu. Serebryakov, S.V. Kolesova, A.A. Zinchenko
The problems of applying machine learning in the field of robotic manipulation control are among the most important for modern robotics. Currently, the most promising type of learning is deep reinforcement learning, which combines deep learning based on artificial neural networks, and reinforcement learning, looking for an optimal behavior model by interacting with the environment.
Key words: deep learning, machine learning, reinforcement learning, deep reinforcement learning, robotic manipulation control, sample efficiency, generalization.
Serebryakov Mikhail Yuryevich, teacher, [email protected], Russia, Saint Petersburg, Saint Petersburg State Maritime Technical University,
Kolesova Sofia Vasilievna, master, Russia, Saint Petersburg, Saint Petersburg State Maritime Technical University,
Anton Alexandrovich Zinchenko, engineer, [email protected], Russia, Saint Petersburg, Saint Petersburg State Maritime Technical University
УДК 662.215.121
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-9-268-274
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ БВР НА СКОРОСТЬ ДЕТОНАЦИИ ЗАРЯДА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Ал.А. Галимьянов, Д.Е. Герасимов, В.И. Мишнев, Е.Н. Казарина, Анд.А. Галимьянов, К.В. Гевало
При производстве взрывных работ важное значение имеет не только входной контроль взрывчатых материалов при поступлении на предприятие от поставщика, но и проведение измерений скорости детонации заряда в полевых условиях. Скорость детонации заряда взрывчатых веществ, как одна из важнейших его характеристик, влияющих на качество взрыва, зависит от многих факторов, основными из которых являются: качество приготовления взрывчатых веществ и их компонентов, плотность, диаметр и высота столба заряда, параметры промежуточного детонатора и его расположение по длине заряда. Правильный подход с применением соответствующих предварительных измерений, позволит повысить эффективность и безопасность подготовки горной массы к выемке буровзрывным способом. В статье приведена методика проведения измерений скоростей детонации сква-жинного заряда с соответствующими результатами и выводами.
Ключевые слова: измерение скорости детонации заряда, измерительные приборы, конструкция скважинного заряда, временные интервалы, импульсная рефлектометрия.
Скорость распространения детонационной волны - важнейший параметр, определяющий действие взрыва в режиме реального времени. С развитием систем мониторинга взрыва в последнее время стал доступен широкий спектр средств измерений, [1,2] основанных в том числе на методе импульсной рефлектометрии, а также реостатном, контактном и электромагнитном [3] принципах. Измерение скорости детонации (Э) в скважинах помогает сравнивать и оценивать относительные характеристики взрывчатых веществ (ВВ). На скорость детонации смесевых ВВ влияют параметры буровзрывных работ: плотность заряжания ВВ; диаметр и длина заряда; расположение боевиков по колонке заряда и их параметры [4,5], в том числе диаметр и высота промежуточного детонатора. Следует подчеркнуть, что в России и мире объем потребления смесевых ВВ (эмульсии, АС-ДТ), уступающих по устойчивости детонации индивидуальным ВВ [6], превышает 80% от общего объема потребления ВВ [7].
Буровзрывные работы (БВР) на разных горнодобывающих предприятиях ведутся при отличных друг от друга горно-геологических условиях и параметрах БВР. Соответственно, в отсутствие привязки параметров БВР к натурным измерениям D, качество подготовки горной массы к выемке может быть значительно хуже, относительно БВР с предварительным производством измерений D [8]. Проведёнными исследованиями подтверждается расхождение номинальных (указанных заводом изготовителем) значений СД от значений, полученных инструментальными методами в полевых условиях [9-11].
Методы исследований. В целях исследования влияния параметров БВР на скорость детонации ВВ сотрудниками Института горного дела ДВО РАН, при содействии ОАО «Амурвзрывпром» (АВП), 30 июня 2022 года были произведены измерения скоростей детонации трех скважинных зарядов при производстве массового взрыва на карьере ООО «Таежное» 159 км автодороги Хабаровск — Владивосток.
Для измерений скорости детонации скважинного заряда ВВ применялись приборы VoD-305 [12] и ИВИ-4.
Принцип работы VOD-305 основан на методе импульсной рефлектометрии [13], а именно, на эффекте изменения волнового сопротивления при уменьшении длины коаксиального кабеля, посредством непосредственного воздействия на проводник детонационной волны скважинного заряда. Имеется возможность замера скорости детонации заряда сразу нескольких скважинных зарядов на взрывном блоке. Посредством встроенного GPS осуществляется фиксация привязки к местности и времени для возможности дальнейшей идентификации данных измерений D.
Принцип работы прибора ИВИ-4 заключается в измерении временных интервалов между короткими замыканиями датчиков прохождения детонационной волны. Датчики прохождения детонационной волны, установленные по длине колонке заряда ВВ на заданном расстоянии друг от друга, срабатывают на замыкание поочередно, посредством воздействия детонационной волны скважинного заряда. Датчики подключаются через высокочастотные разъемы BNC посредством коаксиального кабеля. В процессе измерения счетчик непрерывно инкрементируется. По сигналам на канальных входах, содержимое счетчика переносится в соответствующий регистр. В данном измерении применялись три датчика прохождения детонационной волны в первой (стартовой) скважине на расстоянии 1,0 м друг от друга.
Параметры БВР взрывного блока: объем взрываемого массива - 8708; удельный расход ВМ - 0,87 кг/м3; группа грунтов по СНИП - 8; коэффициент крепости по проф. Протодьяконову - 7-8; наименование грунтов - андезито-базальты; сетка скважин 3*3 м; длина (глубина) скважин - 8 м и 4м; величина перебура - 0,5 м и 0,4 м; диаметр скважин - 115 мм; расход ВВ на блоке - 7,49 т; ЭВВ - Эму-ласт АС-30ФП ТУ 7276-014-16359200-2004 (диаметр патрона 90 мм); промежуточный детонатор (ПД) -Аммонит 6ЖВ-32 - по 1 кг на первый и второй скважинный заряд соответственно (рис.1), и 2 кг на 3 скважинный заряд. СИ скважинные - Искра-С-500-8/6/4; СИ поверхностные - Искра П-25 мс; заряды в который проводилось измерение D сплошные с одним боевиком; схема монтажа взрывной сети приведена рис. 1; заряды основного блока - рассредоточенные одним инертным (буровым шламом) промежутком, по 1кг ПД Аммонита 6ЖВ на нижнюю и верхнюю часть заряда; скорость детонации заряда Эмула-ста-30ФП в стальной трубе диаметром 60*3 мм составляет 4400-4600 м/с (по паспорту), а критический диаметр в стальной оболочке - 40-50 мм соответственно.
,) с ) о
"1 ( ) о
и ( ) о
i
о с
Вруб
/
Искра П-42 мс
Рис. 1. Схема монтажа взрывной сети: 1-3 -скважинные заряды, в которых производились измерения скоростей детонации, междускважинное замедление 25 мс, внутрискважинное
замедление - 500 мс
Заряд трех скважин (в которых измерялась D),сформирован путем исключения инертного промежутка и верхнего боевика (аммонит 6ЖВ+ИскраС-500), при неизменной массе основного заряда. При этом масса боевика былараспределена по трем скважинам, как было выше описано, а именно по 1кг в первой и второй скважине и 2 кг в третьей скважине, начиная от врубовой (стартовой скважины).
Производство измерений скорости детонации заряда осуществлялось на трех скважинах (рис.2), указанных выше в плане на схеме монтажа (рис.1), в т.ч. в скважине №1 были установлены датчики от ИВИ-4 и коаксиальный кабель от VoD-305. В двух последующих скважинах только коаксиальный кабель от VoD-305.
Рис. 2. Схема монтажа датчиков: 1 - коаксиальный кабель; 2 - забойка; 3 - скважинный заряд;
4 - утяжелитель для опускания кабеля; 5 - прибор УОБ305; 6 - приборИВИ-4; 7 - датчики к ИВИ-4
Для упрощения монтажа датчики от прибора ИВИ-4 опускались в скважину закрепленными к деревянной рейке заданной длины между ними.
Результаты измерений. В результате измерения с применением ИВИ-4 средняя скорость детонации между двумя датчиками считая от забоя скважины, расположенными на расстоянии 1,0 м друг от друга в скважине №1, составила 1,73 км/с (табл.1). Средняя скорость второго временного интервала, считая от дна скважины, не была зафиксирована прибором предположительно по причине одновременного взрывания первых двух скважин с небольшим опережением 2 скважины, вследствие возможного отклонения срабатывания детонаторов скважинной и поверхностной сети.
Для того чтобы проверить фактическое отклонение замедления детонатора от номинального, провели измерение времени задержки скважинного детонатора устройства Искра-С-500, и получили результат - 483767,09 в мкс (рис.3), для перевода в мс полученный результат необходимо разделить на 1000.
Тзадержки= 483767,09 /1000 = 483,7 мс т.е. фактическое отклонение от номинала составило - 16,3 мс.
Таблица 1
Результат замера скорости детонации пробором ИВИ-4_
Параметр Значение
Расстояние между датчиками S, м 1
Интервал ^ мкс 674,34
Скорость детонации Уд, м/с 1482,9
Рис. 3. Фотофиксация времени задержки детонатора Искра-С-500 (483,7 мс) Результаты измерений скорости детонации с применением VoD-305 представлены на
рис. 4-6.
2,5 2
I 1,5
ГО > X
I 1
0,5 0
0,05 0,13 0,2 0,28 0,33 0,42 0,61 0,75 0,88 1,21 1,62 2,13
Время, мс
4500
о
м4000
и,
и 3500
а
н О 3000
н
и
д 2500
Л
н
о 0 2000
р
§ 1500
о
1000
4000
3077
3000
2857
3030
2857
.2295
2133
2045
1653
1358
Длина заряда, м 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 Рис. 4. График скорости детонации заряда скважины №1. Прибор УоБ-305
1080
2,3
4
2 3
I 2 1
0
0,08 0,18 0,29 0,38 0,48 0,54 0,61 0,68 0,74 0,81 0,9 0,95
Время, мс
3800 ^ 3700 ии3600
а а
§3500
н
и
д3400
н
£3300 о,
Я 3200
3100
Рис. 5. График скорости детонации заряда скважины №2. Прибор УоБ-305
3,5
Время, мс
Рис. 6. График скорости детонации заряда скважины №3. Прибор УоБ-305
Результаты измерений. По факту измерений получены следующие результаты средних скоростей детонации (табл. 2).
Таблица 2
Сводные данные по результатам измерений 30.06.22___
Параметр Ед. изм. Прибор Скв.1 Скв.2 Скв.3
Средняя скорость детонации м/с ИВИ-4 1482,9
Среднее значение скорости детонации на начальном отрезке скважины равном 1,0 м м/с УоБ-305 1505,0
Среднее значение скорости детонации м/с УоБ-305 2449 3448 4219
Выводы. На основании проведения измерений скоростей детонации (рис. 4-6, табл. 2) сделаны следующие выводы:
1. Данные средних значений скоростей детонации на начальном отрезке (1,0 метр) заряда первой скважины (табл. 2), измеренные разными приборами (ИВИ-4 и VoD-305) совпадают, что говорит о высокой точности измерений приборов;
2. Зафиксировано отклонение времени задержки срабатывания детонатора СИ Искра-500-СНа от номинального на 16,3 мс. Соответствующее отклонение времени задержки детонатора при скважин-ном замедлении 500 мс и междускважинным замедлении - 25 мс может привести к нарушению порядка взрывания скважин и повлиять на снижение качества взорванной горной массы;
3. Фактически прибор ИВИ-4 зафиксировал временной интервал между первым и вторым датчиком, а второй интервал между вторым и третьим датчиком был не зафиксирован. Возможной причиной является повреждение измерительного кабеля, вследствие неконтролируемой величины погрешно-
сти замедления внутрискважинных детонаторов первой и второй скважин, что подтверждается зафиксированным отклонением (рис. 3) времени задержки срабатывания детонатора, при номинальном между скважинном замедлении 25 мс;
4. Скорость детонации третьего скважинного заряда выше и более устойчива, относительно первого и второго скважинного заряда, вследствие, увеличенной в два раза массы и высоты промежуточного детонатора из аммонита 6 - ЖВ, что подтверждает теорию об изменении D посредством изменения величины начального импульса промежуточного детонатора и длины ПД.
5. Проведенные измерения подтверждают актуальность систематических и более обширных измерений для определения рациональных параметров БВР в конкретных горно-геологических условиях.
Исследования проводились с использованием ресурсов Центра коллективного пользования научным оборудованием «Центр обработки и хранения научных данных Дальневосточного отделения Российской академии наук», финансируемого Российской Федерацией в лице Министерства науки и высшего образования РФ по проекту № 075-15-2021-663.
Список литературы:
1. Mesec Josip, Zganec Stjepan, Kovac Ivan: In-hole velocity of detonation (VOD) measurements as a framework for the selection type of explosive // International Journal of Mining Science and Technology. Volume 25, Issue 4. July 2015. P. 675-680. DOI: 10.1016/j.ijmst.2015.05.024.
2. Кутуев В.А., Меньшиков П.В., Жариков С.Н. Анализ методов исследования детонационных процессов ВВ // Проблемы недропользования. 2016. №4. С. 78-87.
3. Seo M., Rutter B., Johnson C.E., Torrance A., Cavanough G. Innovative method to measure velocity of detonation by electromagnetic pulse (EMP) // Helsinki Conference Proceedings. 2019. P. 263-273.
4. Горинов С.А. Научно-технические основы и технологии обеспечения устойчивой детонации эмульсионных взрывчатых веществ в скважинных зарядах. Диссертация доктора технических наук. -Екатеринбург: Институт горного дела Уральского отделения РАН, 2018. 299 с.
5. Zhendong Leng, Jinshan Sun, Wenbo Lu, Xianqi Xie, Yongsheng Jia, Guisong Zhou, Ming Chen: Mechanism of the in-hole detonation wave interactions in dual initiation with electronic detonators in bench blasting operation // Computers and Geotechnics. Volume 129, January 2021. DOI: 10.1016/j.compgeo.2020.103873.
6. Шведов К.К., Анисимов В.Н. Концепция и реальные пути создания промышленных взрывчатых веществ для качественного дробления горных пород // Горная промышленность. 2008. №1. С. 26.
7. Соснин В.А., Межерицкий С.Э., Печенер Ю.Г. Состояние и перспективы развития промышленных взрывчатых веществ в России и за рубежом // Горная промышленность. 2017. №5. С. 60-64.
8. Добрынин И.А. Результаты измерения скорости детонации в скважинных зарядах в условиях горных предприятий // Безопасность труда в промышленности. 2008. №6. С. 42-46.
9. EugieKabwe: Velocity of detonation measurement and fragmentation analysis to evaluate blasting efficacy // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, Volume 10, Issue 3, June 2018. P. 523533. DOI: 10.1016/j.jrmge.2017.12.003.
10. Daniel Ainalis, Olivier Kaufmann, Jean-Pierre Tshibangu, Olivier Verlinden, Georges Kouroussis. Modelling the Source of Blasting for the Numerical Simulation of Blast-Induced Ground Vibrations // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2017. P. 171-193.
11. Vineeth Balakrishnan, Manoj Pradhan, P.Y. Dhekne. Field investigation in the detonation behavior of emulsion explosive column induced with air gaps // Mining Science. 2019. Vol. 26. P. 55-68.
12. Сайт SHOTTRACK [Электронный ресурс] URL: www.shottrack.com.au/product/shottrack-vod-305 (дата обращения: 10.05.2022).
13. Дьяконов В.П. Рефлектометрия и импульсные рефлектометры // Компоненты и технологии. 2012. №1. С. 164-172.
Галимьянов Алексей Алмазович, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, руководитель сектора, [email protected], Россия, Хабаровск, Институт горного дела ДВО РАН,
Герасимов Дмитрий Евгеньевич, генеральный директор, [email protected], Россия, Хабаровск, ОАО «Амурвзрывпром»,
Мишнев Владимир Игоревич, инженер, [email protected], Россия, Хабаровск, Института горного дела ХФИЦ ДВО РАН,
Казарина Елизавета Николаевна, инженер, kazarinaen@mail. ru, Россия, Хабаровск, Институт горного дела ДВО РАН,
Галимьянов Андрей Алмазович, ведущий инженер, [email protected], Россия, Хабаровск, Институт горного дела ДВО РАН
Гевало Кирилл Васильевич, инженер, [email protected], Россия, Хабаровск, Институт горного дела ДВО РАН
INFLUENCE OF BVR PARAMETERS ON THE DETONA TION VELOCITY CHARGE OF EXPLOSIVES A.A. Galimyanov, D.E. Gerasimov, V.I. Mishnev, E.N. Kazarina, A.A. Galimyanov, K.V. Gevalo
During the production of explosive works, it is important not only to control the input of explosive materials when they arrive at the enterprise from the supplier, but also to measure the detonation rate of the charge in the field. The detonation rate of the explosive charge, as one of its most important characteristics affecting the quality of the explosion, depends on many factors, the main of which are: the quality ofpreparation of explosives and their components, the density, diameter and height of the charge column, the parameters of the intermediate detonator and its location along the length of the charge. The correct approach with the use of appropriate preliminary measurements will increase the efficiency and safety of preparing the rock mass for drilling and blasting. The article presents a methodology for measuring the detonation rates of a borehole charge with the corresponding results and conclusions.
Key words: charge detonation velocity measurement, measuring instruments, downhole charge design, time intervals, pulse reflectometry.
Galimyanov Aleksey Almazovich, candidate of technical sciences, leading researcher, head of the sector, [email protected], Russia, Khabarovsk, Institute of Mining, FEB RAS,
Gerasimov Dmitriy Evgenievich, general director, amur_vzriv_prom@mail. ru, Russia, Khabarovsk, JSC «Amurvzryvprom»,
Mishnev Vladimir Igorevich, engineer, [email protected], Russia, Khabarovsk, Institute of Mining, KHFIC FEB RAS,
Kazarina Elizaveta Nikolaevna, engineer, [email protected], Russia, Khabarovsk, Institute of Mining, FEB RAS,
Galimyanov Andrey Almazovich, lead engineer, [email protected], Russia, Khabarovsk, Institute of Mining, FEB RAS,
Gevalo Kirill Vasilevich, engineer, [email protected], Russia, Khabarovsk, Institute of Mining,
FEB RAS
УДК 330.4
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-9-274-277
МЕТОД СМЕШАННОГО ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНОЙ РЕГРЕССИИ ДЛЯ ДАННЫХ С ИНТЕРВАЛЬНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬЮ
С.И. Носков
В работе описано применение метода смешанного оценивания параметров линейной регрессионной модели для данных с интервальной неопределенностью. Отличительным свойством этого метода является то, что при разбиении исходной выборки данных на две непересекающиеся подвыборки на одной из них он «работает» как метод наименьших модулей, а на другой - как метод антиробастного оценивания. Рассмотрены случаи интервального задания информации либо для зависимой переменной, либо для независимых факторов, либо для всей выборки. Показано, что интервальная модификация метода смешанного оценивания параметров линейной регрессии сводится к задачам линейного или линей-но-булевого программирования приемлемой размерности.
Ключевые слова: линейная регрессия, метод смешанного оценивания параметров, интервальные данные, задачи линейного и линейно-булевого программирования.
Нередко при построении математических моделей регрессионного типа различных объектов исследователям приходится сталкиваться с различного рода неопределенностью в обрабатываемой информации. Так, в работе [1] регрессионный анализ для подобной ситуации применяется при прогнозировании функции плотности вероятности ветра и солнечной энергии. В статье [2] отмечается, что в классической статистике наблюдения часто предполагаются как однозначные данные. Недавние научные исследования показывают, что этого предположения недостаточно, поскольку данные все чаще
274
