توصيفگر ها :
ارزيابي پايداري , روشهاي هوشمند , كارگاههاي باز , معدنكاري زيرزميني , كمربالا
چكيده فارسي :
معدنكاري كارگاهباز كه اغلب در روشهاي استخراج از طبقات فرعي، استخراج انبارهاي و كند و آكند مورد استفاده قرار ميگيرد نقش ويژهاي در استخراج زيرزميني ذخاير معدني دارد بهشكلي كه 9% ذخاير فلزي معادن آمريكا از روش استخراج از طبقات فرعي و بهصورت كارگاهباز مورد بهرهبرداري قرار ميگيرند. در اين روش، پايداري كارگاه باز و به طبع آن پايداري كمربالاي كارگاه اهميت فوق العاده اي دارد، زيرا مسئله پايداري نسبت مستقيمي با ايمني كارگران و تجهيزات، جريان سيكل معدنكاري و ترقيق بيش از حد ماده معدني دارد. با وجود اينكه پيشبيني دقيق پايداري كمربالا بسيار دشوار است، اما روشهايي براي پيشبيني پايداري كمربالا از طريق متغيرهاي موثر در آن ارائه شده است. روشهايي كه در حال حاضر بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرند¬ روشهاي تجربي، مدلسازي عددي، طراحي تحليلي، اندازهگيريهاي برجا و نمودار پايداري ماتيوس هستند. با اين حال هنوز چالشهاي قابلتوجهي در پيشبيني پايداري كمربالا وجود دارد، زيرا روشهاي بالا داراي محدوديتهاي متعددي هستند، به عنوان مثال براي به دست آوردن پارامترهاي ورودي مدلسازي عددي به تحليل برگشتي نياز است، در حالي كه دادههاي مناسب اغلب در دسترس نميباشند. كاربرد طراحي تحليلي محدود است، زيرا سادهسازي هميشه در طول كاربرد آن انجام ميشود. اندازهگيري برجا پرهزينه و زمانبر است و به سختي ميتوان نمودار پايداري ماتيوس را به موقعيتهاي جديد تعميم داد. لذا در اين پژوهش با تكيه برپايگاه داده شامل 135 داده از سوابق معدنكاري در كشور استراليا و با بكارگيري روشهاي هوشمند، مدلهاي تجربي جديدي براي ارزيابي و پيشبيني پايداري كمربالا كارگاههايباز زيرزميني توسعه داده شده است.
در اين پاياننامه از الگوريتمهاي هوشمند مبتني بر درخت تصميم مانند الگوريتمهاي درخت رگرسيون و طبقهبندي (CART)، مدل طبقهبندي J48 و مدل درخت لجستيك(LMT) و روشهاي رگرسيوني ازجمله رگرسيون لجستيك(LR) استفاده شد. در توسعه اين مدلها از 90 درصد داده هاي موجود در پايگاه داده به منظور آموزش و 10 درصد باقيمانده براي آزمايش مدل استفاده شده است. نتايج نشان داد مدل توسعه داده شده با استفاده از الگوريتم LMT بهترين عملكرد را در ميان مدلهاي توسعه داده شده دارد،براي اين مدل سطح زيرمنحني مشخصه عملكرد(AUC) برابر با 940/0 و شاخص ارزيابي عملكرد(PI) برابر با 357/4 ميباشد.در اين پژوهش اولويتبندي مدلهاي توسعهداده شده براساس شاخص ارزيابي عملكرد انجام گرفت كه پس از مدل LMT ، مدل J48 عملكرد بهتري نسبت به ساير مدلها داشت،لازم بذكراست در اين پژوهش مدل CART با كسب ميزان PI 260/3 ضعيفترين عملكرد را در بين مدلهاي توسعه داده شده داشت. همچنين لازم به ذكر است تمامي مدل هاي توسعه داده شده از نوع جعبه سفيد بوده كه به راحتي ميتوان از آنها استفاده كرد.
چكيده انگليسي :
Open-stope mining, often employed in methods such as sublevel stoping, cut-and-fill stoping, and shrinkage stoping, plays a crucial role in the underground extraction of mineral reserves. In fact, 9% of the metallic ore reserves in the United States are mined using the sublevel stoping method in open stopes. The stability of the open stope and consequently the stability of the hanging wall are of paramount importance in this method. Stability directly influences worker and equipment safety, mining cycle efficiency, and excessive dilution of the ore. Despite the inherent difficulty in accurately predicting hanging wall stability, various methodologies have been proposed to forecast it based on influential variables. Currently, the most widely used methods include empirical methods, numerical modeling, analytical design, in-situ measurements, and the Mathews stability graph. However, significant challenges remain in predicting hanging wall stability, as these methods come with numerous limitations. For instance, numerical modeling requires back analysis to obtain input parameters, which are often not readily available. The application of analytical design is limited due to the simplifications inherent in its use. In-situ measurements are costly and time-consuming, and the Mathews stability graph is difficult to generalize to new situations. Therefore, this research leverages a database comprising 135 records from mining activities in Australia and employs intelligent methods to develop new empirical models for assessing and predicting the stability of underground open stopes.
In this thesis utilizes intelligent algorithms based on decision trees, such as the classification and regression tree (CART), classification model J48, and logistic model tree (LMT) algorithms, as well as regression methods, including logistic regression (LR). In developing these models, 90% of the available data in the database were used for training and the remaining 10% for testing. The results indicated that the model developed using the LMT algorithm exhibited the best performance among the developed models, for this model Area under the ROC Curve is equal to 0.940 and Performance Index (PI) is equal to 4.357. In this research, the developed models were prioritized based on the performance evaluation index, which after the LMT model, the J48 model performed better than other models.It is also noteworthy that all developed models are of the white-box type, making them easily interpretable and applicable.