Predição do coeficiente de estabilidade de abertura

Aug 02, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12017 (2023) Citar este artigo

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A mineração de minas a céu aberto é generalizada na China e há muitos casos de acidentes com deslizamentos de terra. Portanto, o problema da estabilidade de taludes é destacado. A estabilidade do talude é um fator que afeta diretamente a eficiência da lavra e a segurança de todo o processo de lavra. De acordo com as estatísticas, há 15% de probabilidade de encontrar risco de deslizamento de terra nas minas de grande escala da China. E devido à expansão da escala de mineração do empreendimento, o problema da estabilidade de taludes tornou-se cada vez mais evidente, o que se tornou um assunto importante no estudo da engenharia de minas a céu aberto. A fim de prever melhor o coeficiente de estabilidade de taludes, este estudo utiliza uma mina na China como caso para discutir profundamente a precisão de diferentes algoritmos no cálculo de estabilidade e, em seguida, utiliza um algoritmo de aprendizagem profunda para estudar a estabilidade sob condições de chuva. A mudança do coeficiente e a mudança do coeficiente de estabilidade antes e depois do tratamento do talude são estudadas experimentalmente com o deslocamento do ponto de monitoramento. O resultado mostra que o coeficiente de segurança calculado pelo algoritmo deste artigo é cerca de 7% inferior ao do algoritmo tradicional. Na análise de estabilidade de taludes antes do tratamento, o fator de segurança calculado pelo algoritmo deste artigo é 1,086, e o algoritmo deste artigo está mais próximo da realidade. Na análise de estabilidade do talude após o tratamento, o fator de segurança calculado pelo algoritmo deste artigo é 1,227, e o fator de estabilidade atende aos requisitos da especificação. Também mostra que o algoritmo de aprendizagem profunda melhora efetivamente a eficiência da previsão do fator de estabilidade de taludes e melhora a segurança durante o desenvolvimento do projeto.

Durante a escavação de minas a céu aberto, resultará na formação de encostas laterais altamente íngremes. Desta forma, o estado de equilíbrio original do terreno é destruído, e o maciço rochoso também será deslocado devido à força, o que torna o talude especialmente fácil de perder a sua estabilidade. A estabilidade do talude de uma mina a céu aberto pode afetar diretamente a segurança da fonte da mina, bem como os benefícios econômicos da fonte da mina. Na verdade, quanto maior for a estabilidade do talude, melhor. Deverá seguir os princípios de economia e segurança e determinar um ângulo de inclinação razoável. Se a estabilidade for demasiado elevada, aumentará a extracção da fonte da mina, reduzindo assim os benefícios económicos da mina. Se a estabilidade for muito baixa, a encosta ficará instável e será necessário reforço adicional da encosta, o que não só afeta a produção, mas também aumenta o custo. Somente obtendo um fator de estabilidade econômico e seguro a segurança de todo o projeto pode ser garantida, a eficiência de produção pode ser garantida e os custos podem ser economizados. Embora a tecnologia de seleção de minas também seja otimizada com o progresso da sociedade, é sempre uma indústria de alto risco, e a questão da segurança do coeficiente de estabilidade durante o processo de escavação também é um problema que os estudiosos têm discutido. De modo geral, quando a estabilidade de um talude é controlada pela mesma superfície de deslizamento inclinada, a influência da altura do talude na sua estabilidade é maior do que a do gradiente do talude. Portanto, o autor tenta estudar o problema de previsão do coeficiente de estabilidade de taludes de minas a céu aberto sob a perspectiva do algoritmo de aprendizagem profunda de inteligência artificial, na esperança de obter um efeito ideal.

Com a implementação da política de desenvolvimento de minas do país, cada vez mais estudiosos têm prestado atenção às questões de segurança no processo de desenvolvimento e têm feito muitas pesquisas sobre a estabilidade de taludes a céu aberto. Entre eles, Zhu, et al. usaram o método de simulação numérica para estudar a influência das fraturas hidráulicas na estabilidade do talude do fraturamento de poços de metano em leito de carvão a céu aberto1. Mas o algoritmo que ele adotou neste artigo não é muito adequado para o cálculo do ângulo de mineração. Antes disso, Besimbaeva, et al. avaliaram a estabilidade do talude da mina de barita a céu aberto localizada na província de mineração oriental de Anjing e estudaram as características de resistência do maciço rochoso usando dois métodos2. Mas o sistema de avaliação aplicado neste artigo não é muito abrangente. Mais tarde, Kang, et al. conduziu uma avaliação de estabilidade de taludes para a mina de ouro e analisou sua avaliação probabilística e sensibilidade3. Porém, ele não discutiu com mais detalhes o método de classificação por escala adotado no artigo. Christian introduziu a avaliação da estabilidade de um talude em degrau em uma mina a céu aberto no Peru e obteve a função de densidade de probabilidade dos parâmetros do plano estrutural4. Mas os experimentos que ele conduziu no artigo não levaram em consideração possíveis fatores.