Artificial Intelligence Tool for Prediction of Mine Tailings Dam Slope Stability

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 82

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JMAE-16-1_008

تاریخ نمایه سازی: 11 آذر 1403

چکیده مقاله:

Failure of tailings dams is a major issue in the mining industry as it critically impacts the environment and life. A major cause of the failure of tailings dams is the unplanned depositing of tailings and the increase in saturation due to rainfall events. This study using numerical modelling and artificial intelligence techniques (like MLR, SVR, DT, RF, and XGB) aims to predict the slope stability of tailings dams to avoid failure. The stability of tailings dams is analysed using the finite difference method (FDM), which computes the factor of safety (FoS) using the shear strength reduction (SSR) technique. This investigation mainly focuses on the geotechnical and geometric parameters of the tailings dam, such as density, cohesion, friction angle, saturation, embankment height, slope angle and haul road width. Results of numerical modelling have been used for developing ML models and predicting slope stability. The efficiency of ML models was analysed based on the R۲ and root mean square error (RMSE), mean squared errors (MSE), and mean absolute error (MAE). The XGB algorithm proved to be the most effective as it gave the highest accuracy and lowest RMSE value compared to other ML models. AI tool was developed based on the ML model results for dam slope stability prediction. The developed AI tool will help understand the role of saturation and geometry parameters in embankment stability at the initial level of investigation.

نویسندگان

Kapoor Chand

Department of Mining Engineering, Indian Institute of Technology (Indian School of Mines), Dhanbad ۸۲۶۰۰۴, Jharkhand, India

Ved Kumar

Department of Mining Engineering, Indian Institute of Technology (Indian School of Mines), Dhanbad ۸۲۶۰۰۴, Jharkhand, India

Priyanshu Raj

Department of Mining Engineering, Indian Institute of Technology (Indian School of Mines), Dhanbad ۸۲۶۰۰۴, Jharkhand, India

Nikita Sharma

Department of Mining Engineering, Indian Institute of Technology (Indian School of Mines), Dhanbad ۸۲۶۰۰۴, Jharkhand, India

Amit Mankar

Department of Mining Engineering, Indian Institute of Technology (Indian School of Mines), Dhanbad ۸۲۶۰۰۴, Jharkhand, India

Radhakanta Koner

Department of Mining Engineering, Indian Institute of Technology (Indian School of Mines), Dhanbad ۸۲۶۰۰۴, Jharkhand, India

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • . Wang, K., Yang, P., Yu, G., Yang, C., & ...
  • . Azam, S., & Li, Q. (۲۰۱۰). Tailings dam failures: ...
  • . Kossoff, D., Dubbin, W. E., Alfredsson, M., Edwards, S. ...
  • . Islam, K., & Murakami, S. (۲۰۲۱). Global-scale impact analysis ...
  • . Zhang, C., Chai, J., Cao, J., Xu, Z., Qin, ...
  • . Xu, B., & Wang, Y. (۲۰۱۵). Stability analysis of ...
  • . Ozcan, N. T., Ulusay, R., & Isik, N. S. ...
  • . Alsharedah, Y. A., El Naggar, M. H., & Ahmed, ...
  • . Ledesma, O., Sfriso, A., & Manzanal, D. (۲۰۲۲). Procedure ...
  • . Van Niekerk, H. J., & Viljoen, M. J. (۲۰۰۵). ...
  • . Sadrekarimi, A., & Riveros, G. A. (۲۰۲۰). Static liquefaction ...
  • . Mayne, P., & Sharp, J. (۲۰۲۱). Screening for flow ...
  • . Cambridge, M., & Shaw, D. (۲۰۱۹). Preliminary reflections on ...
  • . Sitharam, T. G., & Hegde, A. (۲۰۱۷). Stability analysis ...
  • . Pacheco, F., Hermosilla, G., Piña, O., Villavicencio, G., Allende-Cid, ...
  • . Lyu, Z., Chai, J., Xu, Z., Qin, Y., & ...
  • . Chakraborty, D., & Choudhury, D. (۲۰۰۹). Investigation of the ...
  • . Singh, R., Umrao, R. K., & Singh, T. N. ...
  • . Latha, G. M., & Garaga, A. (۲۰۱۰). Seismic stability ...
  • . Rai, R., Kalita, S., Gupta, T., & K Shrivastva, ...
  • . Koner, R. (۲۰۲۱). Estimation of optimum geometric configuration of ...
  • . Chand, K., & Koner, R. (۲۰۲۴). Failure zone identification ...
  • . Koner, R., & Chakravarty, D. (۲۰۱۶). Numerical analysis of ...
  • . Lin, S., Zheng, H., Han, C., Han, B., & ...
  • . Santos, A. E. M., Lana, M. S., & Pereira, ...
  • . Yilmaz, I., & Yuksek, A. G. (۲۰۰۸). An example ...
  • . Tabrizi, S. S., & Sancar, N. (۲۰۱۷). Prediction of ...
  • . Khademi, F., Jamal, S. M., Deshpande, N., & Londhe, ...
  • . Erzin, Y., & Cetin, T. (۲۰۱۳). The prediction of ...
  • . Pradhan, B. (۲۰۱۰). Landslide susceptibility mapping of a catchment ...
  • . Pradhan, B. (۲۰۱۰). Remote sensing and GIS-based landslide hazard ...
  • . Moayedi, H., Tien Bui, D., Kalantar, B., & Kok ...
  • . Kheir, R. B., Greve, M. H., Abdallah, C., & ...
  • . Tien Bui, D., Pradhan, B., Lofman, O., & Revhaug, ...
  • . Pradhan, B. (۲۰۱۳). A comparative study on the predictive ...
  • . Paudel, U., Oguchi, T., & Hayakawa, Y. (۲۰۱۶). Multi-resolution ...
  • . Xie, H., Dong, J., Deng, Y., & Dai, Y. ...
  • . Breiman, L. (۲۰۰۱). Random forests. Machine learning, ۴۵, ۵-۳۲ ...
  • . Zhou, J., Li, X., & Shi, X. (۲۰۱۲). Long-term ...
  • . Piryonesi, S. M., & El-Diraby, T. E. (۲۰۲۰). Role ...
  • . Drucker, H., Burges, C. J., Kaufman, L., Smola, A., ...
  • . Vapnik, V., Golowich, S., & Smola, A. (۱۹۹۶). Support ...
  • . Cortes, C., & Vapnik, V. (۱۹۹۵). Support-vector networks. Machine ...
  • . Yahyaoui, N., Neji, M., Kallel, M., Wali, A., & ...
  • . Pedregosa, F. (۲۰۱۱). Scikit‐learn: Machine learning in python Fabian. ...
  • . Bentéjac, C., Csörgő, A., & Martínez-Muñoz, G. (۲۰۲۱). A ...
  • . Sheridan, R. P., Wang, W. M., Liaw, A., Ma, ...
  • . Chen, T., & Guestrin, C. (۲۰۱۶, August). Xgboost: A ...
  • . Zhou, J., Li, E., Yang, S., Wang, M., Shi, ...
  • . Dehghan, S., Sattari, G. H., Chelgani, S. C., & ...
  • . Monjezi, M., Hasanipanah, M., & Khandelwal, M. (۲۰۱۳). Evaluation ...
  • . Ebrahimi, E., Monjezi, M., Khalesi, M. R., & Armaghani, ...
  • . Akinwekomi, A. D., & Lawal, A. I. (۲۰۲۱). Neural ...
  • . Aladejare, A. E., Ozoji, T., Lawal, A. I., & ...
  • نمایش کامل مراجع