Una Superficie de Solución en Espacio Nueve-Dimensional para Optimizar los Efectos de Vibración en el Suelo a Través de Inteligencia Artificial en Voladuras de Minas a Cielo Abierto
Autores: Saubi, Onalethata; Jamisola, Rodrigo S.; Gaopale, Kesalopa; Suglo, Raymond S.; Matsebe, Oduetse
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Una Superficie de Solución en Espacio Nueve-Dimensional para Optimizar los Efectos de Vibración en el Suelo a Través de Inteligencia Artificial en Voladuras de Minas a Cielo Abierto
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Extracción y transformación de minerales
Palabras clave
Superficie de solución
Inteligencia artificial
Vibración del suelo
Operaciones de voladura
Mina de diamantes a cielo abierto
Parámetros de entrada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, modelamos una superficie de solución, con cada punto teniendo nueve componentes utilizando inteligencia artificial (IA), para optimizar los efectos de la vibración del suelo durante las operaciones de voladura en una mina de diamantes a cielo abierto. Este modelo tiene ocho parámetros de entrada que pueden ser ajustados por los ingenieros de voladura para llegar a un valor de salida deseado de vibración del suelo. Se construye utilizando la arquitectura de red neuronal artificial de mejor rendimiento que se ajusta mejor a los datos de voladura de 100 eventos de voladura proporcionados por la mina de diamantes Debswana. Otros algoritmos de IA utilizados para comparar el rendimiento del modelo fueron el vecino más cercano, la máquina de soporte vectorial y el bosque aleatorio, junto con enfoques estadísticos más tradicionales, es decir, análisis multivariantes y de regresión. Los parámetros de entrada fueron carga, separación, longitud de la tapa, profundidad del agujero, diámetro del agujero, distancia desde la cara de voladura hasta el punto de monitoreo, carga máxima por retraso y factor de pólvora. El modelo optimizado permite variaciones en los valores de entrada, dadas las restricciones, de modo que la vibración del suelo de salida esté dentro del valor mínimo aceptable. A través de la optimización no restringida, el valor mínimo de vibración del suelo es de alrededor de 0.1 mm/s, que está dentro del rango de vibración causado por un vehículo que pasa.
Descripción
En este estudio, modelamos una superficie de solución, con cada punto teniendo nueve componentes utilizando inteligencia artificial (IA), para optimizar los efectos de la vibración del suelo durante las operaciones de voladura en una mina de diamantes a cielo abierto. Este modelo tiene ocho parámetros de entrada que pueden ser ajustados por los ingenieros de voladura para llegar a un valor de salida deseado de vibración del suelo. Se construye utilizando la arquitectura de red neuronal artificial de mejor rendimiento que se ajusta mejor a los datos de voladura de 100 eventos de voladura proporcionados por la mina de diamantes Debswana. Otros algoritmos de IA utilizados para comparar el rendimiento del modelo fueron el vecino más cercano, la máquina de soporte vectorial y el bosque aleatorio, junto con enfoques estadísticos más tradicionales, es decir, análisis multivariantes y de regresión. Los parámetros de entrada fueron carga, separación, longitud de la tapa, profundidad del agujero, diámetro del agujero, distancia desde la cara de voladura hasta el punto de monitoreo, carga máxima por retraso y factor de pólvora. El modelo optimizado permite variaciones en los valores de entrada, dadas las restricciones, de modo que la vibración del suelo de salida esté dentro del valor mínimo aceptable. A través de la optimización no restringida, el valor mínimo de vibración del suelo es de alrededor de 0.1 mm/s, que está dentro del rango de vibración causado por un vehículo que pasa.