Assessment of mine slopes stability conditions using a decision tree approach

Abstract

A avaliação contínua da estabilidade de taludes é importante para o projeto e a operação de minas a céu aberto. Este artigo tem como objetivo apresentar uma ferramenta para avaliar as condições de estabilidade de taludes rochosos na mineração, com base em um banco de dados geotécnico global, usando técnicas de aprendizado de máquina. Diferentes modelos são avaliados nesta pesquisa: o modelo geral, que utiliza todas as variáveis; o modelo matemático, que utiliza apenas variáveis ​​selecionadas pela floresta aleatória (out-of-bag); e dois modelos baseados em especialistas: o modelo Q-Slope e o modelo Santos. A validação do modelo foi feita por meio da amostra de teste, usando matrizes de confusão de partição visando à reprodutibilidade dos resultados. Um estudo dos tipos de erros foi realizado usando Análise de Componentes Principais (ACP). O estudo dos erros permitiu a identificação de amostras que eram inconsistentes com as demais. Posteriormente, os modelos foram refeitos e comparados com os anteriores. Os melhores desempenhos são apresentados e discutidos. A metodologia proposta não substitui a análise clássica de estabilidade de taludes. Ao contrário, ela contribui para engenheiros e geólogos com uma ferramenta para monitorar as condições de estabilidade de taludes em uma operação de mineração. A análise de estabilidade de taludes deve ser realizada durante toda a vida útil da mina e, portanto, acredita-se que a ferramenta aqui proposta pode otimizar a seleção de taludes mais suscetíveis à instabilidade.