پیش بینی خردایش حاصل از انفجار های معدنی با استفاده از شبکه های عصبی و رگرسیون خطی چندگانه (مطالعه موردی معدن سنگ آهن گل گهر) – معدن

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی معدن
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:176
قالب بندی:word ,pdf

نحوه خرید

پیش بینی خردایش حاصل از انفجار های معدنی با استفاده از شبکه های عصبی و رگرسیون خطی چندگانه (مطالعه موردی معدن سنگ آهن گل گهر) – معدن

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب
چكيده ……………………………1
مقدمه …………………………. 3
فصل اول
عوامل و پارامتر يها قابل كنترل در انفجارهاي معادن
1-1مقدمه……………………………. 7
– 1-2پارامترهاي قابل كنترل انفجار …………………….. 7
– 1-2-1قطر چال………………………. 7
– 1-2-2ضخامت بارسنگ ……………………….. 8
– 1-2-3فاصله يفيرد ها چال ……………………. 9
– 1-2-4ارتفاع پله…………………………10
– 1-2-5اضافه حفاري………………………..11
– 1-2-6گل گذاري ………………………….11
يش – 1-2-7ب چال………………………..11
– 1-2-9خرج ژهيو ………………………..12
– 10- 1-2حفار ژهيو ي ……………………….13
فصل دوم
روابط تجرب يپ ي ش ينيب خردايش ناش از ي انفجارهاي معدني
– 2-1پارامتر م يها بر وثر خردايش…………………….18
– 2-1-1نيزم طيشرا ساخت منطقه انفجاري …………………….18
– 2-1-2حفار ژهيو ي …………………………18
– 2-1-3خرج ژهيو ………………………..19
– 2-1-4الگوي حفاري ………………………19
– 2-1-5الگوي انفجاري …………………………19
يش – 2-1-6ب چال………………………..19
– 2-1-7انحراف چال…………………………19
– 2-1-8ابعاد منطقه انفجاري ………………………..20
– 2-2رابطه ير يها اض يپ ي ش ينيب خردايش انفجار…………………20
– 2-2-1لارسون …………………………..21
– 2-2-2فرنكل ……………………….21و
22………………………… هنسن2-2-3-
– 2-2-4يراك شف ………………………..23
– 2-2-5لوپز نويجم ………………………24
25………………………….. 2-2-6- يليل
– 2-2-7گاپتا يد و گران………………………26
– 2-2-8كاز- رام………………………….27
– 2-2-8-1معادله كازنتسوف………………………27
– 2-2-8-2منحن نيرز ي – راملر……………………….28
ريتأث – 2-2-8-3طرح آتشكار رو ي ي شاخص يكنوا يخت ………………..29
– 2-2-9مدل اصلاح شده كاز- رام…………………..30
فصل سوم
آشنا با يي معدن سنگ آهن گل گهر
– 3-1آشنايي……………………………33
– 3-2تاريخچة عمليات اكتشافي و بهره برداري معدن ………………….34
– 3-3دسته بندي مواد معدني ………………………..37
– 3-3-1مگنتيت پاييني……………………….37
– 3-3-2زون اكسيده………………………….38
– 3-3-3مگنتيت بالايي ……………………..39
فصل چهارم
شبكه يها عصبي مصنوعي
– 4-1مقدمه ………………………..40
– 4-2شبكه هاي عصبي بيولوژيكي…………………….42
– 4-2-1نرون هاي فيزيكي ) بيولوژيكي ( ……………………42
– 4-2-1-1سلول هاي عصبي ……………………….42
– 4-2-1-2فعاليت سيناپسي……………………..43
– 4-3تلاشهاي تاريخي……………………….44
– 4-3-1پرسپترون وما قبل آن ………………………44
– 4-3-2بعد از پرسپترون…………………………45
– 4-3-3نسل سوم شبكه هاي عصبي مصنوعي …………………..46
– 4-3-4شبكه هاي عصبي مصنوعي …………………..46
– 4-4-1ساختارهاي محاسباتي ……………………..46ز
– 4-4-2تعريف شبكه هاي عصبي……………………..47
– 4-4-3مفاهيم اساسي شبكه هاي عصبي …………………….47
– 4-5مدلسازي…………………………49
– 4-6مدل پايه نرون ………………………49
– 4-7آموزش ويادگيري شبكه هاي عصبي مصنوعي…………………..52
– 4-7-1آموزش با نظارت……………………….53
– 4-7-2آموزش بدون نظارت………………………54
– 4-7-3آموزش تقويت يافته ……………………….54
– 4-7-4آموزش رقابتي………………………54
– 4-8ويژگي هاي شبكه هاي عصبي مصنوعي…………………..54
– 4-9ساختار شبكه هاي عصبي مصنوعي……………………..55
– 4-9-1مدل كردن شبكه هاي عصبي مصنوعي ………………..56
– 10- 4پرسپترون …………………………..57
– 11- 4پرسپترون چند لايه……………………….58
– 12- 4الگوريتم يادگيري پس از انتشار………………….59
– 13- 4تعميم……………………………60
فصل پنجم
يها ليتحل آماري چند رهيمتغ
– 5-1مقدمه ………………………..62
– 5-2سازمان داده ها ………………………….62
– 5-2-1ها هيآرا …………………………..62
– 5-3آمار توص يفي ……………………….62
– 5-4روابط خط دو نيب ي ريمتغ ……………………..64
– 5-5مدل رگرسيون خط مستق مي ………………………65
– 5-6برآورد يها β0, β1در روش ماتر سي ي …………………..67
– 5-7رگرسيون خطي چندگانه……………………..69
– 5-8مدل يچيپ يها تر ده ………………………..72
– 5-8-1مدل يها خطي چند جمله يچيپ و يا تر ده ………………..73
– 5-8-2مدل ريغ يها خطي كه ذاتاً خطي هستند …………………..74
– 5-8-2-1مدل ضربي……………………….75
– 5-8-2-2مدل نمايي………………………..75
– 5-8-2-3مدل معكوس…………………………75
– 5-8-2-4مدل نما تر دهيچيپ يي ……………………….76
– 5-9الگوي رگرسي ريغ ون خطي ………………………76
فصل ششم
روش يها دانه بندي سنگ بعد از انفجار
– 6-1مقدمه ………………………..79
– 6-2تعريف اندازه ذره………………………79
– 6-3روش هاي دانهبندي سنگ پس از انفجار………………….80
– 6-3-1آناليزهاي ديداري كيفي: ……………………..80
– 6-3-2روش عكاسي: ………………………81
– 6-3-3روش فتوگرافي: ………………………..82
– 6-6مراحل انجام آناليز تصويري ] [87………………….. 32
– 6-6-1نمونه گيري: …………………………88
– 6-6-2استراتژي نمونه گيري:……………………88
– 6-6-3گرفتن تصاوير: ……………………..89
– 6-6-3-1كيفيت عكس…………………………90
الف – رزولوشن :………………………….90
ج – و گرد غبار :…………………………..91
– 6-6-3-2مقياس تصاوير……………………….91
الف – آناليز تصاوير منفرد :………………………92
ب – آناليز تصاوير چندگانه:…………………….92
ج – آناليز تصاوير چندگانه:……………………..93
– 6-6-4فرآيند آناليز تصويري……………………..93
– 6-7خطاي پرسپكتيو………………………..94
94………………… 37[ ] Fusion و خطايDisintegration خطاي6-7-1-
– 2-8روش كار ……………………….96
الف- استراتژي نمونهگيري :…………………….96
ب – كجي عكس: ………………………..96
ج – جدايش توده : ……………………….97
د – تعداد تصاوير: …………………………97
ه– تعداد در ها بلوك تصو :ير ………………………..97
و – رزولوشن ذرات :ريز …………………………98
ز – محل مناسب مقياس:……………………..98ط
ح – تهية برچسب مناسب براي تصاوير :98…………………….. 3
ط – نگهداري: …………………………99
– 6-9مقايسة روش هاي آناليز تصويري و آناليز سرندي………………99
– 6-9-1آناليز سرندي ………………………100
– 6-9-2تفاوتهاي روش آناليز تصويري و آناليز سرندي …………………100
– 10- 6مزاياي روش آناليز تصويري ……………………..101
– 11- 6معايب روش آناليز تصويري………………………102
– 12- 6نرم افزارهاي آناليز تصويري………………………103
104………………………Goldsize نرم افزار13- 6-
فصل هفتم
يپش بینی خردايش ناش از ي انفجار در معدن گل با گهر استفاده از شبكه عصب و ي رگرسي ها ون
– 7-1محاسبه الگوي انفجار با استفاده از شبكه يها عصبي ……………..108
هيته – 2-7اطلاعات جهت مدلسازي……………………..108
– 3-7انفجارهاي انجام شده ………………………..108
– 7-3بدست آوردن رابطه يا تجرب برا ي نييتع ي خردايش در معدن گل با گهر استفاده از رگرسيون……….124
فصل هشتم
نتیجه گیری و پیشنهادات
منابع و مراجع…………………….15

چكيده
يكي از اساسي ترين مراحل استخراج معدن عمليات چالزني و انفجار مي باشد. براي انجام يك انفجار مناسب، در مرحله اول بايد عوامل تاثير گذار نظير خصوصيات سنگ، پارامتر هاي مربوط به ماده منفجره و مشخصات هندسي شبكه انفجار تعيين گردند و سپس الگوي انفجار بهينه بر مبناي اين عوامل محاسبه شود. خردايش ناشي از انفجار در معادن يكي از موارد و مسائل مهم در عمليات معدنكاري به شمار مي رود كه در صورت اجراي كم نقص و صحيح انفجار ها، اثرات مثبت اين عمليات به بخش هاي ديگر معدنكاري از جمله ترابري و سنگ شكني كشيده مي شود. به همين سبب جهت بهينه سازي عمليات انفجاري براي بهبود خردايش در معادن اقدامات گسترده اي صورت گرفته كه تا حد زيادي به بهبود اين مهم انجاميده است. تا كنون بخش گسترده اي از اين اقدامات و تحقيقات به صورت تجربي صورت پذيرفته است كه در آنها فرد محقق با تعداد آزمايشات اندكي مورد بررسي قرار مي داده و اقدام به نتيجه گيري مي نمود. اما امروزه با رونق گيري علوم جديد و دخول آنها به بخش هاي مختلف مهندسي معدن اين آزمايشات جلوه ديگري يافته است. كه از آن جمله تعدد آزمايشات مورد بررسي كه بزرگترين مزيت مي باشد را مي توان نام برد. از اين جمله موارد مي توان به تصميم گيري هاي چند متغيره مانند DEA ، TOPSIS ، AHPو غيره، شبكه هاي عصبي، منطق فازي، الگوريتم ژنتيك و تحليل هاي آماري اشاره نمود؛ كه به تازگي با استفاده از آنها اقدامات مربوط به بهينه سازي انفجار هاي معدني آغاز گرديده است. در اين تحقيق ابتدا با استفاده از شبكه هاي عصبي مصنوعي، مدلي مبتني بر شبكه عصبي چند لايه براي شبيه سازي عمليات انفجار در معدن شماره 1سنگ آهن گل گهر و پيش بيني مناسب ترين الگوي انفجار با توجه به شرايط محيطي ارائه شده است. اين شبكه عصبي به جاي طراحي با نرم افزار مطلب با نرم افزاري مختص به طراحي شبكه هاي عصبي مصنوعي به نام Alyuda NeuroIntelligenceطرح ريزي شده است. تعداد پارامتر هاي ورودي در نظر گرفته شده براي اين شبكه عصبي 15پارامتر مي باشد. سپس با توجه به رفتار شبكه در قسمت هاي آموزش، آزمون و مقدار خطا ها در تخمين ميزان ، d80مقادير بهينه اي براي تعداد لايه هاي مياني، تعداد نرون ها و توابع انتقال بدست آمد. به اين ترتيب شبكه بهينه با دو لايه مياني كه به ترتيب داراي و 11 48نرون مي باشند، تعيين . شد در بخش دوم از رگرسيون هاي خطي و غير خطي جهت مقايسه نتايج با حاصله از شبكه عصبي استفاده شده است. در اين بخش با استفاده از نرم افزار SPSS15دو رابطه يكي به صورت خطي و ديگري غير خطي بدست آمد.2 آناليز هاي انجام شده بيانگر تاثير بالاي پارامتر هاي طول چال، نسبت ، S Bطول گل گذاري و ميزان خرج بر تاخير مي باشد.در اين معدن با تغيير مقدار گل گذاري از 5/5متر به 3/6متر مقدار d80از ./55متر به 6/0متر افزايش پيدا نمود.3

مقدمه
توجه به اولين مرحله از خردايش سنگ كه توسط حفاري و انفجار صورت مي پذيرد، يكي از اساسي ترين و حساس ترينپارامتر هاي موثر بر اقتصاد و حيات معدن به شمار مي رود. انجام يك انفجار مطلوب، كاهش هزينه هاي كل خردايش سنگ، بهبود بازدهي عمليات حفاري، بارگيري، باربري و بهبود عمليات بعد از استخراج مواد معدني كه شامل ورود مواد به سنگ شكن هاي اوليه و ثانويه و غيره مي باشد، را به دنبال خواهد داشت. به منظور دستيابي به تمامي موارد ذكر شده لازم است تا با شناسايي عوامل تاثير گذار بر فرآيند چالزني و انفجار آن را بهينه نمود. به طور كلي عوامل موثر بر روي انفجار را مي توان به دو گروه عمده شامل، پارامتر هاي قابل كنترل )الگوي انفجار( و پارامتر هاي غير قابل كنترل )خصوصيات ژئومكانيكي توده سنگ( تقسيم بندي نمود. خرج ويژه، نحوه آرايش چال ها، تاخير درشروع انفجار، قطر چال، ضخامت بارسنگ، فاصله رديفي چال ها، طول گل گذاري و ضريب سفتي از جمله پارامتر هاي قابل كنترل و حفره هاي طبيعي و نواحي غير مقاوم شامل سطوح لايه بندي، گسل ها و درزه ها جز پارامتر هاي غير قابل كنترل محسوب مي شوند. همانگونه كه پيشتر مطرح شد نخستين و اصلي ترين هدف انفجار در معادن، خرد باطله و ماده معدني است كه در صورت مناسب انجام شدن انفجار تسهيل عمليات بارگيري و كاهش مشكلات در بخش سنگ شكني را خواهيم داشت. خردايش مطلوب به عوامل متعددي از مانند نوع ماده منفجره، چاشني، پرايمر، نوع سنگ و خرج ويژه بستگي دارد. اما در بعضي از شرايط به دليل عدم دسترسي به خردايش بهينه تبعاتي در اثر انفجار بد پديد مي آيد كه عبارتند از لرزش زمين، شكستگي هاي نا مطلوب مثل عقب زدگي، جناح زدگي، پرتاب سنگ و انتشار امواج انفجاري در هوا و توليد صداي مهيب در .هوا محققين بسياري نظير كونينگهام، ليلي، لانگفورس و … در گذشته روابطي را جهت پيش بيني ميزان خردايش ناشي از انفجار ارائه نموده اند كه با توجه به شرايط پيچيده حاكم بر روابط بر عمليات انفجار، نتايج حاصله چندان قابل اعتماد نيستند. در سال هاي اخير، به منظور مدلسازي محيط هاي ناهمگون و پيچيده روش هاي متفاوتي جهت پيش بيني اين موارد مورد استفاده قرار گرفته است. از جمله اين روش ها شبكه هاي عصبي مصنوعي است كه به تازگي در صنعت معدنكاري ظهور پيدا كرده و نتايج قابل توجهي را در زمينه هاي مختلف معدني حاصل نموده است. شبكه هاي عصبي در مبحث انفجار4 معادن كاربرد هايي در داخل و خارج از كشور داشته است. كه از آن جمله مي توان به پيش بيني لرزش زمين، پيش بيني پرتاب سنگ، عقب زدگي و غيره اشاره نمود.اما بحث تحليل هاي آماري كه به غلط رگرسيون ناميده مي شود، در بخش صنعت معدن كاربرد هاي قابل ملاحظه و چشم گيري جز چند مورد انگشت شمار نداشته است كه بيشتر در قسمت مكانيك سنگ به كار رفته است. در مورد انفجار معادن تنها سه مورد مطالعاتي در دسترس مي باشد كه دو مورد مطالعاتي در زمينه لرزش زمين و يك مورد در زمينه پرتاب سنگ مي باشد. پروژه حاضر به منظور طراحي الگوي انفجار مناسب توسط روش هاي نوين، نظير شبكه هاي عصبي و تحليل هاي آماري و با در نظر گرفتن ميزان خردايش مطلوب در معدن شماره 1سنگ آهن گل گهر انجام شده است. توليد قطعات درشت سنگ در اين معدن به عنوان يكي از معضلات پيش روي جهت تعيين الگوي انفجار مناسب در فاز خردايش ناشي از انفجار هاي معدني، 70انفجار انجام . شد نتايج كار شامل طراحي الگوي انفجار با استفاده از شبكه هاي عصبي و رگرسيون هاي خطي چند متغيره و رگرسيون غير خطي مي باشد.
اين تحقيق شامل سرفصل هاي زير مي باشد:
فصل اول: به بررسي عوامل و پارامتر هاي موثر در انفجار و تاثيرات اين پارامتر ها مي پردازد.
فصل دوم: روابط تجربي بدست آمده براي تخمين ميزان خردايش ناشي از انفجار هاي معدني را مورد بررسي قرار مي دهد.
فصل سوم: اطلاعاتي از معدن شماره يك گل گهر در اين فصل ارائه خواهد شد.
فصل چهارم: مختصري از تئوري شبكه هاي عصبي مصنوعي در اين فصل گنجانده شده است.
فصل پنجم: موارد مربوط به تئوري تحليل هاي آماري در اين فصل آورده شده است.
فصل ششم: در اين فصل درباره روش هاي دانه بندي سنگ توسط نرم افزار هاي موجود مواردي مطرح شده است.
فصل هفتم: اين فصل به محاسبه الگوي انفجار مناسب براي معدن سنگ آهن گل گهر با نگاه ويژه به بهينه سازي خردايش مي پردازد.
فصل هشتم: نتيجه گيري از اجراي اين طرح و ارائه پيشنهادات در اين فصل عنوان شده است.

نتيجه گيري
بعد از تعيين پارامتر هاي موثر بر خردايش در معدن سنگ آهن گل گهر و آناليز آنها بوسيله شبكه
هاي عصبي و رگرسيون ها، الگوي مناسب جهت انجام انفجار در اين معدن ارائه گرديد. پس از انجام آناليز
حساسيت و تحليل هاي آماري صورت گرفته بر خروجي ها مدلسازي انجام شده، نتايج زير حاصل گرديد:
– شبكه هاي عصبي مي تواند به عنوان يك ازار مناسب براي بررسي انفجار در معادن مطرح گردد.
– جمع آوري داده هاي مورد نياز براي شبكه عصبي بسيار مشكل است. اما بعد از انجام تجزيه و تحليل هاي لازم بدست آوردن نتايج خيلي سريع صورت مي گيرد.
– رگرسيون هاي خطي و غير خطي راهي ساده براي دستيابي به يك رابطه رياضي مي باشند. ولي قدرت پيش بيني آنها نسبت به شبكه هاي عصبي بسيار پايين مي باشد.
– پيش بيني با شبكه هاي عصبي بسيار نزديك به واقعيت است در حالي كه با رگرسيون ها نتايج با ميزان خطايي بالاتر از شبكه عصبي حاصل گرديده است.
– به طور كلي شبكه هاي عصبي را مي توان يكي از تكنيك هاي اقتصادي و آسان جهت پيش بيني موارد مورد نظر دانست.
– مقدار R 2بدست آمده از رگرسيون خطي چند متغييره بين مقادير واقعي و پيش بيني شده d80 ، %89و مقدار R 2حاصله از رگرسيون غير خطي %88مي باشد كه اين مقادير با ،R2 %98بدست آمده از شبكه عصبي قابل قياس نيست.
– استفاده از نرم افزار Alyuda NeuroIntelligenceيكي از مزاياي كاربرد شبكه هاي عصبي در اين تحقيق بود كه به هيچ وجه با طراحي شبكه هاي عصبي با در مطلب قابل مقايسه نيست. چرا كه اين نرم افزار بهترين ساختار شبكه عصبي را از ميان بيش از 4500 شبكه طراحي شده انتخاب نموده است.
– حساس ترين پارامتر ها در نتيجه خردايش معدن گل گهر طول چال، نسبت S Bو طول گل گذاري مي باشد.
– با بالا رفتن طول نسبت S Bميزان d80افزايش پيدا مي كند.
– با افزايش ميزان گل گذاري نيز d80افزايش چشم گيري پيدا مي كند. به صورتي كه با افزايش اين پارامتر از 5/5متر به 3/6متر ميزان d80كه توسط شبكه عصبي پيش بيني شده بود از /0 556به 62/0متر افزايش يافت. با اجراي اين تغييرات در پترن انفجاري -12 40157 معدن گل گهر ميزان d80حاصله از انجام آناليز تصويري به مقدار پيش بيني شده توسط شبكه عصبي بسيار نزديك بود. اين مقدار با استفاده از نرم افزار ،6/0 Goldsizeمتر بدست .آمد
– از ميزان تاثير بالاي عمق چال، مقدار بارسنگ و RQDبر روي مقدار d80نمي توان گذشت.
– در رابطه رگرسيون هاي خطي و غير خطي برخي از پارامتر ها به دليل دارا بودن R 2بسيار پايين از رابطه حذف شده و در نظر گرفته نشدند. اين در حالي كه در شبكه عصبي رابطه بين تمام ورودي ها و خروجي سنجيده مي شود و تاثير تمام پارامتر ها بر روي خروجي در نظر گرفته مي شود. با توجه به وسعت عوامل موثر بر انفجار هاي معدني جهت رسيدن به نتايج كامل تر و مطلوب تر و به منظور ادامه فعاليت هاي تحقيقاتي در اين زمينه پيشنهاداتي ارائه مي گردد.
– استفاده از الگوريتم بهينه سازي ديگري چون الگوريتم ژنتيك و برنامه ريزي ژنتيك.
– افزايش محدوده تغييرات پارامتر ها و استفاده از داده هاي بيشتر

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت