Lợi nhuận:
- Khả năng tổng hợp dữ liệu giám sát như radar, lăng kính, InSAR và áp kế bằng AI và tìm kiếm các mẫu cảnh báo sớm
- Khả năng diễn giải các khái niệm về tốc độ biến dạng, gia tốc và hệ số an toàn với sự hỗ trợ của AI
- Khả năng kiểm tra cảnh báo độ dốc do AI đưa ra với phân tích và xác minh hiện trường của kỹ sư địa kỹ thuật
Rủi ro thảm họa lớn nhất ở các mỏ lộ thiên là sự trượt dốc: khi một phần vách mỏ bị trượt, thiết bị và con người gặp nguy hiểm và hoạt động sản xuất bị dừng lại. Sự sụp đổ dưới lòng đất, trần/tường và sự cố hỗ trợ đều nghiêm trọng như nhau. Bộ môn quản lý những rủi ro này được gọi là địa kỹ thuật; Nó tạo ra các thiết kế an toàn và liên tục giám sát bằng cách phân tích độ bền của khối đá, các điểm không liên tục (đứt gãy, vết nứt, bề mặt lớp), trạng thái nước và hình học độ dốc. Ở các mỏ đá hiện đại, độ dốc được theo dõi đến từng milimet bằng các công cụ như radar, lăng kính (mục tiêu phản chiếu), InSAR (đo biến dạng bề mặt bằng radar vệ tinh), áp kế (đồng hồ đo áp suất nước ngầm) và máy đo độ giãn; những công cụ này tạo ra chuỗi thời gian khổng lồ. AI là một công cụ hỗ trợ mạnh mẽ trong việc tóm tắt dữ liệu này và tìm kiếm các xu hướng cũng như các mẫu cảnh báo sớm. Nhưng quyết định an toàn mái dốc, mức độ sơ tán và cảnh báo sớm được đưa ra bởi phân tích của kỹ sư địa kỹ thuật và xác minh hiện trường.
Các khái niệm cơ bản
- Hệ số an toàn (FoS): Tỷ số giữa lực cản trượt và lực trượt. Dưới 1 có nghĩa là thất bại; Trong thiết kế, giá trị lớn hơn 1 thường được nhắm mục tiêu.
- Tốc độ biến dạng: Độ dốc dịch chuyển bao nhiêu theo thời gian (ví dụ: mm/ngày). Chuyển động chậm đều đặn có thể là bình thường; tăng tốc (tăng tốc độ) là dấu hiệu nguy hiểm.
- Phá hoại tiến triển: Tốc độ biến dạng tăng dần trước khi sụp đổ; Nhiều sự cố trượt dốc được dự đoán theo mô hình này.
- Tính gián đoạn: Mặt phẳng yếu của khối đá; Sườn dốc thường xảy ra dọc theo các mặt phẳng này.
Bản chất của việc giám sát độ dốc không phải là “có chuyển động” mà là “chuyển động thay đổi như thế nào?” AI rất giỏi trong việc thu hút sự chú ý bằng cách trích xuất tốc độ và xu hướng tăng tốc từ dữ liệu theo dõi ồn ào; nhưng việc phân biệt liệu cảnh báo là có thật hay hiệu ứng tiếng ồn/khí quyển đo lường đòi hỏi phải có sự đánh giá về mặt địa kỹ thuật.
Từng bước: AI làm việc với dữ liệu theo dõi
- Xóa dữ liệu. Có những khoảng trống, vết bắn và tiếng ồn trong khí quyển trong trình tự theo dõi. AI: làm sạch và đánh dấu khoảng cách.
- Tốc độ và khả năng tăng tốc đạt được. Suy ra vận tốc từ độ dịch chuyển và gia tốc từ vận tốc. AI: mã và đồ họa.
- Theo dõi ngưỡng và xu hướng. Đánh dấu các vùng vượt quá ngưỡng cảnh báo được chỉ định và hiển thị tốc độ tăng lên. AI: sự bất thường/xu hướng.
- Phù hợp với bối cảnh. Liên hệ biến dạng với lượng mưa, nổ mìn, tiến độ đào. AI: so sánh nhiều chuỗi.
- Đánh giá địa kỹ thuật. Thực tế và ý nghĩa của cảnh báo được giải thích một cách thành thạo.
- Quyết định và giao thức. Mức độ cảnh báo sớm, sơ tán và TARP (Kế hoạch ứng phó hành động kích hoạt) được thực hiện bởi kỹ sư địa kỹ thuật.
Thận trọng: Kết quả âm tính giả (chuyển động thực tế bị bỏ lỡ) khi theo dõi độ dốc có thể gây tử vong; Kết quả dương tính giả (sơ tán vô ích) sẽ tốn kém. AI có thể tạo ra cả hai. Chỉ có kỹ sư địa kỹ thuật được ủy quyền mới quản lý sự cân bằng và quyết định sơ tán này theo quy trình đã được thiết lập.
Cảnh báo sớm: tăng tốc đọc
Trước nhiều lần trượt mái dốc, tốc độ biến dạng ban đầu chậm lại sau đó tăng dần; Khi bạn đến gần sự sụp đổ, tốc độ sẽ tăng theo cấp số nhân. Do đó, nó được theo dõi vận tốc thay đổi như thế nào thay vì độ dịch chuyển tuyệt đối. Các phương pháp tiếp cận như vận tốc nghịch đảo cố gắng ước tính thời gian hỏng hóc. AI rất hữu ích trong việc lập biểu đồ xu hướng này và thu hút sự chú ý đến nó; nhưng ước tính này không chắc chắn và quyết định tùy thuộc vào chuyên gia đánh giá tổng thể dữ liệu quan trắc, địa chất và quan trắc thực địa. “Thời gian sơ tán” do AI đưa ra không bao giờ có thể là cơ sở cho quyết định sơ tán của chính nó.
ba trường hợp nhỏ
Trường hợp 1 - Bắt kịp tốc độ. Một phần tường của lò nung đã dịch chuyển với tốc độ ổn định 2 mm/ngày trong nhiều tuần. Dữ liệu giám sát AI chỉ ra rằng tốc độ đã tăng từ 2 lên 9 mm/ngày trong ba ngày qua, tức là nó đã tăng tốc. Nhóm địa kỹ thuật xác minh dữ liệu, quan sát các vết nứt tại hiện trường và tạm thời sơ tán khu vực đó theo TARP. Hai ngày sau có một đường trượt hạn chế nhưng không ai bị thương. AI thu hút sự chú ý; Quyết định và sơ tán đi kèm với một giao thức địa kỹ thuật.
Trường hợp 2 - Mối quan hệ với lượng mưa. Người ta cho rằng sự biến dạng của mái dốc tăng lên sau mỗi trận mưa lớn. AI so sánh chuỗi biến dạng và lượng mưa trong hai năm; Cho thấy chuyển động tăng trùng với áp suất nước áp kế tăng lên 1-2 ngày sau khi mưa. Nhóm thực hiện cải thiện hệ thống thoát nước; Chuyển động giảm trong những cơn mưa tiếp theo. AI làm cho mối quan hệ trở nên rõ ràng; Đội địa kỹ thuật đã thực hiện giải pháp và kiểm chứng.
Trường hợp 3 - Báo động sai về khí quyển (cảnh báo). Một thực tập sinh hoảng sợ khi thấy dữ liệu InSAR bị "biến dạng" đột ngột. Kỹ sư địa kỹ thuật kiểm tra; Ông phát hiện ra rằng lực nảy là một sai số đo gây ra bởi độ ẩm trong khí quyển chứ không phải do chuyển động thực tế. Nếu cảnh báo được tuân theo một cách mù quáng và ngừng sản xuất thì sẽ có những tổn thất không đáng có. Bài học: không phải mọi tín hiệu theo dõi đều là chuyển động thực sự; Cảnh báo của AI là dấu hiệu cần được xác minh một cách chuyên nghiệp và thực tế.
Mẫu lời nhắc có thể sao chép
THEO DÕI DỮ LIỆU LÀM SẠCH "Vai trò: Bạn là trợ lý phân tích giám sát địa kỹ thuật. Dưới đây là chuỗi thời gian dịch chuyển của một điểm lăng kính/ra-đa. Đánh dấu các khoảng trống, đột biến và các điểm có thể gây ra tiếng ồn/khí quyển. KHÔNG tự động xóa; liệt kê từng điểm đáng ngờ kèm theo phần giải thích. Sau đó, xuất mã để tính toán vận tốc (mm/ngày) từ chuỗi đã được làm sạch. Dữ liệu: [dán]."
PHÂN TÍCH VẬN TỐC VÀ GIA TĂNG "Xác định và vẽ đồ thị vận tốc và gia tốc từ chuỗi dịch chuyển sau. Đánh dấu các giai đoạn khi vận tốc tăng đáng kể (tăng tốc). KHÔNG ĐƯA RA ước tính sụp đổ CHÍNH XÁC; chỉ đề xuất những giai đoạn nào cần được kỹ sư địa kỹ thuật kiểm tra khẩn cấp. Dữ liệu: [dán]."
TƯƠNG QUAN ĐA DÒNG "Dưới đây là chuỗi thời gian biến dạng, lượng mưa và áp kế (áp lực nước). Phân tích mối quan hệ thời gian-của biến dạng tăng theo lượng mưa/áp lực nước và hiển thị độ trễ (sau bao nhiêu ngày). Đừng nói lý do CHÍNH XÁC; hãy liệt kê các giả thuyết mà nhóm địa kỹ thuật cần xác minh. Dữ liệu: [dán]."
DANH SÁCH KIỂM TRA HỖ TRỢ TARP "Dự thảo khung hành động kích hoạt (giống như TARP) cho chương trình giám sát độ dốc: ai quyết định những chỉ số nào (vận tốc, gia tốc, vết nứt) cần được giám sát, hành động nào cần được xem xét ở mức độ nào, xác định SEN của các hợp chất kỹ thuật số; nhấn mạnh rằng những chỉ số này cần được xác định bằng phân tích địa kỹ thuật cụ thể tại địa điểm."
Dấu nhắc yếu / Dấu nhắc mạnh
NHẮC NHỞ YẾU: "Khi nào thì con dốc này sẽ sụp đổ?"
NHẮC NHỞ MẠNH: "Vai trò: Bạn là trợ lý giám sát địa kỹ thuật. Trích xuất vận tốc và gia tốc từ chuỗi biến dạng radar bên dưới, đánh dấu các khoảng thời gian vận tốc tăng lên và cách ly tiếng ồn khí quyển có thể xảy ra. ĐƯA RA CHÍNH XÁC thời gian sụp đổ; đề xuất phần nào cần được xác minh ngay lập tức bằng cách quan sát hiện trường của kỹ sư địa kỹ thuật. Dữ liệu: [dán]."
Bảng so sánh: chỉ báo và ý nghĩa của nó
chỉ báo
nó nói gì
vai trò AI
quyết định
tốc độ chậm liên tục
Nói chung là bình thường
theo dõi xu hướng
Quan trắc địa kỹ thuật
Tăng tốc tốc độ
dấu hiệu nguy hiểm
đánh dấu sớm
kỹ sư địa kỹ thuật
tăng áp lực nước
Giảm độ ổn định
sự ghi công
Quyết định thoát nước
nhảy đột ngột
Có thể có tiếng ồn
dấu hiệu đáng ngờ
Xác minh của chuyên gia
Vết nứt mở
phong trào tích cực
Bối cảnh
quan sát hiện trường
Những lỗi thường gặp
- Nhìn vào độ dịch chuyển tuyệt đối và thiếu sự thay đổi vận tốc. Điều quan trọng là tốc độ thay đổi như thế nào.
- Nhầm mọi tín hiệu là chuyển động thực sự. Báo động sai do khí quyển/tiếng ồn gây ra là phổ biến.
- Dựa vào “thời gian di cư” của AI Dự báo là không chắc chắn; một mình không thể là cơ sở để sơ tán.
- Không đặt ngưỡng số cho từng trang web cụ thể. Ngưỡng phụ thuộc vào địa chất và hình học.
- Bỏ qua tác dụng của nước. Áp lực nước là một trong những kẻ thù lớn nhất của sự ổn định mái dốc.
Mẹo: Cách tiếp cận mạnh mẽ nhất để giám sát độ dốc là có nhiều chỉ báo độc lập (rađa + lăng kính + vết nứt + áp lực nước) hướng về cùng một hướng. Cảnh báo của một cảm biến duy nhất được xử lý một cách thận trọng cho đến khi được những người khác và quan sát hiện trường xác nhận.
Tóm lại
Giám sát địa kỹ thuật là một lĩnh vực quan trọng về mặt an toàn nhằm quản lý nguy cơ sụp đổ trong hố lộ thiên và câu hỏi quan trọng là “hành động thay đổi như thế nào?” Nó là một công cụ hỗ trợ mạnh mẽ trong việc làm sạch dữ liệu theo dõi AI, trích xuất tốc độ/gia tốc, tương quan nhiều chuỗi và thu hút sự chú ý. Nhưng thực tế của cảnh báo, mức độ cảnh báo sớm và quyết định sơ tán là các quyết định của kỹ sư địa kỹ thuật trong khuôn khổ quy trình đã thiết lập và xác minh hiện trường. Chỉ riêng “thời gian di cư” của AI không bao giờ có thể là cơ sở cho việc sơ tán.
Nhiệm vụ ứng dụng
Áp dụng các mẫu "Làm sạch dữ liệu dấu vết" và "Phân tích vận tốc và gia tốc" cho chuỗi biến dạng mẫu (hoặc của riêng bạn) để đánh dấu các khoảng thời gian tăng tốc và tách biệt tiếng ồn có thể có. Sau đó, khớp chuỗi biến dạng-lượng mưa-áp suất nước với mẫu "Liên kết nhiều chuỗi" và tìm độ trễ. Cuối cùng, hãy phác thảo khung giám sát bằng cách sử dụng mẫu “danh sách kiểm tra hỗ trợ TARP” và lưu ý sự cần thiết phải thiết lập các ngưỡng bằng số bằng phân tích địa kỹ thuật.
danh sách kiểm tra
- [ ] Tôi lấy tốc độ/gia tốc từ dữ liệu theo dõi và không tuân theo giá trị tuyệt đối.
- [ ] Tôi đã tách biệt các cảnh báo sai do khí quyển/tiếng ồn gây ra.
- [ ] Tôi không sử dụng bất kỳ "thời gian gửi hàng" nào do AI đưa ra làm cơ sở duy nhất cho các quyết định.
- [ ] Tôi liên hệ tác động của áp lực nước và lượng mưa với sự biến dạng.
- [ ] Tôi đã xác định các ngưỡng cảnh báo bằng số thông qua phân tích địa kỹ thuật cho từng địa điểm cụ thể.
- [ ] Tôi để lại quyết định sơ tán/cảnh báo sớm cho kỹ sư địa kỹ thuật và thủ tục.