Назад в библиотеку
Комплексное программное обеспечение для компьютерного моделирования
месторождений и решения геолого-маркшейдерских задач
Автор перевода: Томенко С.С.
Аннотация
В статье рассматриваются вопросы моделирования горнодобывающих предприятий для комплексного решения задач горного
производства на основе компьютерного моделирования. Описывает функции подсистемы, что делают модели, примеры и решения
конкретных задач. Отличительные особенности программного обеспечения системы по сравнению с аналогичными
иностранными программными пакетами.
Стремительное развитие компьютерных технологий
Стремительное развитие компьютерных технологий обработки информации предопределяют
изменение методов и способов решения задач горного производства. В последние годы экономическая оценка месторождений полезных ископаемых, решение геологических задач и проектирования разработки месторождений в большей степени основано на компьютерном моделировании месторождений. Комплекс, взаимосвязанных проблем решения
горного производства, возможна только на основе создания компьютерной базы данных и с развитием условий для взаимосвязи алгоритмов обработки информации. В странах СНГ есть ряд специализированных программных пакетов для моделирования. Это такие программные комплексы как: Micromine, Gemcom, Datamine, Surpack. Функции этих систем являются идентичными. Как правило, в этих системах имеется создание 3D моделей, решения геологических задач, разработку и планирование зданий и сооружений. Однако, распространение этих программных продуктов сдерживает ряд обстоятельств . Во-первых, принятые методы исследования месторождений и подсчета запасов в странах СНГ
несколько отличаются от реализованных в вышеупомянутых программах. Во-вторых, месторождения являются уникальными по своей природе, и это не всегда можно считать особенностями целевого месторождения с помощью стандартного программного обеспечения
. В-третьих, и цена зарубежного программного обеспечения достаточно высока и малые предприятия редко могут позволить себе такое программное обеспечение.
Многолетний опыт сотрудников Донецкого Национального Технического Университета и фирмы
"Геософт" позволило создать собственные модули программного обеспечения, которое реализует следующие задачи:
-Создание 3D модели месторождения с моделированием возможных вариантов развития горных работ и расчета основных финансово-экономических показателей;
-Автоматизированное решение геологических задач - 3D визуализация распределения полезных компонентов,
разграничение месторождений, подсчет запасов, подготовку графической документации для подсчета запасов;
-Автоматизации маркшейдерских задач - и компьютеризации наблюдения (обзор хода,
тахометры, выравнивание), создание электронной версии графической документации, вычисление площадей,
объемы;
-Решения проектирования и планирования работ, составление проекта
развития наносов, расчет и графическое представление плана производства и развития,план работы;
-Создание интегрированной системы управления для производства горных работ на основе единой базы данных, подсистемы взаимосвязи, принятие решений на основе объективной информации анализа.
Программные пакеты применяются в промышленности в Российских золотодобывающих предприятиях (в Забайкалье, Приморский край, Амурская область). Разработанное программное обеспечение может быть использовано для оценки инвестиционной привлекательности предприятий добычи золота, для бизнес-разработки планов развития горных работ, для управлением горным предприятием. При использование программного обеспечения,были созданы модели некоторых месторождений: Зун-Холбинское
золоторудного месторождения, Майское золоторудные месторождения (Чукотка), вольфрамовых месторождений Холтосонское (Бурятия). Разработанное программное обеспечение обеспечивает комплексное строительство 3D графической модели месторождения. Модель включает в себя объекты следующее: образцы, контуры горных выработок канав, отверстия, блоки, рудных тел, поверхностей,
литологических образований, геологических аномалий (рис. 1).
Рис. 1: Трехмерная модель месторождения
Модели отдельных участков месторождения, блоков, органов и целого месторождения формируется в основе первичных геологических данных.
Динамическая 3D визуализации модели возможна в программном обеспечении средств, которое предоставляет полное
изучение месторождения, понять особенности геологического строения и структуры
Основные функции визуализации: поворот и перемещения камеры относительно точки, масштабирование, изменение
угла обзора центральной проекции, параллельной проекции, "прозрачность" объектов, селективное и полное 3D визуализация объектов, строительство каркасной модели в любой плоскости, а также возможность объектов в
3D-окне.
Модель позволяет представить полезное распределение компонента, чтобы получить максимально эффективные решения по разведке и эксплуатации месторождения. Результаты моделирования (как графических, так и цифровых) может быть легко экспортированы в
стандарты других пакетов (Micromini, GEMCOM, AutoCAD).
Построенная модель позволяет рассчитать следующие параметры объекта:
-Объемы рудных тел и земляные работы;
-Области профиля раскопок и блоков;
-Сопровождающие объемы добычи;
-Осаждения углов рудных тел и блоков.
Построение модели карьера по данным маркшейдерских съемок (рис. 2). Поверхность контурных линий карьера (рис. 3)
Рис. 2: Модель поверхности карьера на основе реальных данных маркшейдерских измерений
Геолого-маркшейдерский программный модуль, являющийся компонентом сложного программного обеспечения, могжет быть использован на основе стандартов, для решения вопросов о целесообразности забалансовых запасов, привлечение месторождений во время проектирования и эксплуатации, для оценки целесообразности привлечения инвестиций в развитие по
добыче золота.
Основные функциональные возможности модуля:
-ввод и отображение цифровой информации на первичном тесте рудных тел в горных выработках и скважинах;
-расчет общей длины, метр-грамм, средние баллы по разделам;
-формирование выходных документов для оценки запасов в соответствии с установленными требованиями (расчет среднего класса, ширина секций и блоков резервов);
-оцифровка информации о первичныой разведке рудных тел и от планировки изучения раскопок,
-графическое моделирование сети изучения тест раскопки и отображение результатов руды
Рис. 3: Прогнозируемый карьер в соответствии с линиями контура поверхностей
Источником информации, необходимой для функционирования программного комплекса включает в себя: текстовую информацию на
принадлежность к раскопке, изучение некоторых рудных тел / блоков; характеристики образцов каждого изучения раскопок, и информация, описывающая пространственное расположение отверстий или изучения раздела, графической информации на добычу полезных ископаемых, события границ геологических формаций, и т.д..
Программный комплекс обеспечивает графический вывод информации в стандартных инженерных графических пакетов (и формат DXF-файлов) и цифровой информации в выходных стандартных пакетов месторождений в иностранном
моделировании (GEMCOM и др.).
Модели месторождения формируются на основе документации на предприятии. Разработанное программное обеспечение позволяет легко преобразовывать изображения графических объектов (раскопки, отверстия,)
из 2D в 3D систему координат (рис. 1 и 2). При этом, в отличие от иностранных пакетов, не требуется наличия цифровых координат всех объектов.
ВСуществует возможность для изменения программного обеспечения, редактирования и создание новых объектов. Редактирование возможно не только в абсолютных координатах, как и во многих других программных пакетах, имеется возможность их вывода в файл DXF, что позволяет подготовить отчет о графической документации.
При моделировании пользователь может выбирать метод решения дифференциальных уравнений, а также способ изменения модельного времени (с фиксированным или переменным шагом). В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink. Результаты моделирования могут быть представлены в виде графиков или таблиц.
Маркшейдерия, геология, проектирование и планирование задач автоматизировано на основе существующих методов и приемов маркшейдеров, геологов и горных инженеров. Это вызывает понимание принципов функционирования программного обеспечения персоналом и быстрым применением в автоматизированном производстве.Дружественный интерфейс
программного обеспечения, возможность ежедневной поддержки со стороны разработчиков, программное обеспечение имеет возможность регистрации, соответствуя реальным условиям заказчика, помогает обеспечить эффективную эксплуатацию программного обеспечения.
Комплексная автоматизация основных задач горного производства позволяет приступить к строительству интегрированной системы управления предприятием.:
Список использованной литературы
1. Skazhenik V., B., Vitsinskij V., A., Petrovskaya А., S.: Automation of solution tasks of designing and
planning of mining works in conditions Kholbinskoye gold ore deposits. Messages of the Donetsk college
of mines, Donetsk, DonNTU, 2003, p. 120-123