Технология работы группы специалистов при моделировании месторождений полезных ископаемых

Первоосновой функционирования любой геоинформационной системы являются цифровые модели. Поэтому одним из основных вопросов, возникающих на этапе внедрения или использования ГИС, является их создание и заверка.

Процесс создания моделей связан со значительными трудозатратами и требует высокой точности, правильной организации и привлечения к работе высококвалифицированных специалистов. Соблюдение этих условий позволяет создавать высокоточные и достоверные модели месторождений полезных ископаемых. В случае несоблюдения хотя бы одного из перечисленных условий модели могут быть недостоверными, и как следствие, не могут быть использованы в работе.

В статье рассматриваются вопросы работы группы специалистов при сборе, анализе, подготовке, обработке и совмещении горно-геологической информации из различных источников при моделировании месторождений полезных ископаемых.

Перед началом выполнения работ назначается специалист ответственный за создание модели в целом. Это должен быть высококвалифицированный специалист с большим опытом работы, владеющим всеми тонкостями создания моделей. Далее, под его руководством группа специалистов, выполняющая моделирование, разбивается на несколько более мелких групп – подгрупп, в каждой из которых назначается руководитель, ответственный за выполнение работы. Руководителем подгруппы выбирается опытный специалист, который распределяет работы между сотрудниками и выполняет ее контроль, поверку данных и отчитывается за выполнение. После выдачи информации одной из подгрупп ответственный за моделирование в целом в обязательном порядке выполняет проверку выданной информации.

Создание модели месторождения начинается с анализа всей существующей информации о месторождении, которая передается стороной заинтересованной в создании модели. После ее систематизации определяется, какие данные необходимы для создания точной и качественной модели, а также источники где она может храниться. Как показывает практика, основные сложности возникают при получении координат и данных по инклинометрии скважин геологической разведки. После сбора всей необходимой информации начинаются работы по переводу ее в электронный вид (рис. 1).

Рис. 1 – Этапы создания моделей месторождений полезных ископаемых

Всю информацию, которая необходима для создания моделей, можно разделить на три группы. После завершения сбора и анализа исходных данных, обработка информации всех 3 групп выполняется параллельно несколькими группами для сокращения затрат времени необходимого на создание модели.

К первой группе относятся данные по геологическим скважинам. Информация о скважинах разведки заносится в базу данных. При первоначальном анализе объекта моделирования определяются все характеристики пород, составляющих месторождение, а также параметры самих скважин: физико-химические, геометрические, пространственные, гидрогеологические и пр. Это делается для того чтобы не использовать избыточную информацию. Далее выполняется разработка структуры базы данных для месторождения, описывающая все его показатели. Несмотря на то, что структура базы данных для однотипных месторождений похожи, каждая база данных уникальна. Ввод информации выполняется «в две руки», это делается для исключения механических ошибок вызванных человеческим фактором. На практике зачастую возникает необходимость вводить данные о месторождение из различных источников. Это делается для обеспечения максимальной достоверности информации и повышения ее точности. После ввода первичных данных о скважинах выполняется анализ и заверка базы данных. Заверка выполняется по утвержденной методике компетентным лицом.

Ко второй группе относится картографическая информация, которая вынесенная на бумажные носители. Это информация о текущем и проектном положениях горных работ, геологические разрезы, погоризонтные геологические планы, схемы расположение скважин и другая картографическая информация. После определения наборов всей картографической информации, выполняется сканирования бумажных носителей, перевод их в растровый формат, калибровка растров и последующая векторизация. В зависимости от типа и марки сканеров, процесс калибровки может включать в себя предварительное «склеивание» отдельных частей карты. Тем не менее, даже при использовании сканеров больших форматов, калибровка изображений остается обязательным этапом, потому что на этом этапе выполняется обработка изображений для повышения их качества (читабельности), удаление искажений вызванных их хранением и эксплуатацией и обработка изображений в местах повреждений, если таковые имеются. Далее происходит загрузка изображений в графическую оболочку K-MINE и дальнейшая векторизация. После векторизации выполняется высотная привязка объектов. При работе нескольких специалистов работы разделяются, за счет чего сканирование, калибровка и векторизация информации выполняется практически параллельно. При формировании векторных данных в установленном порядке используются шаблоны. То есть, все объекты уже на этапе векторизации структурируются и приводятся к общим шаблонам по цвету, толщине, штриховкам и заливкам.

К третьей группе данных относится текстовая информация. Сюда входит описание геологического района, структуры месторождения, тектонические процессы и др. Все эти материалы не требуют перевода в электронный вид на этапе создания модели, но несут информацию, которая должна учитываться в процессе моделирования. Если на этапе моделирования не учитывать подобную информацию, то это приводит к снижению достоверности данных.

После перевода всей информации в электронный вид выполняется ее совмещение в пространстве. Для этого, например, если выполняется создание геологической модели по разрезам, все они выставляются на соответствующие профильные линии (прямые или ломанные), из базы данных отстраиваются скважины и совмещается вся имеющаяся информация о месторождении. В результате создается «скелет» месторождения на основании, которого выполняется дальнейшее моделирование (рис. 2). При совмещении информации в единый информационный массив обязательным является выполнение ее анализа. По его результатам принимается решение о возможной необходимости уточнения, дополнения и корректировки данных. Как показывает практика, информации получения из разных источников может значительно отличаться и причем, кардинально. Поэтому, анализ информации обязателен, так как является первоосновой для последующего моделирования.

Далее начинается один из важнейших этапов, который оказывает очень большое влияние на точность полученной модели – это корректировка и уточнение информации. На протяжении всего этапа проводится уточнение полученных данных, консультации со специалистами по возникающим вопросам в выборе достоверной информации. В результате работы создается максимально достоверное пространственное представление всей имеющейся информации о месторождении.

Рис. 2 – Совмещение информации для выполнения моделирования

Следующим этапом является каркасное моделирование месторождения и поверхностей объектов горных работ. Не смотря на то, что K-MINE предоставляет широкий набор специальных функций, позволяющий автоматизировать и упростить создание каркасных моделей, этот процесс должен выполняться высококвалифицированными специалистами, так как требует специальных знаний (рис. 3).

а)

б)

Рис. 3 – Каркасная модель месторождения (а) и поверхности карьера (б)

По завершению каркасного моделирования месторождения выполняется блочное моделирование. Для этого по созданной базе геологических скважин выполняется пространственная интерполяция качественных показателей рудного тела. Кроме этого, уточняются контуры рудных тел и вмещающих пород (рис.4). На этом процесс моделирования считается законченным. Все полученные модели еще раз проходят поверку правильности, заверяются и выпускаются.

Рис. 4 – Блочная модель месторождения

Слаженная и правильно организованная работа группы специалистов по моделированию месторождений значительно сокращает время, затрачиваемое на их создание и повышает точность конечных результатов. При этом контроль правильности обработки данных, выполняемый на каждой стадии моделирования, исключает вероятность возникновения ошибок, вызванных человеческим фактором. Организации многоуровневого контроля работы обеспечивает получение моделей, соответствующих самым высоким мировым стандартам.