Сегодня автоматизация основных технологических процессов успешно внедряется в практику горного дела. Одним из современных программных продуктов, предназначенных для автоматизированного планирования, проектирования и сопровождения горных работ на горнодобывающих предприятиях, является интегрированный горный пакет МАЙНФРЭЙМ.
Назначение и состав комплекса
Программный комплекс МАЙНФРЭЙМ позволяет автоматизировать процесс инженерного обеспечения при ведении открытых и подземных горных работ и предназначен для специалистов горнодобывающих предприятий – геологов, маркшейдеров, горных инженеров, выполняющих работы по разведке месторождений, вводу, накоплению данных и отображению местоположения данного опробования, скважин в 3D, построению и моделированию рудного тела с выделением, отображением и расчетом его содержания. МАЙНФРЭЙМ предоставляет возможность решать различные маркшейдерские задачи и обрабатывать данные измерений, на основе которых специалисты-технологи могут оперативно планировать и управлять открытыми и подземными работами на карьере, в автоматизированном режиме вести планирование и проектирование буровзрывных работ, а также выпускать любую отчетную документацию и планы развития горных работ. Достигается это благодаря входящим в состав комплекса специальным модулям – программам и системам, разработанным на общей графической платформе, и формирования на их основе единого геоинформационного пространства, в рамках которого выполняется создание и хранение моделей объектов горной технологии на предприятии.
В состав комплекса МАЙНФРЭЙМ входят пять главных модулей – системы ГЕОЛОГИЯ, ГЕОЛОГИЯ+ГЕОСТАТИСТИКА, ТЕХНОЛОГИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ+БВР, МАРКШЕЙДЕРИЯ. Все программные продукты функционируют в едином геоинформационном пространстве на общей графической платформе. Графическая платформа представляет собой многооконный графический редактор, предназначенный для моделирования объектов горной технологии и решения на этой основе широкого круга геологических, маркшейдерских и технологических задач, встречающихся в практике горнодобывающих предприятий, научных и проектных организаций. Для этого в ней имеется обширный набор инструментов, позволяющих работать с трехмерными моделями (векторными, каркасными, блочными) объектов горной технологии. Среди них геологические скважины с опробованием, сложные рудные тела и пласты, маркшейдерские точки, горные выработки, выемочные единицы, естественные и технологические поверхности, включая карьеры и отвалы, склады (штабелей).
В зависимости от комплектации программными продуктами МАЙНФРЭЙМ, на горном предприятии могут формироваться автоматизированные рабочие места: инженера-геолога, маркшейдера, технолога, что позволяет решать соответствующие задачи в практике горного дела. Рабочие места комплекса могут функционировать как в локальном, так и в сетевом вариантах. Настройка на тот или иной вариант функционирования осуществляется с помощью утилиты Обслуживание баз данных, позволяющей установить права доступа к базе данных (БД), указать, в каком режиме та или иная БД будет работать, а также создать новую БД. Утилита Обслуживание баз данных входит в состав каждого из программных продуктов.
Рабочее место Инженера-геолога
Автоматизированное рабочее место геолога возможно в 2-х вариантах, системах: МАЙНФРЭЙМ Геология и МАЙНФРЭЙМ Геология+геостатистика, каждая из которых включает в себя Геологический редактор.
В комплексе МАЙНФРЭЙМ хранение данных по скважинному и бороздовому опробованиям ведется в геологической базе данных, для формирования которой предназначен Геологический редактор. Данные по опробованию в виде связанных таблиц параметров скважин (выработок), проб, компонентов (характеристик) полезного ископаемого и инклинометрии применяются для формирования модели геологоразведочной сети и решения на ее основе задач по созданию моделей рудных тел (пластов), геостатистическому исследованию месторождений, подсчету запасов полезного ископаемого, объемных и качественных показателей выемочных единиц. В Геологическом редакторе ведется база данных по геохимическому опробованию месторождения, скважинам, выработкам, выполняются операции первичной обработки данных опробования, затем на их основе формируется отчетная документация в формате TXT. Формирование списка характерных для месторождения типов (разновидностей) пород и диапазона возможных содержаний компонентов полезного ископаемого позволяет ускорить процесс ввода данных с их контролем (поиск ошибок при вводе данных).
Система МАЙНФРЭЙМ ГЕОЛОГИЯ (рис. 1) обеспечивает работу с различными геологическими объектами, которые представлены векторными, каркасными и блочными моделями, и выполняет следующие функции:
Рис. 1
– загрузку данных опробования с выбором необходимых компонентов полезного ископаемого, а также фильтрацией по профилям, блокам, типам разведки;
– пополнение базы данных опробования с автоматизированным вычислением координат проб на моделях горных выработок; автоматизированный ввод координат устьев скважин;
– визуализацию моделей проб, включая: формирование цветовой легенды представления значений содержания компонентов; отображение траекторий скважин и их устьев, наименований скважин/выработок, номеров проб, значений содержаний или других характеристик проб и их наборов;
– формирование моделей разведочных линий с построением соответствующих разрезов;
– построение моделей пластообразных тел по выделенным кондиционным интервалам и по содержанию компонентов полезного ископаемого;
– построение изолиний содержания компонентов полезного ископаемого;
– формирование блочной модели геологического (рудного) тела с возможностью уменьшения размеров блоков на границах модели;
– формирование разрезов с отображением на них блочной структуры геологических тел;
– интерполяцию содержаний в блочной модели методом обратных расстояний.
МАЙНФРЭЙМ ГЕОЛОГИЯ+ГЕОСТАТИСТИКА включает в себя все функции, реализованные в системе МАЙНФРЭЙМ ГЕОЛОГИЯ. Кроме этого позволяет проводить геостатистические исследования, использовать процедуру кригинга для интерполяции данных геологического опробования (рис. 2). Основные функции системы:
Рис. 2
– построение гистограмм распределения содержаний компонентов полезного ископаемого по классам;
– построение экспериментальных и подбор теоретических вариограмм, выявление пространственной анизотропии данных и размеров зон влияния проб, проведение тренд-анализа;
– проверка модели пространственного распределения содержаний компонентов полезного ископаемого с помощью процедуры перекрестной проверки;
– интерполяция данных геологического опробования с применением процедуры кригинга;
– подсчет объемных и качественных показателей выемочных единиц с вычислением объемов, относящихся к различным геологическим структурам.
РАБОЧЕЕ МЕСТО Маркшейдера
Система МАЙНФРЭЙМ МАРКШЕЙДЕРИЯ – решение маркшейдерских задач для открытых и подземных горных работ – обеспечивает ведение базы данных точек маркшейдерского обоснования (рис. 3). Для работы с ними используется специальный маркшейдерский редактор, встроенный в систему. Каждая маркшейдерская точка содержит поля с идентифицирующей ее информацией. Все маркшейдерские точки могут быть представлены в виде списка (журнала), и на их основе решаются различные задачи:
Рис. 3
– визуализация точек маркшейдерского обоснования в трехмерном пространстве, на вертикальных разрезах и планах;
– определение координат точки методом прямой и обратной засечек с оценкой точности и визуализацией результатов расчета;
– расчет и уравнивание теодолитного хода с формированием журнала и схемы хода, решение прямой и обратной геодезической задачи;
– обработка результатов тахеометрической съемки; корректировка на ее основе моделей естественных и технологических поверхностей, включая карьеры и штабели горной массы;
– построение профилей объектов с выводом результатов профилирования на печать;
– определение объемов полезного ископаемого и вскрышных пород между двумя положениями карьера;
– построение модели выработанного пространства при ведении открытых и подземных горных работ;
– импорт данных из электронных маркшейдерских приборов;
– интерактивное создание моделей подземных горных выработок на основе векторизованных маркшейдерских планшетов; моделирование выработок с меняющимися высотными отметками кровли и почвы при наличии вертикальных профилей или осей выработок;
– моделирование проходки подземных горных выработок на основе данных маркшейдерской съемки;
– нахождение объектов проходки с визуализацией результатов за любой период и формированием списка выработок с метражами и объемами проходки;
– корректировка формы сечений подземных горных выработок, присвоение признака того или иного типа крепления;
– построение профилей подземных горных выработок.
Рабочее место Инженера-технолога
Инженеру-технологу МАЙНФРЭЙМ предоставляет возможность решать задачи по трем направлениям: 1) оперативное управление и планирование открытыми горными работами на карьере, 2) планирование, ведение и проектирование буровзрывных работ, 3) проектирование и управление, отображение данных на подземных горных работах, таких как сейсмика, проектирование и корректировка выработок. Автоматизированное рабочее место технолога возможно в 2-х вариантах, системах: МАЙНФРЭЙМ ТЕХНОЛОГИЯ и МАЙНФРЭЙМ ТЕХНОЛОГИЯ+БВР.
Система МАЙНФРЭЙМ ТЕХНОЛОГИЯ обеспечивает оперативное решение технологических задач при ведении открытых и подземных горных работ (рис. 4). Среди функций, выполняемых в системе: построение (проектирование и размещение) борта карьера с вписыванием системы транспортных коммуникаций с учетом проектных решений (заданной ширины площадки, дороги); конструирование траншей, полутраншей и насыпей с подсчетом объемов вынимаемой и насыпаемой горной массы; возможность построения съездов несколькими способами, вписывание траншей в зависимости от поверхности; построение моделей прирезок и взрывных блоков, построение изолиний, а также подсчет объема и содержания полезного ископаемого в прирезках, блоках и по горизонтам. Реализованная в системе 3D-визуализация позволяет наглядно отобразить текущее и оперативное планирование и его результаты, вести мониторинг естественных и технологических процессов.
Рис. 4
Для подземных работ в МАЙНФРЭЙМ ТЕХНОЛОГИЯ предусмотрено параметрическое проектирование подземных горных выработок с сечениями заданной формы, моделирование выемочных единиц с расчетом их объемных и качественных показателей, а также формирование разрезов с отображением на них сопряжений выработок и проекций близлежащих объектов. Имеется возможность построения бергштрихов и линий ската, что позволяет при подготовке отчетной документации нанести условные знаки вскрышных и добычных уступов в соответствии с требованиями.
Система МАЙНФРЭЙМ ТЕХНОЛОГИЯ+БВР предназначена для проектирования массовых взрывов на карьерах (рис. 5). Включает в себя все функции, реализованные в МАЙНФРЭЙМ ТЕХНОЛОГИЯ, кроме того позволяет решать специализированные задачи, такие как формирование конструкций зарядов, автоматизированное размещение взрывных скважин в границах взрывного блока, формирование (на основе шаблона) проекта на бурение, корректировка моделей взрывных скважин по данным фактического бурения, автоматизированное формирование схемы коммутации и получение зарядной карты. В системе МАЙНФРЭЙМ ТЕХНОЛОГИЯ+БВР осуществляется подготовка технологической документации, проекта массового взрыва и ведение ее архива.
Рис. 5
КАЧЕСТВО ПЛЮС ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Внедрение интегрированного пакета МАЙНФРЭЙМ в технологию работ горнодобывающего предприятия позволяет значительно увеличить его производительность. Это достигается благодаря работе разных специалистов в едином информационном пространстве за счет исключения потерь времени на подготовку и передачу информации в цифровом виде между подразделениями. При этом снижается вероятность искажения данных, обеспечивается их целостность и сохранность, что в итоге обеспечивает более эффективное использование информации.
Введение общих процедур, протоколов и методологии во всех отделах и подразделениях предприятия существенно уменьшает риски. А возможность быстрого доступа к информации позволяет сократить время на принятие решений и время ответной реакции на изменение ситуации. Работая в едином информационном пространстве и имея доступ к базам данных предприятия, специалист может проанализировать предыдущие операции и уточнить параметры добычи за счет легкого доступа к информации о ранее принятых технологических решениях. И наконец, принятие обоснованных и оптимальных решений при проектировании и планировании горных работ значительно сокращает затраты на их ведение.
Максимальный эффект от внедрения МАЙНФРЭЙМ достигается при комплексной автоматизации решений геологических, маркшейдерских и технологических задач в едином информационном пространстве горнодобывающего предприятия.
Автор: Н.Н. Варванович, руководитель технологического отдела,
компания «КРЕДО-диалог»,
г. Минск
