Система автоматизированного проектирования горных работ на базе K-MINE

 

Программное обеспечение для решения информационно-аналитических задач, связанных с эксплуатацией месторождений полезных ископаемых, в последние годы все более интенсивно используется геологами, маркшейдерами и горными инженерами в виде интегрированных горно-геологических информационных систем (ГГИС). По функциональному наполнению, имея много общего с традиционными ГИС, эти системы отличаются рядом особенностей, главными из которых являются: изначальная ориентировка на решение 3D-задач в связи с естественной трехмерностью размещения геологических показателей и атрибутов в недрах месторождения; применение широкого комплекса методов математического моделирования для описания строения залежей; необходимость автоматизированного создания многослойных детальных карт, планов и разрезов масштабного ряда от 1:500 до 1:5000; наличие модулей или подсистем решения специальных технологических задач (от подсчета объемов и запасов до календарного планирования и оптимизации добычи); возможность визуализации динамических, изменяющихся во времени моделей для наглядного графического представления результатов работы.

На сегодняшний день геоинформационные системы это программный продукт, который наиболее приспособлен для решения задач такого рода. Преимущество ГИС заключается в возможности полноценной обработки геопространственных данных и в наличии целого ряда специализированных задач, которые позволяют значительно упростить и ускорить процессы проектирования горных работ.

В состав системы K-MINE входит модуль проектирования горных работ K-Project для предприятий с открытым и подземным способом добычи полезных ископаемых.

Этот модуль предназначен для решения задач перспективного и оперативного проектирования горных работ. Исходной информацией для любого горного проекта является трехмерная пространственная модель объекта проектирования (месторождения, карьера, отвала, поверхности, шахты). При выполнении оперативного проектирования очень важным вопросом является актуальность и достоверность информации. В случае устаревшей или неточной информации проектные решения будут не точными и потребуют дополнительных затрат, а в некоторых случаях критичными с точки зрения безопасности ведения горных работ. Эти обстоятельства обуславливает заинтересованность технических служб предприятий, занимающихся задачами проектирования, в актуальности и достоверности модели объекта.

В составе системы решается широкий спектр задач. Среди них можно выделить следующие группы и направления:

Проектирование элементов карьеров и отвалов:

- проектирование элементов уступов и бортов карьера и отвалов по заданным геометрическим параметрам, в том числе, при выходе наружных контуров карьера на поверхность (рис. 1);

 

Рис. 1 – Проект переноса объемов внешнего отвала, организация внутри-карьерного отвала, перенос транспортной магистрали на другой борт

 

- автоматическая подвижка бортов или участков бортов на заданное расстояние с возможностью расчета объемов добычи или подсыпки;

- проектирование горнотехнических объектов (площадок, насыпей, котлованов, в том числе многоярусных) с постоянным или переменным углами откосов (рис. 2);

- проектирование автомобильных и железнодорожных съездов;

 

Рис. 2 – Проект отработки северного участка Лавриковского месторождения и формирование внешнего отвала

 

Проектирование дорог и коммуникаций:

 

- проектирование дорог и объектов транспортирования (плановая и высотная привязка) в соответствии с нормами технологического проектирования (рис. 3);

 

Рис. 3 – Проектирование линейных объектов

 

- проектирование коммуникаций (трубопроводы, линии электропередач, электрические сети, объекты трасс и пр.);

Рис. 4 – Проектирование схем дорожного развития

 

- проектирование схем транспортного развития (генерального съезда, элементов трасс, разворотов и др.) (рис. 4);
- проектирование элементов промышленных площадок;

Дополнительные задачи проектирования для открытых горных работ:

• подсчет объемов добычи в заданных контурах;
• решение позиционных геометрических задач при вписывании вновь проектируемых объектов в существующую ситуацию;
• выкопировка отдельных отработанных участков погоризонтных планов и утвержденных проектов;
• формирование пакета отчетной графической документации согласно требований нормативных документов.

При проектировании для предприятий с подземным способом добычи в K-MINE используется набор специальных функций. Основой для выполнения проектов по вскрытию и отработке рудных блоков, являются «проволочные» пространственные модели (рис. 5). Модуль проектирования содержит набор задач геометрического пространственного построения, которые позволяют значительно упростить создание «проволочных» моделей и проектирования в целом.

 



Рис. 5 – «Проволочная» модель выработок

 

Кроме создания проволочных моделей в составе модуля используются задачи по пространственному сопряжению горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок, проектированию съездовых частей, ниш бурения и скреперования, рудоспусков, и прочих объектов.

Система предпечатной подготовки позволяет выполнять оформление чертежной графической документации в соответствии с нормативными требованиями.

Ближайшими перспективами развития модуля проектирования является расширение функциональности при решении задач проектирования систем вентиляции, электроснабжения, канализации и архитектурно-строительных работ.

---

Предыдущий доклад: Система планирования горных работ для разных способов отработки месторождений полезных ископаемых

Следующий доклад: Система автоматизированного проектирования буровзрывных работ