В связи с большим объемом информации, обеспечения

УДК 622.1:528.931
Нащекина Анастасия Владимировна
студент группы ГГ-2-07
Научный руководитель: Сапронова Наталья Петровна
к.т.н.
Московский государственный горный университет
ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
В МАРКШЕЙДЕРСКОЙ ПРАКТИКЕ
APPLICATION OF GEOINFORMATION SYSTEMS IN SURVEYING
В
связи
с
большим
объемом
информации,
обеспечения
конкурентоспособности продукции и принятия наилучшего решения при
планировании и управлении производством, мощным инструментом для
увеличения эффективности производства является компьютеризация.
В процессе внедрения компьютерных технологий в горном деле
наметились два пути:
- использование специализированных систем автоматизированного
проектирования и управления,
- разработка и использование специальных программных средств по
каждому из звеньев горнопромышленного комплекса, а именно
маркшейдерского, горно-геологического, механического.
Для горных предприятий малой мощности второй путь является более
доступным и экономически целесообразным в отдельных областях горного
дела, в частности в сфере маркшейдерского обеспечения. Программы,
применяемые при этом рассчитаны на широкий круг пользователей и не
требуют специальной переподготовки специалистов [1].
Для крупных горнодобывающих предприятий выгоден первый путь,
несмотря что внедрение этих программных средств требует значительных
начальных капитальных вложений, вызванных высокой стоимостью самих
программ и оборудования, а также необходимостью переподготовки кадров,
[1].
К настоящему времени коллективом авторов организации ФГУП
ВИОГЕМ (г. Белгород) разработана горно-геологическая информационная
система ГЕОМИКС, предназначена для формирования горно-геологических
моделей месторождений полезных ископаемых при открытой и подземной
разработке и решения на их основе горно-геологических задач: подсчёт
геологических и эксплуатационных запасов, автоматизации геологомаркшейдерских работ, проектирование буровзрывных работ, текущее и
перспективное планирование горных работ. Реализует все возможности
современных ГИС-технологий, в том числе создание карт различного
тематического содержания и информационных систем инженерной
инфраструктуры промплощадок горнодобывающих предприятий [2].
41
Представляет собой интегрированную систему, состоящую из ядра системы и
трех основных функциональных модулей на общей программной основе:
- Маркшейдерский модуль;
- Модуль обработки маркшейдерских данных и БВР;
- Геологический модуль.
Деятельность маркшейдерской службы в конце отчетных периодов: год
– квартал – месяц отличается особенно напряженной работой при
традиционных способах получения и переработки маркшейдерской
информации, когда маркшейдеры
анализируют полноту извлечения
полезного ископаемого и выполнение производственной программы
предприятия. Большой удельный вес при этом приходится на решение одной
из важнейших и трудоемких задач – подсчет объемов тел неправильной
формы, которая лежит в основе подсчета объемов вынутой горной массы на
открытых разработках и в определении объемов складов сложной формы [1].
Рассмотрим подсчет объема блока карьера традиционным способом и
аналитическим, реализованном в программном комплексе ГеоМИКС. В
качестве горного объекта выбран блок карьера песчаного месторождения
«Чулковское» Раменского района Московской области.
В практике подсчета объемов горной массы, как известно, применяют
следующие способы [4]:
- объемной палетки;
- горизонтальных сечений;
- вертикальных сечений;
- метод призм.
В данном случае подсчет объема блока выполнен методом вертикальных
сечений.
План блока карьера представлен на рис.1 и вертикальные сечения
представлены на рис.2. Тахеометрическая съемка поверхностей,
ограничивающих блок карьера выполнена в соответствии с требованиями /4/,
в масштабе 1:1000 [3].
42
Рис. 1. План блока.
Масштаб 1:1000.
43
Рис. 2. Вертикальные сечения.
Значение объема при его подсчете составляет 60208,95 м3.
Примечания:
1) расстояния до крайнего сечения р.с 1 принято 5,9 м;
до крайнего сечения р.с 30 – 4,5 м;
2) расстояние между остальными сечениями принято 10 м.
44
Рассмотрим аналитический метод подсчета объема блока.
План блока представлен на рис. 3 (а, б).
а
б
Рис. 3. План блока.
Вертикальные сечения показаны на рис. 4 (а, б).
45
а)
б)
Рис. 4. Вертикальные сечения.
Разрезы представлены на рис. 5 (а, б).
46
а)
б)
Рис. 5. Разрезы.
Расчет объема блока при аналитическом методе составляет 59496,60 м3.
Сравним значения результатов по формуле (1)

60208,95  59496,60
 100%  1,2%
59496,60
(1)
Видно что относительное расхождение результата, полученного при
традиционном способе подсчета от результата полученного с помощью
программного комплекса «Геомикс» составляет 1,2% и не противоречит
требованиям [4].
Таким образом, в ходе выполненных расчетов по определению объемов
горной массы можно утверждать, что при традиционном методе подсчета
объемов горной массы средняя квадратическая погрешность определения
объема вычисляется по формуле:
2
mv2  mc2  ma2  ml2  mg2  mgs2  mgss
, (2)
47
2
где mc - средняя квадратическая погрешность съемки плановых и
высотных координат реечных точек;
ma2 - погрешность аналогии определяемого объема тела;
ml2 - погрешность расстояний между сечениями;
mg2 - графическая погрешность нанесения реечных точек на план;
2
mgs
- графическая погрешность построения сечения;
2
mgss
- графическая погрешность измерения площадей сечений.
Среднеквадратическая погрешность определения объема традиционным
-5%.
При аналитическом методе подсчета объемов горной массы средняя
квадратическая погрешность определения объема вычисляется по формуле:
mv2  mc2  ma2 , (3)
Из формулы видно, что исключаются все графические и линейные
погрешности, связанные с графическими построениями.
Таким образом, аналитический метод подсчета объемов обеспечивает
наименьшее значение средней квадратической погрешности определения
объема, также обеспечивает оперативность получения результатов при
многократных вариантах решения.
Программа доступна для понимания любому пользователю; и что весьма
важно, весь комплекс задач решает очень просто, доступно, в полном объёме
и строго в соответствии с требованиями.
Следует отметить, что программное обеспечение при его внедрении на
предприятии, в случае необходимости, может быть адаптировано под
конкретные требования данного предприятия и особенности горного объекта.
На базе ПК ГЕОМИКС [2] разработаны и действуют множество
геологических моделей месторождений, работают такие горнодобывающие
предприятия, как: Ковдорский ГОК (Мурманская обл.), Лебединский ГОК,
Стойленский ГОК, Донской ГОК (Казахстан) и др.
Итак, можно утверждать, что специализированные программные
комплексы [1] позволяют обеспечивать безошибочное решение
маркшейдерских задач на основе построения математических моделей
горных объектов, а также, аналитическая обработка маркшейдерских данных
значительно сокращает периодичность выхода графических документов,
которые в дальнейшем используются, как правило, в качестве наглядного
материала.
Специализированные программные комплексы позволяют в компактной
форме хранить обширную геолого-маркшейдерскую информацию,
накапливаемую в процессе разведки и эксплуатации месторождений,
организовать быстрый ее поиск и обработку для последующего
использования при проектировании и управлении.
48
Литература
1. Сапронова Н.П. О применении информационных технологий в
маркшейдерском деле. // Вестник Восточно-Казахстанского технического
университета им. Д. Серикбаева. – 1998. – №2. – С.18-21.
2. Дунаев В.А., Серый С.С., Герасимов А.В. Автоматизация геологомаркшейдерских работ на карьерах железнорудной промышленности.
3. Сучкова А.А., Логинов М.А. Материалы дипломных проектов. //
Московский государственный горный университет, кафедра МД и Г – 2010.
4. Охрана недр и геолого-маркшейдерский контроль. Инструкция по
производству маркшейдерских работ (РД07-603-03). Серия 07.Выпуск 15 –
М.: Госгортехнадзор России, 2003. – 120 с.
Аннотация
В статье рассмотрена актуальная задача совершенствования
маркшейдерских работ путем применения геонформационных технологий.
На конкретном практическом примере рассмотрен аналитический способ
подсчета объема горной массы, приведен сравнительный анализ результатов
объемов, полученных традиционным и аналитическим способами.
Результаты объема блока карьера обоснованы и сравнены с нормативнотехническими допусками.
In the article the actual problem of perfection surveying works by application
of geoinformation technology is considered. On a concrete practical example the
analytical way of calculation of volume of mountain weight is considered, the
comparative analysis of results of the volumes received traditional and analytical
ways is resulted. The results of volume of the block of an open-cast mine are
proved and compared to normative and technical admissions.
Ключевые слова
объем горной массы, маркшейдерская съемка, подсчет объемов,
маркшейдерский контроль добычи и вскрыши, допустимая погрешность,
маркшейдерский замер
volume of the rock mass, the way of counting volumes, surveying the control
of production and overburden, the permissible error, surveying measurement
49