Автоматизация рабочего места маркшейдера

Для снижения трудоемкости операций получения исходных данных, формирования вариан­тов развития горных работ, обработки информации горным специалистам, выполняющим планирование, необходим доступный инструмент, основанный на вычислительной технике. На сегодняшний день таким инструментом является автоматизированное рабочее место (АРМ), позволяющее организовать взаимодействие пользователя с ЭВМ в режиме графиче­ского диалога. В составе АРМ, помимо ЭВМ, обязательно наличие сканера а также плоттера достаточно большого формата (А2 и более). Подобное оборудование по­зволяет организовать диалоговую систему для подготовки и обоснования по объему и каче­ству добываемого угля вариантов программы развития горных работ на угольных разрезах, реализовать алгоритм выбора рационального плана, используя при этом опыт, знания и ин­туицию специалистов предприятия.

Неотъемлемыми частями АРМ являются также информационное и программное обеспечение.

Информационное обеспечение АРМ создается на основе данных геологоразведки, геофи­зической и маркшейдерской съемки. На сегодняшний день основным способом получения информации об угольном месторождении является проведение разведочных выработок. Для угольных месторождений наиболее распространенным типом разведочной выработки явля­ется скважина. Помимо разведочных скважин в практике геологоразведочных работ исполь­зуются и другие типы разведочных выработок, такие как шурф, канава, борозда, подземные выработки и естественные обнажения (первичная геологическая информация о месторожде­нии.

По данным скважин в результате геометризации строятся геологические разрезы по раз­ведочным линиям и гипсометрические планы. Эти материалы представляют собой вторич­ную геологическую информацию о месторождении и характеризуют пространственное по­ложение и особенности залегания полезного ископаемого. По ним выполняется подсчет за­пасов, готовится геологический отчет. Данные геологических разрезов и планов, а также ре­зультаты подсчета запасов являются исходными для проектирования горных работ.

В процессе разработки месторождения на разрезах и планах наносятся результаты марк­шейдерской съемки состояния горных работ. Привлечение этих материалов позволяет ре­шать задачу планирования и учета движения запасов в пространстве и во времени.

Таким образом, для решения задач планирования и учета необходима как первичная гео­логическая информация (данные разведочных выработок), так и вторичная, получаемая в результате обработки первичной (данные геологических разрезов и планов), а также данные маркшейдерской модели. Все эти данные, увязанные во времени и пространстве, образуют модель угольного разреза.

Основной целью разработки программного обеспечения АРМ геолога, маркшейдера, тех­нолога угольного разреза является создание информационно-программной среды для оценки объемов и качества угля в планируемых направлениях развития горных работ на угольном разрезе, а также для дальнейшего ее использования при создании геолого-технологических карт разработки забоев экскаваторами.

Основными составляющими информационного и программного обеспечения АРМ геоло­га, маркшейдера, технолога являются:

1. базовое программное обеспечение АРМ геолога, маркшейдера, технолога;

2.комплекс программ по обработке геологоразведочных скважин;

3.база данных эксплуатационного бороздового опробования;

4.слоевая модель угольных пластов на разрезах и горизонтах;

5.программы ввода и обработка маркшейдерских данных;

6.разработка геолого-техно логических карт отработки забоев экскаваторами;

7.годовое и квартальное планирование горных работ.

1. Задачи, решаемые программным комплексом Комплекс основных маркшейдерских задач, связанных с подземной отработкой полезных ископаемых, предназначен данный программный комплекс, позволяющий решать для участковых маркшейдеров. В частности «АРМ- маркшейдера» позволяет:

- автоматизировать камеральную обработку текущих маркшейдерских работ; - по результатам маркшейдерских съемок производить в автоматическом режиме пополнение цифровых маркшейдерских планов и распечатывать их на плоттере; - от страивать проектные и фактические сечения горных выработок; - производить расчеты объемов добычи, потерь и разубоживания полезного ископаемого по выемочным единицам;

- выводить рабочую маркшейдерскую документацию на печать (расчетные ведомости, профили, сечения выработок и др.);

2. Структура программного комплекса

На данном этапе программный комплекс «АРМ-Маркшейдера» состоит из 10 модулей которые условно можно разделить на 3 группы:

Первая группа модулей, с условным названием «Заполнение справочных таблиц предназначена для:

- описания общей информации по рудникам ОАО «УРАЛКАЛИЙ»: сведения о pyдниках, пластах, панелях, выработках, маркшейдерах и т.п.;

- занесения геометрических параметров комбайнов;

- построения проектных сечений;

Вторая группа модулей, с условным названием «Геодезия», предназначена для:

- камеральной обработки полевых наблюдений при теодолитном ходе, геометрическом и тригонометрическом нивелировках и вывода результатов обработки на печать в виде расчетных ведомостей и профилей;

-автоматизированного пополнения цифровых планов горных работ;

Третья группа модулей, с условным названием «Объемы», предназначены для: - построения фактических сечений выработок;

- расчета объемов добычи, потерь и разубоживания полезного ископаемого по выемочным единицам.

- закладка

 

Общая схема программного комплекса «АРМ-Маркшейдера» представлена на рис. 1.

Рис. 1. Общая схема программного комплекса «АРМ-Маркшейдера»

 

К настоящему времени создано немало мощных программных пакетов сбора, обработки, хранения и компьютерного моделирования разнообразной геолого-геофизической информации, получаемой на всех этапах и стадиях газонефтяного производства. Среди них можно выделить программу Eclipse фирмы Шлюмберже, программные продукты Landmark, Western Atlas International, Beicip-Franlab, широко распространены программы Surfer, Geomatic и др. В качестве примера рассмотрим основные возможности последней.

Основным разработчиком Геоматика является Smedvig Technology, глава группы компаний Smedvig. В эту группу входят IBM, RF (Rogaland Research), IKU Petroleum Research; The Norwegian Computing Centre, SND.

Геоматик - сравнительно новый продукт в эволюционирующей международной отрасли оценки параметров и запасов углеводородного сырья. Сформирован в 1995 г. усилиями трех лидирующих компаний Норвегии, каждая из которых известна своим опытом в области создания компьютерных программ по изучению пород-коллекторов, их распространению - от моделирования стратиграфических комплексов до построения моделей геофлюидо динамики природных резервуаров. При этом используются как классические детерминистические, так и новые стохастические технологии построения моделей. Разработчик поддерживает прочные связи с норвежскими научно- исследовательскими институтами, выступая в роли проводника для коммерциализации новых идей и методологий. Это позволяет Геоматику расширять область исследований природных резервуаров и доводить академические идеи до рабочих станций.

Программный продукт Геоматик объединяет следующие подпрограммы:

IRAP RMS - общее моделирование природного резервуара с совершенной трехмерной графикой;

IRAP MS - картографирование пласта-коллектора и земной поверхности с развитыми алгоритмами построения решеток и математическими вычислениями;

IRAP Geo Sea - всестороннее картографирование дна моря и пластов-коллекторов шельфа;

STORM - стохастическое моделирование резервуарных систем;

Res View - трехмерное моделирование резервуаров и составление решеток с совершенным процессом обработки первичных данных;

Next Well - интерактивная трехмерная графика при моделировании и изучении многофазных потоков наклонных и горизонтальных скважин;

ODDA - оптимизация процессов бурения скважин.

IRAP RMS - система моделирования природного резервуара, отвечающая насущным потребностям нефтяной и газовой промышленности. Система объединяет все элементы, необходимые для моделирования и изучения резервуара: стратиграфический каркас и разрывные блоки; фациальное моделирование; петрофизическое моделирование; модели потоков; дизайн модуляторов; апскелинг (ремасштабирование); оптимизацию проводки скважин. Методы детерминистического и стохастического моделирования доступны на каждой стадии процесса построения модели. Высоко совершенная графика повышает наглядность визуализации через доступный и легко используемый интерфейс.

Предлагается операция гибкого подхода к вычислениям различных объемов. Могут быть вычислены объемы единичных зон, тектонических блоков, определенных полигонов, тел различных фациальных типов, флюидных областей. Рассчитываются и визуализируются зависимости, связывающие эти объемы.

IRAP MS - система картирования предлагает создание различных карт резервуаров и участков земной поверхности. Включены развитые алгоритмы модуляторов, вычисление объемов запасов, другие математические операции, редактирование. Основные особенности - моделирование разрывных нарушений и быстрая генерация моделей множества поверхностей. Мощный командный язык позволяет вводить собственные процедуры и вычисления.

IRAP Geo Sea - система картирования подводного рельефа, которой пользуются многие гидрографические и сервисные компании мира. Эффективные модуляторы и графопостроители позволяют обрабатывать данные и производить высококачественные построения на исследовательских судах, занимающихся съемкой поверхности дна водного бассейна.

STORM - система стохастического моделирования резервуара. Объединяет классические принципы геологических наук и вероятностных преобразований. Пользователь вводит параметры / показатели с учетом фундаментальных положений геологии и геометрии конкретного резервуара. Оцениваются неопределенности реализаций и сопутствующие риски. Такой подход является альтернативой известному традиционному детерминистическому моделированию; специальные свойства, такие как неоднородность, могут быть Смоделированы в границах резервуара с ограниченными или "нереальными" скважинными данными.

Res View - система полного цикла предварительной и завершающей обработки, отличается функциональным совершенством картографирования. Является весьма эффективной и простой в обращении при построении и верификации моделей резервуаров. Высокоскоростная визуализация позволяет учитывать геометрические взаимосвязи внутри трехмерного комплекса моделей резервуара. Система позволяет геофизикам, геологам, инженерам- промысловикам снизить время на анализы - от дней до часов. Опыт показывает, что время на моделирование снижается до 80% (по сравнению с другими технологиями).

Модели резервуаров могут создаваться объединением информации по глубинным преобразованиям, картам, скважинным данным. Модельная решетка структур может быть нерегулярной по всем трем направлениям. Скорость представления результатов не снижает их качество.

Next Well - система моделирования и оценки многофазных потоков искривленных и горизонтальных скважин. Позволяет проектировать скважинные параметры, траектории и компоновку, вычислять комплексные параметры при различных условиях многофазного потока. Модели скважин могут включаться в полную модель резервуара, месторождения.

Все отмеченные подпрограммы могут работать как самостоятельно, так и с импортом / экспортом модели в другие системы - ECLIPSE, SCORPIO, IRAP, STORM. Первичные данные

импортируются, создаются, изменяются внутри каждой системы и также могут экспортироваться.

Как видно из приведенных выше кратких характеристик, программа Геоматик позволяет фильтровать разнообразную информацию на всех стадиях процесса газонефтяного производства, включая фильтрацию любых специфических значений, интервалов величин, географических местностей, фациальных типов горных пород. Фильтрация может использоваться в ограниченных операциях по любой области модели. С помощью имеющихся технологий, выделенная часть модели может быть выражена и визуализирована с необходимой детальностью.

Графика Геоматика легко читается; выбирается любой угол наклона осей, обеспечивается вращение на 360° и даже показ нижней части объекта - "вид снизу". На экран дисплея одновременно выводится информация о поверхностях, зонах, фациальных телах, петрофизические данные и скважины. Представляются генерализованные геологические разрезы и локальные геологические профили, специальные карты и оформленные блок-диаграммы.

Визуализация - только часть возможностей представления исходной информации. Программа может объединять детерминистическую и стохастическую информацию, что очень важно при наличии качественных и количественных неопределенностей, присущих трехмерным геологическим телам с многомерным признаковым пространством.

Программный комплекс CREDO.

Широкое внедрение компьютерных технологий вовсе области человеческой деятельности предопределено их использование и в геодезической и маркшейдерской деятельности.

Создание маркшейдерских чертежей на компьютерах осуществляют в 3 этапа:

- ввод исходных данных съемки карьера,

- отрисовка изображения на дисплее,

- вывод изображения на бумажный носитель.

Для отрисовки основных геодезических чертежей в ручном режиме может быть использован любой графический редактор, позволяющий создавать векторные изображения. При этом процедура вычерчивания пикетных точек, линий и контуров не имеет строгой алгоритмизации. Ввод исходных данных и их обработку не производят.

При автоматизированной отрисовке чертежей отдельные операции выполняют без участия пользователя, с помощью заложенных в специальной программе алгоритмов. Например вычерчивание горизонталей земной поверхности по заранее вверенным координатам и высотам пикетных точек.

Автоматическое создание основных геодезических чертежей подразумевает полное исключение пользователя в этом процессе. Его роль сводится к запуску программы. Автоматическая отрисовка чертежей становится возможной, когда установлены однозначные логические связи между координатами пикетных точек, их атрибутивной принадлежностью и принятыми для их обозначения условными знаками. Система таких логических данных образует так называемую цифровую модель местности IJMM, которая хранится в памяти компьютера и может быть исправлена и дополнена по результатам повторных съемок данной территории.

Программы для автоматической отрисовки геодезических чертежей используют исходные данные полученные с карты памяти электронного тахеометра.

При тахеометрической съемке карьера использовался электронный тахеометр SOOKIA. Все измерения были записаны на карту памяти. С карты памяти скачиваем данные на компьютер в специальный программный комплекс CREDO.

Программный комплекс CREDO включает в себя системы: CREDO TER, CREDOGEO, CREDO_PRO, CREDO MIX, CADCREDO. Комплекс CREDO обеспечивает полный технологический цикл проектирования и обслуживания карьера:

• Обработку топографо-геодезических данных в CREDO DAT,

• Создание Цифровой Модели Местности в CREDOTER и CREDOMIX,

• Создание Объемной Геологической Модели в CREDO GEO,

• Конструкторское проектирование в CREDOPRO и CAD CREDO и получение проектной документации.

7.2. CREDO DAT.

Система CREDODAT может использоваться самостоятельно или в составе комплекса CREDO. В последнем случае с использованием системы CREDOMIX. осуществляется обработка полного комплекса геодезических работ с созданием топопланов и цифровых моделей местности (ЦММ) для дальнейшего использования при автоматизированном проектировании. Совместное использование систем CREDO DAT, CREDO TER и CREDO PRO обеспечивает комплексную обработку изыскании, подготовку и ведение дежурных планов и т.д.

Система CREDO DAT используется для автоматизации расчётной части инженерно-геодезических работ. Система обеспечивает:

Импорт данных из файлов, полученных с электронных регистраторов и GPS-систем, текстовых файлов свободного формата;

Ввод данных из традиционных ведомостей и журналов;

Обработку измерений и строгое уравнивание геодезических сетей;

Инженерно-геодезические и землеустроительные расчеты;

Обработку наземной тахеометрической съемки;

Экспорт результатов обработки в текстовые и графические документы и другие виды работ;

Обработку линейных изысканий, составление продольных и поперечных профилей.

Все задачи системы CREDO DAT имеют общую базу данных по объекту. Количество объектов, находящихся одновременно в обработке, то есть в одном рабочем каталоге ограничено только объемом жесткого диска.

Обработку данных можно вести в режиме реального технологического времени, а также использовать задачи системы для решения отдельных частных задач.

Система CREDO DAT обеспечивает уравнивание плановых и высотных геодезических сетей с оценкой точности измерений.

Система CREDO DAT позволяет:

-импортировать данные в форматах электронных регистраторов (тахеометров),

-вводить данные с клавиатуры из рукописных журналов и ведомостей,

-выполнять строгое уравнивание планово-высотных геодезических сетей практически неограниченного объема, класса, формы и методов создания,

-обрабатывать наземные съемки,

-рассчитывать обратную геодезическую задачу для разбивочных работ.

7.3. CADCREDO.

Система CAD CREDO (Проектирование автомобильной дороги)

предназначена для проектирования нового строительства и реконструкции автомобильных дорог общего пользования II-V категорий.

Основные проектно-конструкторские задачи, выполняемые в CADCREDO:

•проектирование плана трассы дороги;

•проектирование продольного и поперечных профилей земляного полотна;

•конструирование и расчет прочности дорожной одежды нежесткого типа;

конструирование продольного водоотвода;

продольное и поперечное выравнивание проезжей части при капитальном ремоцуе и реконструкции;

расчет толщины и объемов выравнивающих слоев, срезки дорожной одежды при выравнивании поверхности проезжей части;

анализ проектного решения по комплексу характеристик, в том числе архитектурно-ландшафтных, технико-экономических, экологических и т.д.

7.4. CREDOMIX.

Система CREDO MIX (Цифровая Модель Проекта) объединяет функциональные возможности систем CREDOTER и CREDO PRO и является составной частью комплекса CREDO наряду с CREDO DAT, CREDO TER, CREDO GEO, CREDO_PRO, и CADCREDO. CREDO MIX позволяет проектировать объекты от построения точных геометрических элементов на цифровой модели рельефа, до создания объемной модели.

В соответствии с концепцией представления в CREDO MIX объемной модели объекта проектирования любое конструкторское решение описывается структурной геометрической моделью, которая отражает не только взаимное расположение объекта в пространстве, но их геометрическую форму. Структурная геометрическая модель строится методами структурного и параметрического синтеза, что дает возможность проектировать объекты, начиная от построения линий на плоскости к пространственным линиям, образующим сложные поверхности и через них к объемным моделям объектов.

Система CREDO MIX предназначена для решения задач:

•проектирования генеральных планов предприятий, транспортных сооружений и жилищно-гражданских объектов;

•горизонтальной и вертикальной планировки;

•детальной планировки;

•планов инженерных коммуникаций, озеленения, благоустройства;

• автомобильных, железных дорог и других транспортных сооружений;

•ведения генеральных планов, карьеров, дежурных планов красных линий, застройки и др.

Используя программный комплекс CREDO мы можем обеспечить полный технологический цикл проектирования: обработку топографо-

геодезических данных в CREDO DAT и CREDO_MIX для создания топоплана.

На готовом топоплане можно в системе CREDOMIX запроектировать карьер, рассчитать объемы'выполненных или предстоящих земляных работ и подготовить чертежи

Проектирование карьера в системе CREDO MIX выполняется в 4 этапа:

Этап 1. Вырезка и врезка фрагментов ЦММ

1 Вырезание фрагмента ЦММ.

2 Моделирование в вырезанном фрагменте поверхности дна

карьера.

3 Врезание фрагмента ЦММ с проектом дна карьера в новый

(проектный) слой первоначальной ЦММ.

Этап 2. Проектирование откосов карьера и формирование поверхности

*

1. Проектирование в проектном слое откосов карьера.

2. Формирование поверхности откосов.

3. Определение нахождения пересечений существующей поверхности и поверхности откосов.

4. Формирование проектной поверхности карьера.

Этап 3. Расчет объемов земляных работ

Этап 4. Выпуск чертежей

ПОДГОТОВКА ИНЖЕНЕРОВ МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА CREDO

 

В

настоящее время концепция автоматизации процесса камеральной обработки маркшейдерской информа­ции на отечественных горных предприятиях базиру­ется на применении специализированного программного обеспечения, позволяющего комплексно решать маркшей­дерские задачи, начиная от вычислений координат съемоч­ных точек и заканчивая построением цифровых моделей горнотехнических объектов. Программный комплекс CRE­DO, основывающийся на единой информационной базе и модульном построении функциональных задач, позволяет создать рациональную структуру обработки первичных дан­ных и выбрать эффективный алгоритм построения геолого- маркшейдерской документации для использования ее в про­ектировании и управлении горным производством.

В рамках программы льготного оснащения учебных заве­дений, проводимой компанией «Кредо-Диалог», для кафе­дры маркшейдерского дела УГГУ был поставлен учебный комплект «Промышленное и гражданское строительство», в состав которого входят программные продукты, разработан­ные на базе единой платформы CREDO III: CREDO Топо- план, CREDO Генплан, CREDO Конвертер, а также про­грамма TRANSFORM и система CREDO DAT.

Эти программные продукты используются студентами при выполнении практических заданий по дисциплине «Автома­тизация маркшейдерских работ». Для автоматизации каме­ральной обработки маркшейдерско-геодезических данных, полученных из электронных приборов или полевых журналов, применяется система CREDO_DAT, в которой производятся уравнительные вычисления координат в полигонометрии и нивелирных ходах, обработка тахеометрической съемки.

Программа TRANSFORM позволяет получить метриче­ски корректный трансформированный растровый горногра­фический материал. В ней осуществляется сканирование планов горных работ и обработка растра.

Система CREDO Топоплан используется для создания цифровой модели горнотехнического объекта и выпуска маркшейдерских чертежей. В ней выполняется построение и вывод на печать планов и разрезов горных выработок.

Для планировки горнотехнических объектов, учета добы­чи полезных ископаемых применяется система CREDO Ген­план. В программе выполняется горизонтальная и верти­кальная планировка промышленных площадок шахт, маркшейдерский замер.

Экспорт данных, подготовленных в программных про­дуктах CREDO Топоплан и CREDO Генплан, в геоинформа­ционные системы осуществляется с помощью программы CREDO Конвертер.

Создание условных обозначений горнографических зна­ков выполняется с помощью специальных приложений — ре­дакторов классификатора, линий и штриховок, символов, шаблонов, которые являются дополнительными компонен­тами систем CREDO III и поставляются вместе с ними.

Опыт работы в программном комплексе CREDO, полу­ченный ранее на практических занятиях, студенты успешно

применяют при выполнении курсовых работ по дисциплине «Автоматизация маркшейдерских работ» для комплексного решения задач маркшейдерского обслуживания. Последова­тельность выполнения курсовых работ с использованием учебного комплекта «Промышленное и гражданское строи­тельство» приведена на рис. 1.

Рис.1. Схема автоматизации маркшейдерских работ с использованием учеб­ного комплекта «Промышленное и гражданское строительство»

 

 

CRDO TER. - Цифровая модель местности.

CRDO TER предназначена для созданияи обработки цифровой модели местности (ЦММ) и включает математическое представление поверхности (модель рельефа) и объектов на местности (модель ситуации). ЦММ является превосходным инструментом для специалистов, работающих в области изысканий, строительства, разработки месторождений, геоинформационных систем.

Цифровая модель рельефа представляет собой сетку треугольников которые строятся по зонам, выделяющим характерные участки поверхности. Цифровая модель ситуации представляет собой площадные, линейные, точечные объекты. Информация об объектах местности выражается условными знаками и текстовой информацией. По соэданию ЦММ можно создавать, импортировать и редактировать любое количество трасс, состоящих из прямых, круговых и полных переходных кривых. Данные по трассам (продольные и поперечные профили) экспортируютя в системы автоматизированного проектирования линейных сооружений. Многослойность модели дает возможность совмещать существующую местность и проектные решения; представлять на ЦММ при помощи изолиний и условных знаков любую нетопографическую информацию; вычислить объемы насыпи и выемки между поверхностями двух слоев.

CRDO SR.

Программа предназначена для обработки геодезических данных при проведении 2D, 3D сейсморазведочных работ. Система может использоваться при других геофизических методах исследования территорий, трбующих создания геофизических профилей.

Система позволяет;

1. Создавать, корректировать геофизические графики;

2. Интерполировать координаты и высоты промежуточных точек пикетов;

3. Выполнять уравнивание пикетажных измерений;

4. Создавать чертежи (планшеты) по объекту.

Данные для работы поступают из системы СREDO NER, CREDO DAT, GPS – систем, из полевых материалов и ведомостей. Результаты представляются в ведомостях, каталогах и схемах. Распределения невязок; экспортируются в текстовые файлы пользовательского формата для импортирующих геофизических систем.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: