Курсовое проектирование в МГИ НИТУ «МИСиС» с применением ГГИС Micromine
Григорий Федотов — младший технический специалист MICROMINE.Горное дело — это искусство. Данная сфера деятельности человека подразумевает взаимодействие с недрами Земли. И, безусловно, управлять этим процессом должны высококвалифицированные специалисты. Важную роль в подготовке кадров играют информационные технологии, которые являются незаменимым инструментом современного горного инженера. Компания Micromine понимает это и заботится о подготовке молодых специалистов-горняков. Наша компания на базе горных вузов страны на безвозмездной основе открывает компьютерные классы, в которых проводится обучение ГГИС Micromine сотрудниками института, а также нашими техническими специалистами.
В 2015–2016 учебном году в рамках дисциплины «Информационные технологии в горном деле» проводилось обучение студентов 5-го курса специальности «Открытые горные работы — функционалу программы Micromine. В 2016–2017 учебном году планируется выполнение ими курсового проекта с применением нашей программы. Данный проект является прекрасной иллюстрацией необходимости применения информационных технологий в процессе обучения.
Каждому студенту будет выдано индивидуальное задание — файл с данными в формате excel, который необходимо импортировать в Micromine. Также студенты могут использовать свои собственные данные, полученные в ходе прохождения практики на предприятии. Это возможно благодаря тому, что помимо excelфайлов можно импортировать файлы в формате CAD, GIS, Access, файлы других ГГИС и др. Кроме импорта, имеется возможность экспорта объектов и данных (например, каркасов или стрингов) из Micromine.
Из импортированных данных студенты должны создать базу данных скважин. После создания базы данных имеется возможность выполнить ее проверку, это актуально для данных, полученных на предприятии.
После создания БД студенты могут визуализировать траектории скважин. Благодаря широким возможностям кастомизации внешнего вида траекторий можно настроить изображение в соответствии с требованиями любого предприятия.
Рис. 1. Геологический разрез с контурами интерпретации рудных тел
Далее необходимо произвести выделение рудных интервалов. Для этого существует функция «расчет по содержанию (ГКЗ)», учитывающая технико-экономические кондиции, и протестированная экспертами ГКЗ, то есть расчеты, выполненные данным инструментом, могут быть представлены в ГКЗ. Основываясь на знаниях геологии, студентам необходимо задать параметры кондиций, а после выполнения расчетов визуализировать рудные интервалы вдоль скважин.
Используя инструменты, расположенные на панели редактирования стрингов, студентам необходимо оконтурить рудные тела. Благодаря дружественному и интуитивно понятному интерфейсу программы Micromine данная задача легко выполняется. Из полученных контуров методом триангуляции создаются каркасы. Помимо создания самих каркасов имеется возможность присвоить им определенные атрибуты, которые могут понадобиться для дальнейшей работы. По полученному каркасу можно получить отчет по содержанию и тоннажу. Но это будут только предварительные данные.
Далее создается блочная модель. Имеется возможность создать как рудную модель, так и полную блочную модель, которую потом можно прокодировать каркасом рудного тела. Кроме того, Micromine позволяет создавать и работать с различными типами блочных моделей, а именно субблочными и факторными. Студент сам выбирает тип модели и метод субблокирования. Затем производится 3D оценка блочной модели, имеется несколько способов (метод обратных расстояний, ранговый кригинг, полииндикаторный кригинг и т.д.) для ее выполнения. По результатам оценки выводится отчет по содержанию полезного элемента и тоннажу, который является более точным, нежели отчет по каркасу.
Рис. 2. Блочная модель
По окончании создания и оценки блочной модели учащиеся должны определить конечную глубину и контур карьера, для этого необходимо воспользоваться функцией оптимизация карьера. В программе Micromine функция оптимизация является составляющей частью программы, а не отдельным приложением, что, несомненно, удобно. Оптимизация выполняется в несколько этапов: оптимизация карьера (получение предельной оболочки и набора вложенных оболочек карьера), анализ оболочек карьера (получение экономических параметров для каждой оболочки карьера), анализ полученных данных и выбор оптимальной оболочки карьера. Используя знания в сфере экономики и горного дела, студентам необходимо задать параметры оптимизации и анализа, а затем, выбрать наиболее экономически выгодную оболочку карьера, на основе которой он и будет проектироваться.
Следующим этапом является создание проекта карьера. В первую очередь студенту необходимо ввести параметры будущего карьера и его элементов, указать высоту уступа, уклон откосы уступа, общий уклон карьера и ширину бермы. Однако Micromine может сам рассчитать четвертый параметр, основываясь на заданных трех. Кроме того, имеется возможность задать различный уклон для каждого участка карьера, используя файл блочной модели или же каркасы родных тел. Далее производится оцифровка дна будущего карьера, основываясь на блочной модели рудного тела и оптимальной оболочке карьера на заданном уровне. Затем к этому стрингу добавляется точка дороги и задаются ее параметры. Основываясь на параметрах, заданных ранее, и стринге конечного положения горных работ, проектируется карьер. Данное действие можно выполнить двумя способами: автоматическим и полуавтоматическим. Студент сам должен решить, какой способ лучше использовать для его ситуации. При использовании автоматического способа стринг подошвы проецируется на берму, а вместе с ним создаются дополнительные стринги изолиний (например, для создания сдвоенного уступа) и верхней бровки. Если же студент выберет полуавтоматический способ, то он сможет последовательно спроецировать стринги изолиний, верхней бровки и подошвы следующего уступа, при необходимости изменяя их форму. Кроме этого в Micromine есть возможность задавать различные параметры дороги на разных уступах, а также добавить горизонтальные участки и развороты дороги. После того как линии карьера достигают поверхности, студенту необходимо добавить разрезную траншею, ведущую к будущему отвалу, и задать ее параметры. Конечным результатом данного этапа является создание поверхности карьера, которая создается из стрингов карьера. Затем поверхность карьера обрезается земной поверхностью с помощью булевых операций.
После получения поверхности запроектированного карьера студент должен прокодировать блочную модель поверхностью карьера, чтобы выполнить оценку запасов, которые будут отрабатываться открытым способом.
Заключительным этапом выполнения курсового проекта является проектирование отвала. Данная функция похожа по принципу работы на проектирование карьера. Студент должен задать нижний или верхний контур отвала, угол наклона, а также его объем или же конечную отметку Z, далее по заданными параметрам будет построен каркас отвала. При указании плотности вмещающих пород студент получит отчет по тоннажу.
Таким образом, результатом выполнения курсового проекта будет являться запроектированный карьер с отвалом, а также отчет по содержанию и тоннажу в пределах карьера и отчет по тоннажу в отвале.
Выполнение данного проекта позволит студентам проявить себя в качестве горных инженеров, показать полученные за 5 лет обучения знания. Специальный пакет программ Micromine значительно упростит им эту задачу. Однако важно помнить, что Micromine является лишь инструментом, а правильность принятых решений зависит от навыков и опыта горного инженера.
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 2 (32)/июнь 2016 г.
