Разработка методики автоматизированного маркшейдерского обеспечения управления качеством рудопотоков на карьерах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.01, кандидат технических наук Бямбадорж, Надмидын

• Бямбадорж, Надмидын
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бямбадорж, Надмидын

Введение.

1. Анализ состояния автоматизации маркшейдерских работ.

1.1 Анализ средств измерения ,обработки и отображения геолого-маркшейдерской -информации на СП «Эрдэнэт».

1.2 Мобильные средства маркшейдерских измерений.

1.2.1 Оценка влияния горнотехнических факторов на стабильность работы GPS.

1.2.2 Определение координат точек используемых для развития съемочного обоснования на карьерах.

2. Геологические и технологические особенности разработки месторождения «Эрдэнэт-Овоо».

2.1 Геолого-технологические характеристики месторождения

Эрдэнэт-Овоо».

2.2. Горные технологии.

2.3. Управление качеством руд и формирование рудопотоков стабильного качества.

2. Мобильные компьютерные технологии для автоматизации маркшейдерских работ.

3.1. Трехмерные цифровые модели месторождения.

3.2. Геоинформационные системы.

3.3. Нейронные сети

3.3.1.Основы теории нейронных сетей.

3.3.2. Общие принципы и условия построения нейронных сетей. 110 4. Применение методов автоматизации маркшейдерских работ для управления качеством рудопотоков на СП «Эрдэнэт».

4.1. Оперативное управление качеством руд.

4.1.1. Основные этапы формирования и взаимосвязь задач системы управления качеством руд.

4.1.2. Создание мобильной системы GPS управления горными работами.

4.1.3. Оперативное планирование горных работ с использованием компьютерных технологии.

4.2. Диспетчеризация управления горно-транспортным оборудованием.

4.2.1 Внедрение системы DISPATCH.'

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики автоматизированного маркшейдерского обеспечения управления качеством рудопотоков на карьерах»

Актуальность работы. Развитие компьютерной техники и радиоэлектроники, а также вывод на орбиту искусственных спутников Земли позволили разработать прогрессивные высокоточные методы определения координат фиксируемых точек земной поверхности, основанные на работе глобальных систем местоопределения.

Опыт применения как американских, так и российских спутниковых технологий, показывает, что работа спутниковых навигационных систем во многом определяется техническими особенностями приемоиндикаторов; применение GPS на карьерах связано с возможностью использования относительного (дифференциального) метода определения координат точек земной поверхности; возможности спутниковых навигационных систем соответствуют требованиям к точности определения координат фиксируемых точек, совокупность которых отражает пространственное положение отдельных элементов карьера.

Результаты экспериментов для условий технологической схемы добычи, транспортировки и дробления руды на ГОКе «Эрдэнэт» показали, что по технологической цепи происходит уменьшение колебаний качества мелкодробленой руды от забоя до склада примерно в четыре раза. Наибольшее влияние на колебания качества руды оказывают отклонения от плановой сменной производительности, причем увеличение отклонений по плановой производительности свыше 20% приводит к возрастанию колебаний качества в рудопотоке из карьера на обогатительный передел в квадратической зависимости.

Проблема управления качеством рудопотоков решается на ГОКе «Эрдэнэт», отрабатывающем открытым способом медно-молибденовый штокверк, на основе цифровой модели месторождения, построенной с помощью имитационного моделирования с использованием геологоразведочных данных и результатов маркшейдерских съемок. Эффективность решений по управлению качеством рудопотоков из карьера до обогатительного передела зависит от оперативности и уровня автоматизации маркшейдерских работ. Поэтому разработка методики автоматизированного маркшейдерского обеспечения управления качеством рудопотоков из карьера с использованием спутниковых технологий является актуальной.

Цель работы - на основе интегрированной автоматизйрованной системы управления качеством рудной массы разработать методику автоматизированного маркшейдерского обеспечения управления качеством рудопотоков из карьера на обогатительный передел с использованием спутниковых технологий, позволяющую повысить оперативность и эффективность управления качеством рудной массы.

Идея работы заключается в построении динамической системы управления качеством рудопотоков из карьера на обогатительный передел на основе цифровой модели месторождения с использованием нейронных и спутниковых технологий.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

1. Впервые разработана методика автоматизированного маркшейдерского обеспечения мобильного управления качеством рудопотоков из карьера с использованием технологий GPS.

2. Разработана структурная схема интегрированной автоматизированной системы управления качеством рудной массы, отличающаяся использованием трехмерной модели месторождения и ГИС-технологий.

3. Разработана структурно-функциональная схема интеллектуальной системы управления горными работами на основе трехмерной цифровой модели месторождения, новизна которой заключается в использовании нейронных сетей.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются повышением точности координат местоположения забоя и горно-транспортного оборудования и оперативностью принятия оптимальных решений по управлению качеством рудопотоков на карьере СП «Эрдэнэт».

Научное значенне работы заключается в разработке динамической системы управления качеством рудопотоков из карьера с использованием нейронных сетей и спутниковых технологий, позволяющей повысить оперативность принятия решений по управлению качеством рудопотоков.

Практическое значенне работы - разработана методика применения спутниковых технологий для маркшейдерского обеспечения мобильного управления качеством рудопотоков из карьера, повышающая оперативность маркшейдерского обеспечения горного производства.

Реализация выводов н рекомендаций работы. Разработанная методика автоматизированного маркшейдерского обеспечения мобильного управления качеством рудопотоков из карьера принята к использованию на ГОКе «Эрдэнэт».

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на международном маркшейдерском симпозиуме (Болгария, 1997), научно-технической конференции «Добыча сырьевой базы в XXI веке Монголии» (Монголия, 1999 г.), международной конференции «АРСОМ - 97» (США, 1997 г.).

Публикации. Содержание диссертации достаточно полно отражено в 7 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 12 таблиц, 35 рисунков и список литературы из 64 наименований.

Заключение диссертации по теме «Маркшейдерия», Бямбадорж, Надмидын

5. Результаты исследования структуры взаимосвязанных задач для эффективного управления качеством руд в условиях ГОКа «Эрдэнэт» с учетом существующей АСУ карьером показали, что для повышения достоверности и эффективности перспективного и текущего планирования качества рудной массы необходимо разработать структурно-функциональную схему интеллектуальной системы управления горными работами.

6. Внедрение электронных тахеометров в комплексе с ЭВМ привело к полной интеграции различных видов маркшейдерских работ и сокращению времени и затрат на проведение маркшейдерских работ. Использование вРЗ-технологий позволяет разработать методику автоматизированного маркшейдерского обеспечения мобильного управления качеством рудопотоков на карьерах.

Заключение

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи по разработке методики автоматизированного маркшейдерского обеспечения мобильного управления качеством рудопотоков на карьерах с использованием спутниковых технологий, позволяющей повысить оперативность и эффективность управления качеством рудной массы.

Основные научные результаты и практические выводы диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Результаты анализа состояния автоматизации маркшейдерских работ на ГОКе «Эрдэнэт» и опыта применения спутниковых технологий на железорудных карьерах России позволили разработать методику автоматизированного маркшейдерского обеспечения мобильного управления качеством рудопотоков с использованием GPS приемников, устанавливаемых на горно-транспортном оборудовании.

2. Исследование влияния различных факторов на колебания качества руды в звеньях технологической цепи: выемка, транспортировка, дробление и складирование, - показали, что наибольшее влияние на формирование и стабилизацию качества рудопотока на обогатительный передел оказывают природная изменчивость качества руды в недрах и забое и организационные факторы: колебания сменной производительности экскаваторов; количество автосамосвалов; простои экскаваторов, которые приводят к отклонениям фактических объемов от плановых и увеличивают колебания качества рудопотоков.

3. Для оперативного учета совместного влияния природных и организационных факторов разработана структурная схема интегрированной автоматизированной системы управления качеством рудной массы с использованием усовершенствованной трехмерной модели месторождения и ГИС-технологий.

4. Анализ многолетнего опыта применения линейного моделирования для решения геолого-горногеометрических задач подтверждает, что линейные модели не обеспечивают требуемую достоверность при разработке сложноструктурных месторождений полезных ископаемых. При увеличении изменчивости качества руд в массиве и возрастании колеблемости его в рудопотоках для повышения достоверности моделирования качества рудной массы необходимо использовать нейронные сети.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бямбадорж, Надмидын, 2000 год

1. Асташкин H.B. Применение вероятностных систем обслуживания в горном деле, М., недра, 1971.

2. Арсеньев С.Я., Прудовский А.Д. Внутрикарьерное усреднение руд.-М., Недра, 1980 -241 с.

3. Автоматизированные системы маркшейдерского обеспечения карьеров. Справочное пособие под редакцией К.С.Ворковастова М.,Недра, 1991-271 с.

4. Баранов В.Н.,Бойко Е.Г.,Краснорылов И.И. и др. Космическая геодезия. Учебник- М., Недра, 1986.

5. Бастан П.П., Волошин H.H. Усреднение руд на горнодобывающих предприятиях, М., Недра, 1981.

6. Бекетов П.К. Изыскание эффективных способов усреднения разнокачественных руд на сложно структурных месторождениях цветных металлов. Дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук, фонды МГРИ, 1972, 197 с.

7. Богданский Е.Д., Кузенков Л.А., Эльман Р.Н. Технологический подход у автоматизации тематической обработки материалов съемки. Исследования Земли из космоса. М.,№1,1984- с.92-100.

8. Боровский Д.И. Оптимизация извлечения полезных ископаемых из недр на основе эксплуатационной геометризации рудных месторождений. Автореф. дисс. д-ра техн. наук. М.,1995,27с.

9. Бызов В.Ф. Усреднительные системы на горнообогатительных предприятиях. М., Недра, 1988.

10. Бямбадорж Н.,.Даваасамбуу Д. Применение нейросети для управления комплексом качественных показателей карьерного рудопотока на

11. СП «Эрдэнэт». В сб. «Добыча сырьевой базы XXI века Монголии». Улан-Батор, 1999 г.

12. Бямбадорж Н, Савчук С.К и др. Интеллектуализация методов геолого-маркшейдерского обеспечения на СП «Эрдэнэт». В сб. «Новые решения» НТС СП «Эрдэнэт». Улан-Батор, 1998 г.

13. Бямбадорж Н., Савчук С.К. Совершенствование геолого-маркшейдерского обеспечения на СП «Эрдэнэт» на базе развивающихся компьютерных технологий. Тез. докл. на Межд. конф. «Маркшейдерское обеспечение на пороге XXI столетия». Болгария, 1997 г.

14. Бямбадорж Н. Особенности проблемы планирования горных работ на СП «Эрдэнэт». Улан-Батор, 1998 г.

15. Гаврилов С.Г., Конылов A.B. Жур. "Геодезия и Картография" 1994,8.

16. Генкин Ю.Б. и др. Геолого-технологическое картирование руд месторождений цветных металлов. М. Недра,1986.

17. Гонин Г.Б. Космическая фотосъемка для изучения природных ресурсов. Д., Недра, 1980 - 319с.

18. Гудков В.М. Определение и использование характеристик изменчивости показателей месторождений полезных ископаемых. В сб. «геология угольных месторождений». Т.1, М, Наука, 1969.

19. Давидкович A.C., Отгонбилэг Ш. Прогнозирование изменчивости качественных показателей руды в массиве для управления горными работами. Респ. научн-тенн.сб,- Кривой Рог, вып.56,1994.

20. Давидкович A.C. Система имитации технологических схем подземных рудников. Изв.вузов, горный журнал № 6, 1980, с. 12-17.

21. Давид Мишель. Геостатистические методы при оценке запасов руд. Перевод с анг. JI.,Недра, 360 с.

22. Давидкович. A.C., Зеленский A.C., Чурин H.A., Бямбадорж Н. Геолого-маркшейдерское обеспечение АСУ карьером. Горный журнал, № 2 , 1998 г.

23. Давидкович A.C.,. Зеленский А.С, Чурин H.A., Бямбадорж Н. Геолого-маркшейдерское обеспечение АСУ карьером. Горный журнал, №2 , 1998 г.

24. Давидкович A.C., Отгонбилэг Ш. и др «Моделирование и управление горнорудными предприятиями» М., Недра, 1989, 360 с.

25. Добрынин В.Н.,Черемысин E.H. «Математические методы и средства вычислительной техники в геолого-прогнозных исследованиях» .М., Недра, 1988, 1 11 с.

26. Дуденко J1.H. Статистико-игровые методы принятия решений в задачах распознавания образов. Автореферат М., 1972/АН СССР. Вычислительный центр.

27. Ермолов В.А. Геолого-экологическое обеспечение управления качеством руд при разработке рудных месторорждений, Автореф. дисс. д-ра техн. наук. М., 1996 - 35 с.

28. Ершов В.В. Геолого-маркшейдерское обеспечение управления качеством руд. М., Недра, 1986.

29. Зарайский В.И., Стрельцов В.И. Рациональное использование и охрана недор на горнодобывающих предприятиях М., Недра, 1987, 293 с.

30. Зарайский В.Н., Николаев К.П., Казанский К.В., «Усреднение руд» -М., Недра, 1975.

31. Исследование точности и условий применения аналитической фототриангуляции для решения маркшейдерских и геомеханических задач на больших карьерах .- Белгород: 1985 124 с.

32. Киселевский Е.В.,Стрельцов Е.В. Маркшейдерское обеспечение на базе спутниковых навигационных систем.- Жур. «Маркшейдерский вестник», №2, 1994 с. 55-60.

33. Каплунов Д.В., Манилов И.А. Стабилизация качества руды при подземной добыче. М., Недра, 1983.

34. Карелов И. Технология и реализация нейроподобных сетей Компьютер Пресс. 1997. - №12. - с. 180-187.

35. Космические системы, аппараты и приборы для решения задач природопользования и экологического контроля. Итоги науки и техники:серия Исследование Земли из космоса. Том 4, М., 1991.

36. Лоренц Л. Вейл. Местоопределение с точностью до одного, метра при помощи недорогого переносного приемоиндикатора. Сан Димас, Калифорния 91773, США, 1990 33 с.

37. Ломоносов Г.Г. Формирование качества руды при открытой добыче. М., Недра, 1975,223 с.

38. Ш.Отгонбилэг. «Управление рудной массой», М; - «Недра», 1996, 172 с.

39. Попов В.Н., Киселевский Е.В., Пахмутов Л.П. Оценка эффективности применения спутниковых и инерциальных геодезических систем в маркшейдерском деле. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции. М.: Изд. МГИ, 1993г.-с.

40. Проблемы рационального использования геологической среды. Сб. науч. тр. Редак. Сергеев Е.М., Трофимов В.Т. М.:Наука, 1988 245 с.

41. Разработка технологии и программное обеспечение определения координат спутниковыми системами. Отчет о НИР/ МГГУ, рук Киселевский Е.В., М., 1994 - 36 с.67.

42. Разработка и внедрение методики развития съемочного обоснования на основе спутниковых навигационных систем. Отчет о НИР/ООО «Орлит», рук. Стрельцов В.И., Белгород, 1995 - 35 с.

43. Разработка методов компьютеризированных технологий применения спутниковых навигационных систем ( космическая геодезия) для управления горными работами,- Отчет о НИР/ ВИОГЕМ, рук. Стрельников A.B.,Белгород, 1995 42 с.

44. А.Робертсон. Управление качеством. Перев.с англ. М.,Прогресс, 1974.

45. Руководство по эксплуатации аппаратурой «Землемер JI1». С-Питербург, 1995.

46. Руденко В.В. Информационные технологии управления качеством руд на основе геометризации месторождений. Диссерт. па соис. уч. степени докт. техн. наук., М., МТИ. 1996., - 385 с.

47. Савинский И.Д. Применение математических методов и ЭВМ при выборе разведочных сетей и построении планов в изолиниях. М.,Недра, 1974.

48. Современное состояние и перспективы использования средств дистанционного зондирования Земли из космоса в целях изучения природных ресурсов и экологии. Обзорная информация. М., ЦНИИГАиК, 1994г.

49. Сорочир Л.В., Гайворонская Г.Г., Шерешевская Ю.В. Использование идей распознавания образов для идентификации сортности руды. Изв. вузов, цветная металлургия, 1984, №4, c.l 11-116.

50. Стехин А.И. Эколого-геологическая типизация и оценка богатых медно-никелевых руд при управлении качеством минерального сырья: Автореф.дис. . канд. техн. наук-М., 1992

51. Стрельцов В.И., Стрельцов Е.В. Спутниковые навигационные системы для литомониторинга. Тр. Международной конференции -Белгород: Изд. ВИОГЕМ, 1995 47 с.

52. Стрельцов E.B. Разработка методов маркшейдерского обеспечения на основе спутниковых технологий для системы литомониторинга карьеров-автореф. Диссерт на соиск. ученой степени канд.техн.наук,- М., МГГУ, 1996, 20 с.

53. Темкин И.О. Разработка теории и методов построения интеллектуальных нейросетевых систем управления аэрогазодинамическими процессами в шахтах: Автореф. Дис. . докт. техн. наук. Москва, 1996.

54. Табакман И.Б. Принципы построения АСУ на карьерах Ташкент, изд-во ФАН УЗ. ССР, 1977 - 140 с.

55. Тухель Е.А. Прогнозирование на основе маркшейдерских наблюдений деформации тоннелей метрополитена от возводимых около них подземных сооружений. Диссерт.на соиск. уч. степени канд. техн. наук.,-М., МГГУ, 1998. 144с.

56. Чемезов В.В. Маркшейдерское обеспечение управления запасами на эксплуатируемых дражных полигонах: Автореф. диссерт. на соискание уч. степени докт. техн. наук,- М., 32с.

57. Черемисин В.Ф., Косенко В.Е., Звонарь В.Д. и др. Состояние и перспективы создания космических, геодезических и навигационных систем. Жур. «Геодезия и картография» 1993 - №11.

58. Сборник инструктивных материалов по охране и рациональному использованию полезных ископаемых, МЦМ СССР, М., «Недра», 1977, 194 с.

59. T.Kohonen, Self Organization and Associative Memory, Berlin, SpringerVerlag, 1988.

60. J.J. Hopfield, Neural Networks and Physical Systems With Emergens Collective Computational Abilities, Proceedings of the Nat' 1 Academy of Sciences, 1982.

61. Widrow В., Generalization and information storage in networks of adaline neurons, Selforganizing systems, Washington: Spartan book, 1962, p.21-28.

62. Dr. Jacuques Beser, Dr-Ing. M. Haunschild. Достижения взаимодействия между GPS и ГЛОНАСС. -GIM 1 1.1995, с.63

63. Peck J. and Gray J. The total mining sestem (TMS): The basis for open pit automation. Canadian Institute jf Mining & Metallurgy, Annual General Meeting, Halifax, May 14-18,1995.с IfHf-M