Совершенствование методов компьютерного моделирования горнотехнических объектов для маркшейдерского обеспечения открытых горных работ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.16, кандидат технических наук Кольцов, Павел Викторович

• Кольцов, Павел Викторович
• кандидат технических наук
• 2006

Заключение диссертации по теме «Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр», Кольцов, Павел Викторович

выводы

1. Методика компьютерною моделирования горнотехнических объектов, позволившая значительно повысить качество и оперативность маркшеидерских работ была внедрена на следующих предприятиях.

• ОАО «Первоуральске рудоуправление» (Россия) - использование разработанных программ и методик позволило повысим» эффективность маркшейдерских работ на 20%, при приобретении рекомендованною программною обеспечения можно прогнозирован» дополнительное 20% у величение эффективности;

• ОАО «Учалинский ГОК» (Башкирия) внедрен полный никл компьютерною моделирования и безбумажного документооборота при маркшейдерском обеспечении эксплуатации дамбы хвостохранилища, с повышением эффективности до 50%

• НГМК (Узбекистан) - эффективность маркшейдерскою обеспечения повысилась от 20 % (ЦРУ «Муруптау») до 50 % (ЮРУ «Марджанбу-лак»). Приобретение комплекса геодезическою цифровою оборудования позволяет прогнозировать повышение эффективности маркшейдерской службы III МК до 70% по сравнению с первоначальными показателями

2. Внедрение единою безбумажною документооборота между предприятиями УГМК - «УралМеханобр» и ОАО «Учалинский ГОК» позволило орг ани зовать оперативный обмен первичной исходной и проектной информацией между специалистами предприятий г. У чалы и г Екатеринбурга

3. На предприятиях с низкой интенсивностью производства и простой технологией отработки (Первоуральске рудоуправление) больший экономический эффект достигается при использовании имеющеюся (как правило аналогового) маркшейдерскою оборудования и допошигелыю приобретаемою программною обеспечения, использование полною цикла модернизации приводит к долю окупаемым вложениям. На предприятиях с высокой интенсивностью работ (НГМК, Учалинскии ГОК) ситуация полностью противоположная - при испотьзованпи аналоговых приборов для съемки с дальнейшим преобразованием графической информации в цифровую увеличивается п л>блир>е1ся цикл производства paooi, снижается производительность грудл

4. Экономический анализ результатов работы показал значительное, до 50%, повышение эффективности производства маркшейдерских работ по разработанной методике на предприятиях России и СНГ. Исиочьювание методики экономически целесообразно на юрных предприятиях с различной степенью технической оснащенности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате комплексных исследований разработана, испытана и внедрена методика компьютерною моделирования юрногечнических объектов, обеспечивающая необходимую точность решения маркшейдерских задач.

1 Исследования точности моделирования выявили дополнительные факторы, вчияюгцие на точность моделирования горнотехнических объектов и позволичи разрабогагь методы, обеспечивающие допустимый уровень погрешностей при маркшейдерском обеспечении горного производства а) методика моделирования по горно-графической документации; б) методика моделирования по полевым данным с аналоговых и цифровых г соде зических инструментов.

Указанные разработки позволяют обеспечить необходимую точность моделирования при разных типах исходной информации

2 Исследование дополнительных факторов показало, что: а) ошибки, возникающие вследствие деформации графической документации при сканировании протяжными сканерами инженерною формата, составляют порядка 2 м в плане; б) ошибки при использовании планшетных сканеров малого формата минимальны, в) плошость исходных данных для математическою моделирования оказывает существенное в шяпие на точность решения маркшейдерских задач, г) погрешности определения геометрии борта, вызванные недостаточной плотностью исходных данных, приводят к значительным погрешностям определения коэффициента запаса устойчивости К^.

3 Исследование современных инструментов д гя производства съемочных маркшейдерских работ позвочпло определить оптимальный комплект, обеспечивающий не то гько необходимую точность и оперативность попочпения базы данных компьютерной модели, но и решение задач, связанных с проведением высокоточных и змерепии а) измерения сп)шикоными приемниками GPS обеспечивают заданную точ-носп» решения маркшейдерских задач, как при компьютерном моделировании карьера, так и при производстве высокоточных наблюдений, со среднеквадратиче-ской погрешностью 7,5 мм, что сопоставимо с точностью измерений высокоточным тахеометром ELTA S10 при среднеквадратической погрешности 6,0 мм; б) для осуществления оперативного систематического контроля за относительным смещением деформационных пунктов и деформациями уступов карьера наиболее рациональным является использование современных )лектронных тахеометрических станций, которые имеют модули памяти для сохранения результатов измерений и обработки, а также встроенное программное обеспечение для решения типовых геодезических задач, в) разработана методика высокоточных геодезических измерений, которая является основой прогнозирования долговременной устойчивости бортов карьеров «Мурунтау» (Узбекистан) и «Юбилейный» (Башкирия).

4. Исследование программного обеспечения позвочяег внедрить безбумажный документооборот на горных предприятиях, что обеспечивает рациональное использование материальных активов предприятия

5. Внедрение единою безбумажною документооборота между предприятиями У ГМК - «УралМеханобр» и ОАО «УчалинскиГт ГОК» позволило организовать оперативный обмен первичной исходной и проектной информацией между специалистами предприятий г. У чалы и г Екатеринбурга.

6. Для производства оперативной съемки горнотехнических объектов наиболее рациональным также является использование современных электронных тахеометрических станций. При использовании аналоговых приборов для съемки увеличивается и /дотируется цикл производства работ, снижается производительность труда

7. Компьютерное моделирование является областью задач, напрямую связанных с ведением исходной маркшейдерской документации По гучение исходных данных, кошрогь за оцифровкой графических материаюв, ведение базы данных модели и подготовку графической документации но результатам моделирования до гжна ос>щеетв гять маркшейдерская с тужба

Анализ перспектив развития компьютерного моделирования показывает, что цифровые методы сбора, обработки и анализа данных являются насущной необходимостью горных предприятий, а разработанная методика позволяет внедрить их в одну из главных служб предприятия - маркшейдерскую.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кольцов, Павел Викторович, 2006 год

1. Авгомати зированное проектирование карьеров: Учебное пособие для вузов / В С. Хохряков., С.В. Корнилков., Г.А. Неволин., В.М. Каплан; Под ред fi.C. Хохрякова. М.: Недра, 1985. - 263 с.

2. Аникушкин М.Н. Программное обеспечение для обработки данных наземною лазерного сканирования (обзор, классификация, опыт использования, тенденции развития)// Информационный бюллетень ГИС Ассоциации. - 2004. - №1(43) - С.21-23

3. Аппаратные средства PC /Айден К., Колисниченко О., Крамер м. и др. И зд. 2-е, перераб. и дои. - СПб -BHV - СанкЕ - Петербурт 1998. -608 с

4. Баканова В В Крупномасштабные топографические съемки. М.: Недра, 1983.

5. Барков P.P. Лазерное сканирование сооружений и подземных юрных пустот // Маркшейдерия и недропользование. 2004. № 2. С 25 27

6. Болотин В В. Применение методов теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. -М.:Гостройиздат, 1971 -255с

7. Ворщ-Компониец В.11. Геодезия. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов.-М. Недра, 1989.-512 с.

8. Борщ-Компониец В.П. Основы 1еодезни и маркшейдерскою дела -М Недра, 1986

9. Букринский В А. Геометрия недр, учебник для ву зов 2-е и зд , перераб И доп - М.: Недра, 1985, 526 с.

10. Бюхлер В., Бордас Винсент М , Марбс А. Анализ точности лазерных сканирующих систем // Информационный бюллетень I ПС -Ассоциации 2004 - №1(43) - С.24-26

11. Введение в теоипформатику торною ирои зводсгва- Учебное пособие /Под ред В С Хохрякова 2-е изд , переработанное и доио шенное Гкатеринбурт Из шельсгио УГГГА, 2001 198 с

12. Величко Г.В , Филиппов В.В. Моделирование рельефа в новых программных продуктах CREDO III. Интернет, - http://w\v\\ sapr ru, 2004.

13. Высокопрои шодителытые глубокие карьеры/ М.Г. Новожилов , Л Ю. Дриженко., Л.М. Маевский и др. М.: Недра, 1989.

14. Геоинформационная плотность математических моделей горного предприятия / Хохряков B.C., Корнилков С.В , Сивков М.Н. и др. // Изв Вузов Горный журнал. 1990. - №9.

15. Геометрия недр (г орная г еомегрия): Учебник для вузов/ Калиниченко В.М., Стенин II.И., Туникин И.И., Ушаков И.Н; Под ред. В М. Калиниченко и И.Н. Ушакова. Новочеркасск. НОК, 2000.- 526 с.

16. Голубко Б.П , Панжин А.А. Маркшейдерские опорные и съемочные сети на карьерах: Учебное пособие. Екатеринбург: И?д-во УГГГА, 1999 -55с.

17. Гончаренко С., Гуралышк М., Соколенко С Объектная технолог ия в AutoCAD 2000, AutoCAD Map 2000 и AutoCAD Land Development Desktop 2000. Интернет, -1IITP://WWW.Cadmaster.ru, 2000

18. Гордеев В А. Математическая обработка маркшейдерско-геодезических измерений: Учебное пособие. Свердловск: Изд СГИ, 1987.-88С

19. Гордеев В А , Киселев В А Применение ЭВМ в маркшейдерии -Учебное пособие Екагеринб)pi 11 зд. Уральской iосударственной юрно-гео 101 ической академии - 1998 -106 с иг.

20. Гордеев В.А., Самарин А.В. Геомегризация 1еотехнических условий разработки месторождений открытым способом: Учебное пособие. -Екатеринбург, 1997. 77с.

21. Гордеев В.А., Самарин А.В. Новые технологии геомеханнческог о мониторинг а на карьерах // Маркшейдерский вестник. 2004. - № 1 -С.33-36

22. Грибов В Д., Грузинов В.Г1 Экономика предприятия: Учеб. пособие. Практикум. 3-е изд, перераб и доп. - М . Финансы и статистика, 2003.-336 с.

23. Грузинов В.П. Экономика предприятия и предпринимательство: Учеб.пособие. М.: Софит, 1994.

24. Гудков В М., Хлебников А В Математическая обработка маркшейдерско геодезических измерений. - М.: Недра, 1990

25. Гутер Р.С., Полунов 10. JI. От абака до компьютера. Изд. 2-е, доп. П испр.-М.Наука, 1990 -208 с

26. Дабижа С И., Айрапетян 1> А Опыг создания и использования баз данных для обработки геологоразведочной информации на горных предприятиях Алмалыкскою ГМК // Горный журнал 2002. -Специальный выпуск - С 134-136

27. Документация к программе «Surfer».

28. Документация к программному комплексу «Кредо».

29. Дробышева JI, Пудов С RGS теория и практика Интернет, -Н11P-/AVWW Cadmaster ru, 2000

30. Дружинин М.Ю. Удачною всем лазерного сканирования! (почти по Р. Киплингу)// Информационный бюллетень ГПС Ассоциации. - 2004. -№1(43)-С.14

31. Дьяконов В П., Абраменкова И.В. MathCAD 7.0 в математике, фишке и в Internet. М.: «Нолидж», 1998 - 352 с

32. Жиянов 10 А., Кудинов А А., Кольцов П.В. К расчету устойчивости борюв карьера Мурунтау с крутыми откосами не рабочих yciynoB// Горный вестник Узбекистана №4 (23) 2005 г. С. 60 - 63.

33. Жуховский Г.М. Массовый характер приобрело использование цифровых технологий сбора и обработки топографо-геодезическои информации// Информационный бюллетень ГИС Ассоциации -2004.-№1(43)-С 34

34. Зайнитдинова П.К., Кольцов II.В. Проектирование финальной формы карьера//Проблемы 1еометризации недр: Материалы Международной конференции, 17-19 мая 2002 i Редкол. Гордеев В.А.(отв. ред.) и др.- Екатеринбург: УГГГА, 2002. С.86-91.

35. Инструкция но производству маркшейдерских работ/ Министерство угольной промышленное!и СССР, Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела. М : Недра, 1987 240 с.

36. Инструкция но набчюдениям та деформациями бортов, откосов уступов и отвалов па карьерах и разработки мероприятий но обеспечению их устойчивости. Ташкент. Саноагкошехназорат, Го с рет. №649, 1998.

37. Инструкция но топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. М., Недра, 1985

38. Каждан Л. К., Гуськов О.П., Шиманский Л. А. Математическое моделирование в icohoihh и разведке полезных ископаемых. Учебное пособие. М., Недра, 1979.

39. Калабин Е.В. Самый простой способ решения задач геодезистов и строителей использование программного пакета PYIHAGORAS // Информационный бюллетень П1С - Ассоциации - 2004. - №1(43) -С 60-61

40. Калиниченко В.М. Математическое моделирование и прогноз показателей месторождений. М.: Недра, 1993.

41. Калиниченко В.М. Теоретические основы геометризации месторождений полезных ископаемых: Учебное пособие. -Новочеркасск: Новочерк. поли техн. ин-т, 1990.

42. Каморджанова Н.А., Карташова И.В. Бухгалтерский учет. 4-е изд. -СПб.: Питер, 2003.-304 с.

43. Киселев В.А., Шевелев А.А Применение интегрированною программного пакета для решения геомеханических задач на горнотехнических объектах // Маркшейдерское дело и геодезия / Межвуз. сб. науч. Трудов. СнбГИ. - 1999. - С.43-44

44. Клейменов Р.Г., Половников М.А. Автоматизация маркшейдерского обеспечения открытых горных работ// Маркшейдерский вестник. -2005. № 4. - С.55-58

45. Козлова Е П., Парашу тин Н.В., Бабченко Т.Н Бухгалтерский учет. М., «Финансы и статистика», 1998.

46. Колесов А., Павлова О. Продукты фирмы Golden Software — для ученых и инженеров. Интернет, - \v\v\\.\isual.2000 ru, 2000.

47. Ко гьцов И В , Лукичев В Г Компьютерное моде шрование дамбы хвостохранилиша Учалинского юрно обогатите гыюю комбината//

48. Основные направления развития инновационно инвестиционной деятельности предприятий компании. Материалы второй молодежной научно - практической конференции. Сборник докладов. - Верхняя Пынтма: ООО «УГМК - Холдиит», Изд.: Филантроп, 2006т. С. 134 -138.

49. Кольцов П.В , Методика применения цифровой модели для решения маркшейдерских задач на карьерах // Материалы Уральской горнопромышленной декады, т. Екатеринбург, 5-15 апреля 2004 i. -Екатеринбург : УГГГЛ, 2004. С. 270 -272

50. Кравченко Ю.А. Об истории и пробчемах «цифрового картографирования» в России// Информационный бюллетень ГПС -Ассоциации. 2004. - №1(43) - С.50-53

51. Кравченко Ю.А. Организация базы знаний о земной поверхности // Геодезия и картография. 2002.- №4. - С.42-54

52. Кравченко Ю.А. Потребности иочьзователей: цифровые карты или цифровые модели?//3-я >чеб.-пракг. конф «Проблемы ввода и обновления пространственной информации»' Тез докл. М., 1998. -Ч I. - С. 65 - 69

53. Кравченко Ю Л. Цифровое картографирование: что унифицировать? // Геодезия и картография. 1999. - №2. - С.3-7

54. Кузин Ф.Л. Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты. Практическое пособие для аспирантов и соискателей ученой степени. -4-е изд , дон М.: «Ось-89», 1999. -208с.

55. Кузнецов О JI., Никитин А.Л. Геоинформатика.- М.:Недра, 1992.

56. Кучерский Н.И. Навоийскому горно-металлургическому комбинату -40 лег Горный вестник Узбекистана, №2, 1998. с. 3.

57. Кучерский Н.И., Малы ин O.I 1., Лукьянов А Н. Совершенствование технологии горных работ на карьере Мурунгау. Горный журнал, №8.1998. с 3.

58. Маркшейдерские работы не карьерах и прийсках /Перегудов М А., Пацев 11 М., Ворщь-Компониец В 11. п др. М : Недра,1980

59. Маркшейдерское дело: Учеб. Для в> зов. В двух частях/ Под ред П Н Ушакова. - 3-е изд , иерераб и дои - М : Недра, 1989. - Часть 2/А. П. Келоликов, В.Н Земисев, Г А. Кротов и др - 437 с.

60. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов / Ог лоблин Д 11., Герасименко Г.И., Акимов А Г. и др. 3 - е и зд, иерераб. II дон - М.: Недра, 1981.-704 с

61. Маслов Ю.М., Каменков П.Д., Кочегаров 10 В. Эташ.г создания интегрированной автоматизированной системы управченпя НГМК //Горный ж>рнат 1998 -№8-С 68-70

62. Основы 1еоинформатики: В 2 кн Кн. 2: Учеб. Пособие для студ. Вузов / В Г. Капралов, Л.В Кошкарёв, B.C. Тикунов и др.; Под ред. B.C.1.икунова М.: И здательский центр «Академия», 2004. - 480 с.

63. Отечественная маркшейдерия и горная iеомеханика / Г. J1. Фисенко, К. А. Ардашев, В.Н. Земисев и др М : Недра, 1987.

64. Поклад Г.Г. Геодезия: Учебник для вузов. М.: Недра, 1988.-304 с.

65. Попов ИИ., Окатов Р.В. Борьба с оползнями на карьерах. -М.: 11едра, 1980.

66. Построение компьютерной модели месторождения Мурунтау, подсчет его запасов и оптимизация проекта горных работ4-ои очереди карьера /11.И. Кучерский, А.П. Мазуркевич, A 11. Данилов и др. -Научный отчет. Фонды НГМК. 1998.

67. Пудов С. RGS классический и современный подход к решению геодезических задач - Интернет, - HTTP://WWW.Cadmaster.ru, 2000

68. Ротачев А В. от цифровой карты к цифровой модели местности // Информационный бю печень ГПС Ассоциации - 2002. - № 4(36). -С. 61-64; № 5(37). - С. 63-67

69. Ротачев А В. Проблемы цифровою карннрафироваиия территории России Пятьлсч спустя. М- ЦНИИГАиК, 2001.-48с.

70. Самарин А В Компьютерное моделирование юрн01схничсскпх обьекюв//Груды международною контресса по маркшейдерскому де ту 20-26 сентября, 2004 т Kiu.ui 2004 С 720-721

71. Самарии Л.В , Шевелев Л.Л. Компьютерное моделирование горнотехнических объектов// Проблемы геометризации недр: Материалы международной конференции/ УГГГЛ, Екатеринбург, 2002. с. 27-32

72. Семёнова Л.С., Печорина М Д Автоматизированная система информации о ландшафте земельного отвода горного предприятия: Учеб. Пособие. Екатеринбург - Изд-во УГГГА, 1995. - 40 с.

73. Силкин А.А., Жиянов Ю.А , Норкин. Н.А., Кольцов. П.В., К вопросу определения рациональных параметров бортов проектируемых сложноструктурных карьеров // Горный вестник Узбекистана, 2002. -№2. с 35 - 37

74. Силкин А.А., Кольцов ВН Геомеханический анализ и система контроля деформаций бортов карьера Мурунтау // Горный журнал,-2002.- «Специальный выпуск», с 60-65.

75. Смирнов С.П. Прогрессивные маркшейдерские технолог ии из фонда ППОКР межотраслевою научного центра -ВНПМИ // Маркшейдерский вестник. 2004. - № 1. - С. 15-16

76. Стенин Н.И. Органтшпия маркшейдерских работ па горных предприятиях. М.: Недра, 1986

77. Габакман П.Б. Принципы построения АСУ на карьерах. Ташкент: ФАН, 1977.

78. Технологические возможности спутниковых геодезических систем / Бузинов Б.И , Гаврилова С) В , Елисеев В.М. и др. // Маркшейдерский вестник.-1999 -№3

79. Герминолог ичеекии словарь по маркшейдерскому делу / Под ред. A.l 1. Омельченко. М.: Недра, 1987 - 191 с.

80. Ушаков П.Н. Горная геометрия* Учеб. Дня вузов. -4-е изд М Недра, 1979.

81. Ушаков П.Н , Казаковский Д.Л., Кротов Г.А., Лавров В.Н., Пятдин М П., Стенин НИ, Ворковастов К.С., Голованов В.А. Маркшейдерское дело 3-е изд , перераб и дон. - М.: недра, 1989. -Часть 1,2.

82. Федотов Г.А. Инженерная геодезия: Учебник 2-е изд , исправл - М Высш. шк., 2004. - 463 с.

83. Хохряков В С Геоинформатика метод математическою моделирования в САПР горного производства / Проектирование открытой разработки месторождений // Сб. науч. тр. - Л . ЛII 1,1986

84. Хохряков B.C. Геоинформапионный метод математическою моделирования //Физико-математические проблемы разработки полезных ископаемых/ СО АН СССР. Новосибирск, 1986 - №5. - С. 89-94

85. Хохряков B.C. Основы информационною обеспечения САПР юриою прои шодства // 11 зв. By зов. Горный журнал. 1986. - №4

86. Хохряков B.C. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых: Учеб. Для техникумов. 5-е изд., перераб. и дои - М.: Недра, 1991.-336 с

87. Цветков В Я. Геоинформационные сиаемы и гехнолопш -М.Финансы и статистика, 1998.- 228с.

88. Чешева В AutoCAD I and Development Desktop Интернет,-HII P.//WWW.Cadmaster.ru, 2000

89. Экономика предприятия. Учебник/ Под ред. В.II. Грузинова М : ЮНПТП,1998.

90. Экономико-математическое моделирование параметров карьеров/ М. Г Повожи юв , В А Нападай™, А II. Пчелкии и др М Недра, 1971

91. Экономическая информатика и вычислительная техника / Под ред

92. В II Косарева, А 10 Кова тева И зд 2-е, перераб идоп-М Финансы н статистика, 1996 -336с

93. Экономический анализ, ситуации, тесты, примеры, задачи, выбор оптимальных решений, финансовое прогнозирование' Учеб. пособие/ под ред. М.И. Баканова, А.Д. Шеремета М ' Финансы и статистика, 2003. - 656 с.