Программное обеспечение SurvCADD, разработанное американской компанией Carlson Software, становится все более популярным в России. Это приложение к AutoCAD, ориентированное на горнодобывающие предприятия, в первую очередь предназначено для автоматизации обработки данных съемки, ведения плана горных работ, подсчета объемов, а также для планирования горных работ. При планировании необходимо учитывать множество факторов, просматривать различные варианты, а правильность решений, принятых на этом этапе, во многом определяет будущее экономическое положение предприятия. Следовательно, требуется программа, способная обеспечить получение быстрого и, главное, качественного результата. Такой программой с полным на то основанием можно назвать SurvCADD.

Рассмотрим одну из задач планирования — определение границ добычи для открытой разработки на месторождении огнеупорных глин. Для начала планирования необходимы данные о текущем состоянии карьера, геологическая модель месторождения, границы разработки и задание по добыче.

Текущее состояние карьера — это не что иное как цифровая модель его поверхности. Поверхность строится по линиям уступов, которые маркшейдер нанес на план горных работ по результатам съемки. Заметим, что задача ведения плана горных работ в электронном виде легко решается с помощью таких программ, как Carlson Survey или входящие в SurvCADD модули COGO и DTM. В нашем случае план горных работ формировался в электронном виде средствами Carlson Survey. Если к началу планирования электронный план горных работ отсутствует, следует отсканировать бумажный оригинал и выполнить его обработку.

Построенная цифровая модель карьера представляет собой файл, который хранится на жестком диске и впоследствии используется для задания модели существующей поверхности. Сетку поверхности следует вывести на экран и просмотреть в трехмерном представлении: это необходимый элемент анализа, позволяющий получить адекватное представление об исходном состоянии карьера.

Геологическая модель месторождения представляет собой в SurvCADD набор сеток поверхностей, описывающих геологическую структуру месторождения. Сетки строятся по данным бурения, но, как правило, этих данных либо нет в электронном виде, либо они не представлены в нужном формате. SurvCADD позволяет значительно упростить их ввод — предлагаются четыре способа, из которых можно выбрать наиболее подходящий именно для ваших данных:

  • ввод в интерактивном режиме, суть которого сводится к тому, что для каждой скважины задается положение и в ответ на запросы вводится информация по грунтам. Способ может использоваться для ввода данных по очень незначительному числу скважин;
  • табличный ввод, при котором информация по скважинам вводится в окне специальной таблицы. Этот способ намного удобнее первого, но тем не менее для большого количества скважин использовать его не рекомендуется;
  • из файла формата TXT. Этот способ используется в тех случаях, когда существует электронная база данных по скважинам, но ее структура не соответствует той, что требуется в SurvCADD. Для ввода данных из таких баз задается формат их считывания из TXT-файла.

Перечисленные способы имеют одну особенность: вся введенная информация по скважинам будет храниться в рисунке. Плюсы и минусы такого способа хранения оставим за рамками сегодняшнего разговора, но помнить об этой особенности нужно в процессе всей работы. И, наконец, последний способ:

  • из MDB-файла. При выборе этого способа информация хранится не в рисунке, а во внешнем файле. Изменения, которые вносятся при работе в SurvCADD, фиксируются в базе данных. Практика показывает, что именно при таком способе ввода данных проще всего находить ошибки и вносить изменения, поэтому на начальном этапе рекомендуется создать MDB-файл заданного формата — в дальнейшем это позволит работать со скважинами эффективнее, чем при использовании других способов хранения.

Для просмотра данных и поиска ошибок ввода в SurvCADD предусмотрены специальные средства. Во-первых, можно просмотреть информацию в электронной таблице (рис. 1). Во-вторых, вывести для анализа необходимые отчеты: отчет по скважинам с введенными данными, регистрацию изменений, список скважин с одинаковыми номерами, список скважин, в которых показатели не лежат в допустимых пределах, отчет по обобщенным показателям (табл. 1) и другие.

Рис. 1. Электронная таблица
Рис. 1. Электронная таблица

Таблица 1

Отчет по обобщенным показателям:
Номер скважиныПластОснованиеМощнAL2O3FE2O3PPPFP
4501OB1OB13.500.0000.0000.0000.000
4501OB2OB7.000.0000.0000.0000.000
4501OB3OB9.500.0000.0000.0000.000
4501OB4OB14.000.0000.0000.0000.000
4501OB5OB8.100.0000.0000.0000.000
4501SORT4-PS4-P0.4026.5501.1409.2401660.000
4501SORT1S10.7038.0701.63012.3001750.000
4501SORT1S10.5040.2902.52012.5901740.000
4501SORT2S20.6037.9302.45011.9601720.000
4501SORT2S20.5037.4403.00012.1601720.000
4501BOTBOT2.000.0000.0000.0000.000
=======Обобщенный=======
4501OB_TOPOB52.100.0000.0000.0000.000
4501S4-P_KEYS4-P0.4026.5502.1409.2401660.000
4501S1_KEYS11.2038.9952.00112.4211745.833
4501S2_KEYS21.1037.7072.70012.0511720.000
4501BOTBOT2.000.0000.0000.0000.000

После коррекции введенных данных наступает время наиболее ответственного этапа: построения геологической модели месторождения. Модель для месторождения огнеупорных глин на первый взгляд кажется простой: сетки вскрыши, пласта глины и подстилающих пород (рис. 2). Трехмерное отображение такой модели представлено на рис. 3. Однако эта модель не учитывает качественный состав, а при добыче глины надо учитывать сортность и подсчитывать объемы глины по сортам.

Рис. 2. Разрез с учетом сортов глины
Рис. 2. Разрез с учетом сортов глины
Рис. 3. Трехмерная модель
Рис. 3. Трехмерная модель

Сорта определяются по качественным показателям, которые для рассматриваемого примера определялись через каждые полметра. На разрезах видно, что сорта глины не залегают единым массивом, а чередуются. Для подсчета запасов на таких месторождениях рекомендуется использовать блочную модель (рис. 4), представляющую собой набор маленьких призм. Основание такой призмы — это ячейка сетки, а высота соответствует интервалу взятия пробы. Для каждой призмы определяется сорт содержащейся в ней глины, а при определении сорта используется файл, где задано соответствие между сортом и набором показателей. Объем сорта в границах разработки — это суммарный объем всех призм, содержащих данный сорт.

При просмотре блочной модели в 3D можно отключать призмы, содержащие определенный сорт, что позволяет видеть распределение в пространстве других сортов (рис. 5).

Рис. 4. Блочная модель, включающая все сорта
Рис. 4. Блочная модель, включающая все сорта
Рис. 5. Распределение глины по сортам
Рис. 5. Распределение глины по сортам

Построенная блочная модель включается в набор сеток. В итоге геологическая модель месторождения состоит из сеток существующей поверхности карьера, кровли и почвы каолина, которые вместе задают геометрию пласта, а также из блочной модели, которая определяет качественный состав.

Границы разработки показываются на плане полилинией — она задает границу области, в которой будут проводиться работы (на рис. 6 граница выделена красным цветом). Разбиваем всю разрабатываемую область на участки — в рассматриваемом случае их будет два: один на нижнем уступе, а другой на верхнем. Для каждого участка задаем направление хода работ, а затем определяем запасы полезного ископаемого и объем вскрыши.

Рис. 6. Границы разрабатываемых участков
Рис. 6. Границы разрабатываемых участков

Для оценки запасов потребуется выполнить лишь одну команду. При расчете можно учитывать проектную форму дна карьера, процент извлечения и данные по разубоживанию.

Результат оценки запасов в заданных границах — 75 660 м3 глины. Задание по добыче — 50 000 м3. При определении границы добычи в пределах выделенных участков с учетом направления работ также выполняется только одна команда. Таким образом, при наличии подготовленных данных можно быстро просмотреть различные варианты — и принять наилучший из них.

Когда выполнена команда определения границы добычи, в рисунок выводятся закрашенные блоки: в соответствии с заданием они показывают добычу каждых 10 000 кубометров, а результаты вычислений выводятся в виде текстового отчета (табл. 2). Заметим, что в SurvCADD все отчеты формируются с помощью специального генератора, который позволяет включать в готовящийся документ только необходимые позиции из числа доступных.

Рис. 7. Объем добычи по периодам
Рис. 7. Объем добычи по периодам

Таблица 2

Результаты вычислений
PeriodПластВскрыша м.куб.Руда м.куб.
PERIOD0OB19,971.1
PERIOD0S 10,130.7
PERIOD1OB23,870.8
PERIOD1S 10,034.8
PERIOD2OB53,849.3
PERIOD2S 9,999.5
PERIOD3OB68,424.0
PERIOD3S 9,999.9
PERIOD4OB78,261.1
PERIOD4S 9,996.3
-- Grand Total --------------------------------------------------------
244,376.250,161.3

Далее, с использованием блочной модели, подсчитываются объемы по сортам (табл. 3).

Таблица 3

ПластРуда м.куб.S1 м.куб.S2 м.куб.S3 м.куб.S3-P м.куб.S4-P м.куб.
OB
S50,067.917,755.731,780.4388.1133.610.2
-- Grand Total --------------------------------------------------------
50,067.917,755.731,780.4388.1133.610.2

Итак, решены две задачи: определены границы работ для добычи заданного объема глины и подсчитан объем по сортам.

Напомню, что SurvCADD — это приложение к AutoCAD. Пользователь работает в привычной ему среде, а SurvCADD расширяет возможности базового ПО при решении сложных задач проектирования в горнорудной промышленности. SurvCADD имеет модульную структуру, причем каждый модуль может поставляться отдельно. Так, для автоматизации рабочих мест маркшейдеров целесообразно использовать модули COGO и DTM, обеспечивающие обработку данных съемки, ведение плана горных работ и подсчет объемов. А для рабочих мест геологов и технологов горных работ предназначен модуль Advanced Mining. Именно с помощью команд, входящих в этот модуль, были решены задачи планирования и подсчета запасов в примере, который мы рассмотрели выше. Система имеет хорошо продуманный интерфейс, довольно проста в освоении и использовании. Применение SurvCADD на горнодобывающих предприятиях обеспечивает работу в единой информационной среде специалистов разных подразделений, что значительно повышает производительность труда и качество принимаемых решений.