Географические информационные системы (ГИС) в автоматизации т ехнологических процессов в горной промышленности

СЕМИНАР 3

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2001”

МОСКВА, МГГУ, 29 января - 2 февраля 2001 г.

44 © А.В. Анциферов А.А. Гпухова А.А. Омельченко, 2001

УДК 622:681.3 4

А.В. Анциферов А.А. Гпухов, А.А. Омельченко ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ (ГИС) В АВТОМАТИЗАЦИИ Т ЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Рациональное использование природных ресурсов, принятие управленческих, проектно-инженерных и экономических решений при их разработке невозможно без достоверного и актуального информационного обеспечения. Перспективной информационной технологией, осуществляющей сбор, накопление и обработку информации как о месторождении так и об инфраструктуре горнодобывающего предприятия являются геоинформационные системы (ГИС). В основу ГИС положена идея топологического структурирования, которую можно понимать как описание пространственных взаимоотношений элементов, расположенных на некоторой территории. Технологии ГИС ориентированы на работу с природными системами или системами, в которых природные структуры взаимодействуют с искусственными. Типичным приложением технологии ГИС являются задачи управления территориями, на которых могут быть размещены объекты. При этом системы ГИС обеспечивают как атрибутивные так и пространственные запросы к объектам и позволяют проводить анализ, направленный на определение пространственных взаимоотношений объектов, размещенных на территории.

Таким образом, ГИС по своей идеологии хорошо подходят для решения задач по представлению угольных пластов, стволов, скважин, горных выработок и объектов, расположенных на поверхности, в виде цифровых моделей, что создает предпосылки для их широкого применения при автоматизации техноло-

гических процессов в горнодобывающей промышленности.

Радикальное падение цен на компьютеры за последние несколько лет и рост их вычислительных возможностей обусловил применение персональных компьютеров в маркшейдерских отделах шахт для автоматизации гео-лого-маркшейдерских работ. Этот факт создал предпосылки для создания программного обеспечения, быстро и эффективно решающего задачи управления развитием горных работ и не требующего от пользователя навыков программирования. Последнее является важным моментом для конечного пользователя, прежде всего геологов и маркшейдеров. Вышеизложенное позволяет сделать вывод, что к настоящему времени возможность применения ГИС в горном деле не вызывает сомнения [1, 2].

Основным преимуществом ГИС перед АСУТП и АСУ является возможность учета пространственных отношений в между объектами. Используя эти отношения можно более эффективно решать задачи управления прежде всего пространственно распределенными объектами, каким является угледобывающее предприятие. Геоинформационная система как средство интеграции разнородных пространственно распределенных данных может быть эффективно использована при автоматизации практически всех технологических процессов горнодобывающего предприятия на всех этапах разведки и разработки месторождения.

ГИС незаменимы при автоматизации технологического процесса разведки полезных ископаемых, где специфичен конечный результат -информация о месторождении. На этом этапе ГИС предоставляет мощные средства для: накопления, обработки и наглядного представления исходной геолого-геофизической информации.

Обеспечиваемое ГИС получение трехмерной картины топологии залегания угольных пластов с информацией об их качественных характеристиках, позволяет упростить процесс

проектирования работ по добыче полезных ископаемых, более точно намечать зоны тектонических нарушений, наглядно изображать их положение и положение других объектов относительно участков лав и выработок. На этапе проектирования горнодобывающего предприятия ГИС могут быть использованы для автоматизации проектирования стволов, выработок, транспортной системы и системы вентиляции а также систем электроснабжения, водоотлива и др.

На этапе эксплуатации месторождения ГИС могут найти применение при планировании развития горных работ, при определения оптимальной нагрузки на забой, при прогнозировании выбросоопасности угольных пластов, при решении задач оптимизации транспортировки добытого полезного ископаемого, в решении задач поддержки функционирования системы жизнеобеспечения шахты. Обеспечиваемая ГИС технологиями возможность быстрого внесения изменений и дополнений данных о технических параметрах, создает предпосылки для повышения эффективности и производительности эксплуатационных и подготовительных работ на участках, по которым непрерывно составляются паспорта и схемы выемки полезного ископаемого, проведения и крепления подземных горных выработок.

Одной из важнейших областей использования ГИС является обеспечение безопасных условий работ на угольных шахтах. Используя преимущества ГИС-технологии возможно оперативно провести корректировку схем вывода людей в безопасные участки, подачи электроэнергии, реверсирования вентиляционных струй, изменения температурного режима,

концентрации метана и т.п. при авариях в подземных горных выработках.

На этапе закрытия угледобывающих предприятий эффективным является использование ГИС в экологическом мониторинге, моделировании опасностей от заброшенных горных выработок, прогнозе деформаций земной поверхности и т.п. Кроме того, накопленная с применением ГИС информация о месторождении и горных работах может быть использована и в других областях хозяйственной деятельности, таких как: автоматизация проектирования дорог, трубопроводов, строительных сооружений и т.п.

Помимо применения для автоматизации основных технологических процессов связанных с добычей полезного ископаемого, применение ГИС целесообразно на всех стадиях разработки месторождений для изготовления графических материалов (планов и разрезов), на основе которых принимаются решения о направлении развития горных работ.

Предпосылками получения экономического эффекта от внедрения ГИС в этой области являются:

• переход к «безбумажной» технологии;

• повышение точности прогнозирования состояния, состава и свойств горного массива в любой его точке;

• возможность подготовки многовариантности решения задач планирования горных работ с комплексным использованием всей имеющейся информации;

• снижение затрат времени на обновление и поиск информации;

• отказ от услуг офсетных фабрик при производстве тематических карт.

1. Ткаченко В.Ф., Добровольский А.Н., Крячко А.П. ГИС-технологии в автоматизации производственных процессов горнорудного предприятия. // Сборник научных трудов НГА Украины №7, Т.1 Маркшейдерия и геодезия. Разработка месторождений

полезных ископаемых. Геоинфор-мационные технологии в горном деле и геологии. - Днепропетровск: РИК НГА Украины 1999. -с. 70 - 74.

2. Мотылев И.В. Применение теории графов для конструирования ГИС в горном деле. // Про-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

блемы и перспективы использования геоинформационных технологий в горном деле. Доклады II Международной научно-

практичес-кой конференции. 15-17 мая 2000 г. - Днепропетровск: РИК НГА Украины, 2000. - с. 65 -72.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Анциферов Александр Владимирович - кандидат технических наук, УкрНИМИ, г. Донецк, Украина.

Глухов А.А., Омельченко А.А. - УкрНИМИ, г. Донецк, Украина.

^_______________________________________________________________________X