Использование системы GeoTech-3D при геолого-экономической оценке рудных месторождений

основе объектно-ориентированной методологии. Этот программные продукт позволяет включать в ГИС модули, написанные на объектных языках программирования (Бе1рЫ). Что дает возможность дополнительной отладки модулей отдельно в привычной разработчику среде.

В настоящее время в рамках диссертационной работы автора производится разработка структуры экологического мониторинга угольной шахты, оцифровка материалов карт угольных шахт. В списке карт, используемых в автоматизированной системе экологического мониторинга угольной шахты отметим план поверхности шахты и ближайших населенных пунктов (масштаб 1:5000), план горных выработок по пластам (масштаб 1:5000).

Итак, создание автоматизированной системы экологического мониторинга на базе ГИС технологии расширяет возможности экологического анали-

за, прогнозирования и выявления источников загрязнения за счет учета географического положения объектов шахты в пространстве друг относительно друга, за счет возможности выполнения пространственных операций над объектами и, наконец, за счет интеграции на одной карте информации из разных областей (технико-экономические показатели производства, экологические аспекты, данные по населению и т.д.).

Предполагаемый эффект от внедрения автоматизированной системы состоит в улучшении экологической ситуации в районе угольных шахт, в создании предпосылок для осуществления обоснованных воздействий на технические процессы, в повышении экономических показателей шахты за счет возможности снижения штрафных санкций (при обоснованном планировании вложений в очистные и природоохранные сооружения).

------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пучков Л.А., Сластунов С.В., Ельчанинов Е.А. Проблемы охраны окружающей среды и пути их решения в угольной промышленности России. Ш Всемирный Конгресс по эко-

логии в горном деле. 7-11 сентября 1999. Труды конгресса // Том 1. - М.: ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского, 1999, 418 с.

2. Методические и нормативно-

аналитические основы экологического аудирования в Российский Федерации. Учебное пособие по экологическому аудированию. Часть 1. - М.: Тройка, 1999, 533 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------------------------------------------------

Филиппова Анна Александровна - аспирантка, Московский государственный горный университет.

Шек Валерий Михайлович - профессор, доктор технических наук, Московский государственный горный университет.

© С.В. Лукичев, О.В. Наговицын, О.Е. Чуркин, 2002

УЛК 65.011.56

С.В. Лукичев, О.В. Наговицын, О.Е. Чуркин

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ СЕОТЕСИ-ЭО ПРИ ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ РУЛНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ*

Геолого-экономическая оценка, являясь важным и ответственным этапом освоения месторождения, зачастую вынуждена осуществляться на ограниченном количестве данных геологической разведки, поэтому использование современных методов и средств компьютерного моделирования становится необходимым условием правильной интерпретации

исходных данных и принятия экономически и технологически обоснованных решений. Ниже приведены результаты исследований, направленных на создание программных средств геоло-го-экономической оценки рудных месторождений с использованием системы моделирования объектов горной технологии ОеоТесЬ-ЗО.

Следует отметить, что система ОеоТесЬ-ЗБ изначально разрабатывалась для моделирования объектов горной технологии и автоматизации решения различных задач горного производства [1], поэтому в ней достаточно детально отработаны основные методы работы с объемными геологическими и технологическими моделями объектов. Это в сочетании с использо-

*Исследования выполняются при поддержке РФФИ. Проект N° 00-07-90076)

Таблица месторождений

Таблица выработок Таблица инклинометрии — Таблица скважин

Таблица проб из Таблица типов и Таблица проб из

выработок разновидностей ГП скважин

Таблица содержаний полезного компонента для проб из выработок

Таблица

наименований

компонент

Таблица содержаний полезного компонента для проб из скважин

Рис.1. Структура геологической БД

ванием трехмерной графики, многооконного графического интерфейса и клиент-серверных технологий делает систему удобной платформой для автоматизации решения задач геолого-эконо-мической оценки рудных месторождений.

Программные средства Сео-ТесЬ-30 позволяют реализовать основные этапы обработки результатов геологоразведочных работ, начиная с документации скважин и горных выработок и заканчивая составлением технико-экономических соображений (ТЭС) о возможном промышленном значении месторождений. Условно эти работы можно разделить на следующие этапы:

- ввод информации по опробованию и геометрии рудных тел, наполнение баз данных (БД);

- построение объемной геологической модели;

- геометризация промышленно значимых участков рудного тела;

- подсчет запасов;

- проектирование (выбор способа и систем разработки, определение основных параметров горного предприятия);

- экономическая оценка.

В настоящее время осуществляется поэтапная разработка компонентов (блоков) системы для решения задач геолого-экономической оценки рудных месторождений.

Для построения цифровых геологических моделей (пробы, рудные тела, окисленные зоны, разло-

мы) и эффективной работы с ними необходимо иметь БД для хранения моделей этих объектов, а также систему визуализации объектов и их редактирования. Все БД Geotech-30 являются реляционными и для взаимодействия с ними используется язык БОЬ (язык структурированных запросов), являющийся на сегодня промышленным стандартом в реляционных системах управления базами данных (СУБД). Кроме этого, БОЬ, как язык высокого уровня, избавляет разработчиков от проблем, связанных с низкоуровневым доступом к БД конкретной СУБД.

Геологическая БД предназначена для хранения данных геологического опробования месторождений из скважин и выработок/забоев и состоит из иерархически связанных таблиц, позволяющих работать с достаточным для практики числом месторождений, скважин/выработок, проб и компонентов полезного ископаемого (рис. 1).

Для работы с геологической БД разработан редактор, который имеет в своем составе программные средства для ввода и редактирования данных по опробованию месторождения из скважин и выработок, представления данных опробования по длине скважины в виде гистограмм содержания по выбранному числу компонентов, а также в наличии механизма формирования рудных интервалов по заданным кондициям. Для реализации этих функций использован графический интерфейс в стандарте WIN00WS-приложений.

Подготовка данных для количе-

Рис. 2. Геологическая колонка скважины Условные обозначения:

- Апатито-нефелиновая руда линзовидно- полосчатая

- Апатито-нефелиновая руда крупноблоковая

- Уртиты массивные

- Уртиты пегматоидные

Месторождение:

Скважина: 314/12+36 Min мощность руд. тела - 9 м

Длина 104 м Max мощность пустой породы - 9 м

X 29671.373

Y 40165.405

Z 531.460

№ От До Длина % м*% Бортовое содержание, %

пробы 4 6 8

14624 0,00 3,40 3,40 23,04 78,34

14625 3,40 7,80 4,40 22,36 98,38

14626 7,80 11,80 4,00 19,34 77,36

14627 11,80 15,00 3,20 19,92 63,74

14628 15,00 17,90 2,90 17,20 49,88

14629 17,90 21,30 3,40 20,03 68,10 42,2 42,2

14630 21,30 24,60 3,30 21,05 69,47

14631 24,60 28,00 3,40 12,99 44,17 16,83% 16,83%

14632 28,00 30,95 2,95 14,39 42,45

14633 30,95 33,50 2,55 13,10 33,40

14634 33,50 36,40 2,90 10,85 31,47

14635 36,40 42,15 5,75 9,14 52,56 92,8 15,44%

14637 42,15 44,65 2,50 2,94 7,35

14638 44,65 46,75 2,10 4,75 9,97 10,9 10,9

14639 46,75 50,00 3,25 3,22 10,47 3,87% 3,87%

14640 50,00 53,10 3,10 4,69 14,54

14641 53,10 56,05 2,95 24,23 71,48

14642 56,05 61,95 5,90 17,02 100,42

14643 61,95 65,90 3,95 16,66 65,81 37 37

14644 65,90 69,00 3,10 16,73 51,86 18,02% 18,02%

14645 69,00 73,60 4,60 8,91 40,99

14646 73,60 78,40 4,80 24,08 115,58

14647 78,40 84,35 5,95 17,77 105,73

14648 84,35 90,10 5,75 20,00 115,00 10,3 10,3

14649 90,10 92,75 2,65 5,13 13,59 2,68% 2,68%

14650 92,75 95,05 2,30 2,21 5,08 7,6

14651 95,05 97,95 2,90 1,63 4,73 1,82%

14652 97,95 100,3 2,40 1,69 4,06

Условные обозначения:

- Кондиционный рудный интервал (при заданном варианте бортового содержания);

- Внутрирудный прослой с некондиционным содержанием Р205;

- Рудный интервал некондиционной мощности

Рис.3. Оконтуривание рудных интервалов

ственной и качественной оценки запасов включает операции по оконтуриванию в трехмерном пространстве (площадь распространения, мощность) балансовых и забалансовых руд, вычисление мощностей рудных и безрудных интервалов по разведочным выработкам, расчет средних содержаний полезных компонентов в соответствии с параметрами кондиций, обоснование величины объемной массы руд, принимаемой для перевода запасов из объемных в весовые единицы.

Операции по оконтуриванию запасов начинаются с выделения рудных и безрудных (с некондиционным содержанием полезных компонентов) интервалов по

данным опробования разведочной выработки. Если между рудами и околорудными породами имеются резкие контакты или плавные взаимопереходы, фиксируемые по результатам опробования, граница между ними проводится по пробам с заданными кондициями содержаниями полезных компонентов. В более сложных случаях, при неравномерном распределении оруденения алгоритм процедуры по оконтуриванию заключается в выделении рудных и безрудных интервалов и в многократной попарной проверке их на кондиционность с целью исключения группы подряд расположенных некондиционных проб общей мощностью более предельно допустимой

для безрудного интервала. В общем виде задача по оконтуриванию рудных интервалов по выработке (пересечению) состоит в том, чтобы обеспечить условия кондиций по совокупности параметров: бортовому содержанию, мощности рудной залежи и не допустить включения в подсчетный контур прослоев некондиционных руд.

При неравномерном распределении оруденения встречаются сложные комбинации сочетания рудных и нерудных проб, вызывающие неоднозначные решения о правомерности их включения в подсчетный контур. Это связано с тем, что отдельные параметры кондиций действуют не изолированно, а во взаимосвязи, что накладывает дополнительные ограничения на применение их в совокупности.

С помощью разработанного редактора реализовано графическое представление колонки скважин с гистограммами содержаний полезных компонентов. Упрощенный вид геологической колонки для одного из апатитовых месторождений показан на рис. 2.

Каждой скважине соответствует свой набор данных в таблице инклинометрии, таблице проб и таблице содержаний полезных компонентов. Для скважин заносятся номер, глубина и координаты устья. В таблицу инклинометрии записываются глубина замера инклинометрии, азимут горизонтальной проекции ствола скважины (в пределах от 0 до 360), угол наклона ствола скважины (в пределах от -90 до 90). В таблицу проб заносятся номера проб, интервалы опробования и типы пород. Кроме того, по каждой пробе в поле можно сделать краткое геологическое описание. В таблице содержаний для каждого компонента проставляется его процентное содержание.

По каждой выработке заполняется таблица проб и таблица содержаний полезных компонентов. Для пробы необходимо задать начало и конец по всем координатам и указать тип породы. При задании кондиций (бортовое содержание, минимальная мощность рудного тела, максимальная мощность прослоев пустых пород) осуществляется расчет, результаты которого представляются в следующем виде (рис. 3).

По результатам расчета осуществляется оконту-ривание рудных тел, построение разрезов и погори-зонтных планов, подсчет запасов.

Рис. 4. Геологическая модель месторождения

В основе технологии построения геологической модели месторождения лежат методы и средства работы с каркасными и блочными моделями рудных тел. Формированию каркасных моделей предшествует работа с сечениями рудных тел, положение контуров которых на плоскостях сечений задается с использованием модели геологических проб. Блочные модели рудных тел формируются в границах каркасных моделей. При этом блоки вблизи границы могут иметь меньший размер, чем в центре рудного тела. Определение содержания полезных компонентов в блоках осуществляется на нормализованной модели геологических проб с использованием методов геостатистики.

В плане непосредственной адаптации системы к задачам определения параметров разработки построена геологическая модель (рис. 4) и схема вскрытия Сопчеозерского хромитового месторождения при комбинированной отработке.

Блок экономической оценки является программой, которая в равной степени может работать как часть создаваемого продукта, поддерживая все его связи, так и как самостоятельная программа при экспертном вводе информации.

Для ряда перспективных месторождений Кольского полуострова по материалам поисковых и разведочных работ были созданы базы данных, построены геологические модели и осуществлено определение основных параметров горных предприятий с расчетом экономических показателей на стадии геолого-экономической оценки.

В настоящее время в системе СеоТесЬ-30 доступны следующие группы объектов, которые используются при геолого-экономической оценке:

«Геология» - сечения рудных тел, а также каркасные и блочные модели, построенные на этих сечениях.

«Поверхность» - точки и линии топоповерхности, бровки карьеров, отвалов, а также каркасные модели, построенные на точках этих элементов.

«Выработки» - осевые линии и сечения проектных подземных выработок, а также каркасные модели, построенные на этих сечениях.

«Выемочные единицы» - проектные сечения добычных блоков для открытых и подземных горных работ, а также каркасные модели, построенные на этих сечениях.

«Конструктивные элементы» - сечения и построенные на их основе модели конструктивных элементов и узлов для подземных горных работ.

Продолжаются работы по созданию блока системы, осуществляющего автоматизированный выбор способа и систем разработки и определения основных параметров горного предприятия.

------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лукичев С.В., Наговицын О.В. Решение задач горной технологии с использованием системы GeoTech-3D // Наукоемкие технологии добычи и переработки полезных ископаемых. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2001. С.90-93.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ