Подсчёт запасов, проектирование с использованием информационных технологий

А.К.Порцевский
Подсчёт запасов, проектирование с использованием информационных технологий

Степень обеспеченности горного предприятия подготовленными и готовыми к выемке запасами руд - важнейший фактор, влияющий на эффективность его работы. Недостаточное количество этих запасов приводит к сокращению фронта добычных работ, увеличению разубоживания руды, снижению качества и повышению себестоимости продукции.

Наоборот, избыточная обеспеченность приводит к "замораживанию" значительных оборотных средств, увеличению расходов на содержание и ремонт горных выработок, к повышению потерь руды. Поэтому так важно использовать прогрессивные методы управления запасами руды.

Современные методы управления запасами [1] базируются на использовании вычислительной техники и проведении расчетного эксперимента, имитирующего динамику горных работ. При этом основное внимание уделяется созданию компьютерного банка данных по горно-технологическим условиям ведения работ с размещением технологических объектов в пространстве с использованием средств компьютерной графики на всех стадиях проектных работ и плановых расчетов.

По результатам парного корреляционно-регрессионного анализа и вычисления статистических характеристик (среднее значение, среднеквадратическое отклонение, дисперсия, асимметрия, коэффициенты вариации), устанавливается зависимость среднемесячной производительности блока по добыче руды от про-мышленного запаса руды в усредненном блоке на конец месяца и числа этих эксплуатационных блоков.

На этом основании определяется необходимое количество блоков с определенными промышленными запасами руды и содержаниями в них полезного компонента, обеспечивающих плановые (проектные) показатели горного предприятия по количеству руды заданного качества при условии равномерной отработки запасов. Например, для эксплуатируемых урановых месторождений Украины установлено, что нормативная обеспеченность подготовленными запасами руды должна составлять 20…30 мес., готовыми к выемке – 4…5 мес.

Изучение и отработка сложноструктурных месторождений всегда была и остаётся трудной задачей для горной науки и практики. Последней инструкцией ГКЗ (1997 г.) выделяют четыре группы месторождений по сложности строения; для каждой из них требуется определённое соотношение разведанных запасов по категориям «А, В, С1 и С2». При этом величины погрешности определения запасов по категориям инструкцией ГКЗ не регламентируются. Однако предшествующие исследования, нормативные документы и многолетняя практика геологоразведочных работ [2], так или иначе, ориентируются на следующие величины погрешностей: для категории «А» - не более ±10%, для «В» -  ±25% и для «С» - ±50%.

В настоящее время точность определения запасов рассматривается многими специалистами как один из экономических признаков инвестиционной привлекательности или, наоборот, инвестиционного риска при проектировании горных предприятий. В зависимости от степени изменчивости основных свойств и сложности ме-сторождения определяют необходимую плотность геологоразведочной сети [3] и, тем самым, объёмы и затраты на поисково-разведочные работы.

Для месторождений (или участков) весьма сложного строения, с резко изменчивыми контактами и мощностью рудных тел, с исключительно невыдержанным распределением полезных компонентов, как правило, экономически нецелесообразно выявлять запасы даже по категории «В», поэтому допускается проектирование и строительство горных предприятий на базе оценки запасов по категории «С1».

Известна систематизация сложноструктурных образований и признаков сложноструктурных рудных месторождений, участков и блоков [5], позволяю-щая качественно оценить степень сложности эксплуатационного блока.

А для количественной характеристики эксплуатационных блоков можно подсчитывать общий показатель сложности геолого-морфологического строе-ния и горно-технологических условий добычи руды в эксплуатационном блоке (?). Этот показатель сложности зависит от структурного типа месторождения, от характера контактов рудных и безрудных участков, от характера рас-пределения металла в руде, проявлений напряжённо-деформированного состояния горного массива и от характера горно-технологических условий добычи руды в эксплуатационном блоке.

Чем выше значение показателя сложности, тем более тяжёлые условия добычи месторождения, тем выше инвестиционный риск проектирования и тем больше будут расходы на геологоразведочные работы, на управление состоянием горного массива, тем выше будут величины потерь и разубоживания при добыче, т.е. возрастает экономический ущерб и падает прибыль предприятия. Показатель сложности может быть использован для оптимизации прогнозно-поисковых геологоразведочных работ и для нормирования минимального разубоживания руды Rнорм, соответствующего применяемой технологии отработки конкретного эксплуатационного блока (чем выше значение ?, тем выше и Rнорм).

В настоящее время практически все крупные горноразведочные и  горнодобывающие организации используют при обработке первичных данных по запасам полезных ископаемых компьютерные программы. Фирмы-производители программного обеспечения постоянно совершенствуют свою продукцию, например, включая в свои разработки технологию космической навигации GPS (Системы Глобального Позиционирования), позволяющей с высокой точностью определять координаты движущихся или стационарных объектов с использованием спутниковых радиосигналов. Общепризнанными мировыми лидерами в компьютерном обеспечении разведки и добычи являются следующие фирмы:

1) AQUILA Mining Systems Ltd. (Montreal, Canada). Является пионером в рассматриваемой области. AQUILA впервые в мире создала буровую систему, распознающую горную породу;
2) Surpac Software International (United Kingdom). Surpac является одним из лидеров создания качественной 3D-графики для горных приложений;
3) DataMine (Datamine International, United Kingdom). Системой пользуются несколько тысяч консультационных фирм и горнорудных предприятий всего мира. Многие эксперты считают её наиболее мощной и проверенной на практике при проектировании и работе горных предприятий;
4) GEOSTAT Software Inc. (Canada). Пакет POLYCAD предназначен для подсчета запасов по методу полигонов Вороного (многоугольников близости при подсчете горизонтальными сечениями). Подсчет запасов на основе блочной модели с использованием пакета BLKCAD может осуществляться интерактивно для двумерного или трехмерного вариантов;
5) LYNX Geosystem Inc. (Canada). Корпорация широкого профиля, производящая оборудование и программное обеспечения для решения задач САПР, нефте- и газоразведки, геофизики, экологии и картографии. Программа Voxel Analyst позволяет моделировать и визуализировать сложные геоэкологические объекты, вести подсчет объемов и запасов полезных ископаемых;
6) Gemcom Software International Inc. (Canada);
7) MapTek / Vulcan 3d software (Australia);
8) Cameco (Canadian Uranium Mining Co.);
9) MICROMINE (Micromine Pty Ltd, Australia);
10) TECHBASE (Minesoft, USA). Специализируется на планировании открытых горных работ.

Компьютерные программы представляют собой информационно-аналитические пакеты с использованием оборудования для сбора, обработки и передачи данных о горном массиве (по радиоканалу) непосредственно с бурового станка.

Они включают подсчёт запасов, трёхмерные изображения геологических структур и проектируемых горных выработок, программы позволяют планировать и оптимизировать горноразведочные и горнодобычные работы, включая мероприятия по охране окружающей среды.
Например, на Навоийском ГМК по добыче и переработке золотосодержа-щих руд успешно применяется компьютерная технология построения математической модели сложно-структурного месторождения и подсчета его запасов по данным опробования геологоразведочных скважин.

Использование математической модели позволило в 2-2,5 раза снизить систематическую погрешность оценки запасов. Применение GPS-технологии позволяет контролировать и управлять движением запасов, качеством добываемого сырья, автоматизировать проектирование горного производства (САПР).

Список литературы

1.    Ляшенко В.И. Развитие методов управления запасами руд при подземной разработке месторождений сложной структуры. – Горный журнал, 2005, № 6.
2.    Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. Авт.: Е.О.Погребицкий, С.В.Парадеев, Г.С. Поротов и др. – М.: Недра, 1977. - 405 с.
3.    Хоментовский Б.Н., Овсейчук В.А. Эксплуатационная разведка при разработке урановых и молебденово-урановых месторождений Стрельцовского рудного поля. - Журнал «Горный вестник», 1999, № 6. - С. 42-49.
4.    Геологические исследования и горнопромышленный комплекс Забайкалья. Под ред. Г.А.Юргенсона. – Новосибирск: изд. Наука, 1999. - 574 с.

5.    Порцевский А.К. Систематизация признаков сложноструктурных место-рождений. – Горный журнал, 2006, № 1. - С. 30-33.

Статья любезно предоставлена А.К.Порцевским