2012/2011/2010/2009/2008/2007/2006/2005

Разработана информационная система, предназначенная для моделирования и выбора параметров технологии добычи и обогащения твердых полезных ископаемых по стадиям производственного процесса. В основе системы лежат программные средства 3-мерного моделирования горно-геологических и технологических процессов, а также инструменты и средства формирования распределенных баз данных и баз знаний.

Информационная система является результатом исследований в области развития методов системного решения задач геотехнологии и обогащения полезных ископаемых на основе моделирования технологических процессов. Основой информационной системы является программный продукт MINEFRAME, разработанный в институте.

Сформированы базы данных, методики и средства поиска информации в компьютерных сетях по горным и обогатительным процессам и технологиям для этого, при создании компонентов системы был выполнен анализ и систематизация баз данных, предназначенных для решения задач освоения и эксплуатации месторождений твердых полезных ископаемых, предложены и реализованы методы и процедуры обмена данными между модулями информационно-аналитической системы.

Решены задачи по совершенствованию модулей проектирования и планирования горных работ, средств моделирования объектов и процессов горной технологии. Информационной основой системы является цифровая пространственная модель месторождений, данные которой используются при осуществлении технологических расчетов и формировании всех видов горно-графической документации.

Технологические модули системы охватывают наиболее важные процессы, связанные с ведением горных работ: это оптимизация границ карьеров; планирование открытых и подземных горных работ; планирование проходки горных выработок с инструментами расчета объёма подземных горных работ, календарного планирования, расхода взрывчатых веществ и материалов при их строительстве и эксплуатации; формирование комплексов оборудования; технология инженерного обеспечения закладочных работ; мониторинг снегонакопления в зонах лавинной опасности.

Разработаны программные средства и предложена методика автоматизированного проектирования массовых взрывов для условий ведения открытых и подземных горных работ, обеспечивающая комплексное решение задач инженерного обеспечения взрывных работ на основе расчёта параметров БВР и создания модели взрывного блока. Связь принимаемых технологических решений с моделированием напряженно-деформированного состояния горного массива дает возможность оценки проектных решений с точки зрения обеспечения безопасного ведения горных работ. Реализованы модули для моделирования и расчета схем проветривания подземных рудников и оценки аэрологической обстановки на открытых горных работах на основе трехмерных моделей рудников и карьеров. Разработаны методики моделирования и расчета аппаратов и процессов обогащения. 

Рисунок – Моделирование процессов геотехнологии и обогащения полезных ископаемых с помощью модулей информационной системы.

В настоящее время несколько десятков горных предприятий России, ведущих как открытую, так и подземную добычу полезных ископаемых, используют информационную систему для задач моделирования геологической среды, подсчёта запасов, проектирования, планирования и сопровождения горных работ. Программные средства и модели информационной системы используются при проведении НИР и прикладных исследовательских работ, связанных с определением параметров геотехнологии и обогащения полезных ископаемых, технико-экономических обоснованиях целесообразности разработки месторождений.

Разработан комплексный методический подход по обоснованию границы перехода с открытого на подземный способ разработки мощных глубокозалегающих рудных месторождений, основанный на геометрическом и экономико-математическом моделировании вариантов систем разработки и схем вскрытия запасов нижних горизонтов карьера.

В основе методического подхода по обоснованию границы перехода с открытого на подземный способ разработки мощных глубокозалегающих рудных месторождений лежит 3-мерное геометрического и экономико-математического моделирования вариантов систем разработки и схем вскрытия запасов нижних горизонтов карьера.

Схематично это реализуется следующим образом:

1. На основе геолого-структурного и геомеханического анализа массива горных пород определяются безопасные углы наклона бортов карьера.
2. На основе геометрического моделирования элементов подземной системы разработки и схемы вскрытия подкарьерных запасов рассчитывается себестоимость подземной добычи.
3. На основе себестоимости добычи и переработки руды оцениваются два коэффициента вскрыши: граничный допустимый (по нулевой рентабельности добычи руды открытыми горными работами) и граничный сравнительный (в экономическом сравнении с подземными горными работами). По первому оценивается глубина карьера, по второму – условия вовлечения в карьерное пространство руды в боках и торцах рудного тела.
4. Применение оптимизатора границ карьера по методу Коробова, реализованного в системе MINEFRAME (разработка Горного института КНЦ РАН), обеспечивает получение экономически приемлемой глубины карьера. При этом формируется относительно широкое дно карьера, обеспечивающее более быстрый и эффективный переход с открытых на подземные горные работы.
5. Анализ вариантов использования подземных горных выработок для вскрытия нижних горизонтов карьера позволяет оптимизировать схему транспортирования, что влечёт за собой изменение себестоимости руды.
6. Технико-экономическая оценка влияния глубины карьера (при её изменении относительно базовой в сторону увеличения и уменьшения) на экономические показатели с учётом новой схемы транспортирования обеспечивает уточнение глубины карьера.

Методика отличается от известных тем, что позволяет перейти от общих усредненных представлений об эксплуатируемых или перспективных месторождениях и параметрах технологии к дифференцированным на основе объемного районирования участков карьерного и шахтного полей по экономическим показателям. Результаты расчетов основополагающих показателей могут представляться в виде планов или разрезов по интересуемым участкам месторождения. На основании полученных данных имеется возможность оценить эффективность отработки различных участков месторождения, в том числе и целесообразность выемки прибортовых запасов карьера подземным рудником.

Обеспечивается как совместное использование вскрывающих глубокие горизонты карьера подземных выработок, так и более эффективный переход от открытых к подземным горным работам.

Рисунок – Схема вскрытия глубоких горизонтов карьера Ковдорского ГОКа
системой подземных выработок

1  2  3