Технология:

Общие для открытых и подземных горных работ

• Создание проектных моделей (векторных и каркасных) выемочных единиц, типовых конструктивных элементов и узлов системы разработки.
• Визуализация моделей объектов горной технологии в 3-мерном пространстве, на планах, вертикальных и произвольных разрезах, в том числе с отображением на плоскости разреза проекций близлежащих объектов.
• Подсчет объемных и качественных показателей полезного ископаемого в прирезках, погоризонтно и по этапам отработки.
• Планирование отработки выемочных единиц.
• Визуализации результатов мониторинга техногенных и технологических процесов.
• Формирования рабочих чертежей в принятых на предприятии условных обозначениях.

Открытые горные работы

• Проектирование карьеров с вписыванием системы транспортных коммуникаций.
• Конструирование траншей, полутраншей, насыпей, складов (штабелей) с подсчетом объемов вынимаемой и насыпаемой горной массы.
• Оптимизация границ карьера по экономической модели (метод Коробова).
• Горно-геометрический анализ карьерных полей.
• Построение бергштрихов и изолиний поверхности с выносом высотных отметок.
• Построение профилей дорог с формированием табличных данных по уклонам и сводной информации по всем карьерным дорогам.
• Проектирование массовых взрывов на карьерах.

Подземные горные работы :

• Параметрическое проектирование горных выработок с сечениями заданной конфигурации.
• Параметрическое проектирование типовых конструктивных элементов и узлов системы разработки.
• Проектирования подземных массовых взрывов.

Эффект от внедрения системы:

• Увеличение производительности труда специалистов при работе в едином информационном пространстве за счет исключения потерь времени на подготовку и передачу информации между подразделениями.
• Уменьшение риска при принятии решений. Применение автоматизированной системы будет оправдано, если это позволит избежать хотя бы одной грубой ошибки при ведении горных работ из-за решения принятого на основе недостоверной информации.
• Отказ от не интегрированных решений прошлого за счет введения общих процедур, протоколов и методологии во всех подразделениях предприятия. Исключение «лоскутной автоматизации», снижение или полное исключение затрат на стыковку информационных потоков различных участков работы.
• Появление возможности анализа прошлых операций и уточнения параметров добычи за счет легкого доступа к информации о ранее принятых технологических решениях.
• Сокращение затрат на ведение горных работ за счет более обоснованных и оптимальных решений при проектировании и планировании горных работ.
• Сокращение времени принятия решений и времени ответной реакции на изменение ситуации за счет возможности быстрого доступа к информации.
• Снижение вероятности искажения данных, так как исключаются ошибки при копировании и переносе информации, обеспечивается целостность данных и их сохранность.
• Переход на обмен информацией между подразделениями и службами в цифровом виде, что обеспечивает ее более эффективное использование.

       Максимальный эффект от внедрения системы достигается при комплексной автоматизации решения геологических, маркшейдерских и технологических задач в едином информационном пространстве горного предприятия.  

3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ  В MINEFRAME

К основным моделируемым объектам относятся:

• Геологические пробы 
• Рудные тела
• Пласты
• Маркшейдерские точки
• Подземные горные выработки
• Выемочные единицы
• Конструктивные элементы и узлы систем разработки
• Естественные и технологические поверхности
• Карьеры и развалы горной массы
• Траншеи и насыпи
• Отвалы

3.1 Пробы.

       Модели  проб представляют собой списки скважин или выработок (забоев) с заданными именами, которые, в свою очередь, содержат списки проб, моделируемых в исходном состоянии отрезками в 3-мерном пространстве. Скважины от выработок отличаются наличием данных о координатах устья и инклинометрии, используемых для определения координат начала и конца проб. Каждая проба содержит список компонентов/характеристик, в котором могут храниться данные о содержании полезного компонента, типе породы, принадлежности к рудному или не рудному интервалу и т.п. Проба, кроме исходного, может находиться и в нормализованном состояния, моделируемом точкой в 3-мерном пространстве. Нормализация проб осуществляется с заданным пользователем шагом нормализации. При этом, координаты нормализованной пробы соответствуют координатам центра интервала, связанного с шагом нормализации, а числовые характеристики рассчитываются с учетом вклада каждой входящей в интервал пробы или ее части. На экране монитора модели проб могут быть представлены в трех видах: Отрезки моделируют отдельные пробы в исходном состоянии. Цвет отрезков связан с числовым значением для текущей компоненты/характеристики. Точки в форме, заданной пользователем, моделируют нормализованные пробы. Цвет отрезков связан с числовым значением для текущей компоненты/характеристики. Наборы отрезков, объединеных в группы, моделируют принадлежность моделей исходных проб к интервалу, цвет которого соответствует геологической легенде, связаннной с текущей характеристикой. Это могут быть интервалы, связанные с кондициями или литологическими границами.

3.2 Маркшейдерские точки.

Модели маркшейдерских точек представляют собой объединенные в группы модели точечных объектов, содержащих полную информацию, необходимую для решения маркшейдерских задач. Модель точки, входящая в группу, на экране монитора представлена значком (графическим объектом), выбираемым пользователем для данной группы из списка условных обозначений. При отображении точки может выводится ее номер, что наряду с возможностью просмотра через специализированный редактор полного списка точек существенно облегчает процедуру работы с большими массивами данных.

3.3 Тела и поверхности.

       Данный  тип используется для создания моделей  объектов, имеющих поверхность. В  основе этого типа лежит набор сечений, на плоскостях которого располагаются контуры с точками или отрезками. Модели тел в отличие от моделей поверхностей имеют замкнутую каркасную (триангуляционную) поверхность, а следовательно и объем. По способу создания каркасные модели делятся на слоевые и поверхностные. При создании слоевых каркасных моделей формирование триангуляционной поверхности осуществляется по частям, ограниченным контурами, располагающимися на соседних сечениях. Поверхностные каркасные модели создаются по произвольному набору точек на основе триангуляции Делоне, обеспечивающей формирование поверхности с треугольниками оптимальной формы. Для создания каркасной модели сечения могут быть параллельными или не параллельными. Параллельные (или квазипараллельные) сечения используются для создания моделей объектов, имеющих прямолинейную ось (рудные тела, поверхности карьеров, выемочные единицы и т.д.). Не параллельные сечения используются для создания моделей объектов, имеющих ломаную ось (выработки, конструктивные элементы). Для создания модели тела на основе слоевой каркасной модели контуры должны быть, как правило, замкнуты. Для управления процессом триангуляции поверхности используются «сцепки», которые локализуют области триангуляции. Сцепки могут быть представлены отрезками и полилиниями. Последние используются при создании сложных поверхностей, опирающихся на две и более системы разрезов, что наиболее характерно для моделей рудных тел. Для создания модели тела на основе поверхностной каркасной модели (чаще всего это пластообразные формы) отдельные триангуляционные поверхности должны полностью закрыть всю поверхность тела. Для управления процессом создания моделей таких поверхностей используются граничные контуры (внешние и внутренние), ограничивающие область триангуляции Делоне и формирующие боковую триангуляционную поверхность. В рамках одной модели можно создать до 255 элементов (тел), которые связаны с конкретными контурами и содержат список параметров, характеризующих их свойства. Соседние контуры, лежащие на одном сечении, могут иметь общие точки, что существенно облегчает процедуру редактирования общих границ. Каждый элемент может иметь свою каркасную модель, а замкнутые тела еще и блочную. Модели тел могут быть объединены (сгруппированы). При этом сгруппированный объект, в свою очередь, может входить в другой сгруппированный объект. На экране монитора объекты могут отображаться в следующих видах:  

• Векторная модель - точки или отрезки, объединенные в контуры (списки), цвет которых соответствует цвету соответствующего элемента.  
• Каркасная модель - треугольники, построенные на точках контуров соответствующих элементов. Каркасная модель, в свою очередь, может быть представлена в твердотельной или проволочной форме. • Блочная модель - упорядоченное множество прямоугольных параллелепипедов, размещенных внутри замкнутой каркасной поверхности. Для лучшего моделирования формы тела вблизи его границы могут быть использованы блоки меньшего, чем в целом по телу размера. Максимальное уменьшение размера блока за счет дробления может достигать восьми крат по каждой из осей

       4 РАБОТА В MINEFRAME

      Автоматизированные рабочие места специалистов формируются из программных продуктов системы. Основным программным продуктом, на платформе которого реализовано решение большинства геологических, маркшейдерских и технологических задач, является графический редактор GeoTech-3D. Настройка GeoTech-3D при формировании автоматизированного рабочего места осуществляется путем выбора необходимых инструментов и размещения их на рабочих закладках. Передаваемый вместе лицензией электронный ключ содержит информацию об инструментах, используемых рабочим местом.

       Многопользовательский режим работы является основным условием комплексной автоматизации рабочих мест геологов, маркшейдеров и технологов. В системе режим реализован за счет схемы организации, обеспечивающей одновременный доступ всем специалистам предприятия (организации) к удаленным базам данных (БД), расположенным на сервере БД. В качестве сервера БД используется InterBase (Borland Inc.) или совместимые с ним.

       Главным элементом автоматизированного рабочего места является графический редактор GeoTech-3D, предоставляющий пользователю интерактивные средства моделирования объектов горной технологии. Интерфейс GeoTech-3D спроектирован таким образом, чтобы пользователь имел возможность выносить на панель рабочих инструментов только те из них, которые необходимы для решения конкретных задач (геологических, маркшейдерских или технологических). В сочетании с другими программными продуктами, входящими в состав MineFrame, использование GeoTech-3D позволяет практически полностью автоматизировать работу, связанную с инженерным обеспечением горных работ.

       Все программы системы MineFrame работают с БД, которые могут быть локальными, располагающимися на том же компьютере, что и рабочее место специалиста, или удаленными, располагающимися на другом компьютере (сервере). Схема взаимодействия приложений MineFrame и баз данных приведена на рисунке.

       Для GeoTech-3D основной является Технологическая БД, в которой содержатся такие объекты как модели рудных тел, подземных и открытых горных выработок и др. Эта БД данных должна быть подключена постоянно. БД опробования создается с помощью GeoTools и подключается к GeoTech-3D по мере необходимости для решения таких геологических задач, как: построение разрезов и планов, расчет содержаний полезных компонентов в выемочных единицах, геостатистическое исследование месторождения.

       GeoTech-3D может работать, как в однопользовательском, так и в многопользовательском режиме. В первом случае, как правило, клиент (приложение), сервер БД и сама БД физически располагаются на одном компьютере. В этом случае пользователь работает один и никто не создает помех при работе с объектами, хранящимися в базе данных.

       При работе в сетевом режиме с одной БД работают несколько пользователей. Клиентские рабочие места связаны сетевыми соединениями с сервером БД и пользователи непосредственного доступа к ним не имеют. Работа в многопользовательском режиме имеет несколько специфических особенностей, связанных с необходимостью:

• ведения списка пользователей, имеющих доступ к работе с сетевой версией приложений;
• определения полномочий каждого пользователя;
• сохранения настроек фильтрации и атрибутов видимости объектов для каждого пользователя;
• разрешения конфликтных ситуаций при попытках нескольких пользователей редактировать один и тот же объект;
• ведения журнала изменений объектов базы данных;
• вырабоки и соблюдении политики архивирования и восстановления БД на сервере.

       При работе в сетевом многопользовательском режиме несколько пользователей могут работать с одной БД, одним и тем же проектом и иметь доступ к общим моделям объектов. Каждый пользователь имеет свои настройки пространственной фильтрации и перечня открытых объектов.

       При многопользовательском режиме работы могут возникать ситуации, когда несколько пользователей пытаются редактировать модель одного и того же объекта. Чтобы избежать подобных ситуаций, в Geotech-3D применяется блокирование редактируемых объектов. При попытке пользователя редактировать объект происходит проверка блокировки этого объекта. Если объект заблокирован, то пользователю сообщается имя блокирующего пользователя и время начала блокировки. Если объект не заблокирован, то он блокируется, устанавливается время начала блокировки. При завершении редактирования и сохранения изменений блокировка снимается, записывается время окончания редактирования и идентификатор пользователя, сделавшего последнее изменение. Такая организация доступа к данным обеспечивает ведение журнала изменений и возможность отката к предыдущим версиям измененного или даже удаленного из БД объекта. Другими режимами работы являются учебно-демонстрационный и полнофункциональный.