Наукові основи об’ємного моделювання і маркшейдерського інформаційного забезпечення відкритих гірничих робіт

(66)

П'ятий розділ „Підсистема маркшейдерського забезпечення буро вибухових робіт”. Приклад практичної реалізації цифрових моделей ВГР стосовно до автоматизації маркшейдерського обслуговування буровибухових робіт (АРМ-БВР), що є складовою частиною АСМЗ.

В АРМ БВР одиничним об'єктом, що підлягає обробці, є вибуховий блок, а базу даних АРМ БВР складає множина блоків:

(67)

Блок має наступні атрибути, що однозначно ідентифікують його в БД і зберігають усі необхідні для розрахунків дані.

Загальними атрибутами вибухового блоку є: ідентифікатори кар'єру, обрію, екскаватора, оператора; дата створення проекту, дата вибуху, кут відриву порід від масиву, ідентифікатор ВВ; ідентифікатор геологічної зони, величина перебура, діаметр свердловин блоку; відстань між свердловинами в ряді, відстань між рядами свердловин; відстань опору по підошві, безпечні відстані для людей, для устаткування й ін.

У свою чергу <Метрична інформація> містить метричні і технологічні параметри. Ці дані дозволяють виконати проект обурювання блоку.

Геологічна інформація зі свердловини складається: номером шару, ідентифікатором породи й відмітками покрівлі і ґрунту для даного шару. За геологічною інформацією можна відбудувати стратиграфію для даної свердловини.

За даними, занесеними у БД АРМ БВР можна побудувати план блоку, що підривається, і розрізи по свердловинам і тривимірну модель .

У тривимірній моделі блоку можна побудувати його геологічну будівлю і досліджувати його структуру.

Запропоновано гібридну модель вихідної інформації для проектування БВР. Створено Автоматизоване робоче місце проектувальника БВР, на основі цифрової моделі ВГР, що дозволяє автоматизувати збір і обробку маркшейдерської і геологічної інформації і скоротити час проектування вибухового блоку в 3-4 рази.

Шостий розділ, „Практична реалізація принципів цифрового моделювання”. Основна реалізація ідей роботи виконана в АСМЗ, що дозволяє моделювати не тільки ВГР але і геологічні об'єкти. Реалізація ідей дисертаційної роботи в ГІС підроблених територій показала, що модель при відповідному настроюванні класифікаторів може моделювати велике коло просторових об'єктів і явищ і може використовуватися для візуального і програмного аналізу розташування об'єктів при керуванні даною територією.

Для побудови цифрових моделей ВГР необхідна детальна інформація про положення гірничих вироблень. Як показує практичне впровадження автоматизованих систем - для побудови цифрової моделі необхідно в 1.2-1.5 разів більше інформації, чим при традиційній технології. Збір цієї інформації за допомогою тахеометричної зйомки неефективний, тому що потребує значних витрат праці і часу, тому основою для автоматизованого збору маркшейдерської інформації є маркшейдерські фотограмметричні зйомки виконані цифровими камерами або лазерне сканування.

У дисертаційній роботі дані рекомендації з калібрування цифрових камер і корекції цифрових зображень, що описані в роботах [17,20,23]. Дослідження й експерименти показали перспективність пропонованої методики в гірничому виробництві.

ВИСНОВКИ

маркшейдерський гірничий комп'ютерний моделювання

У дисертаційній роботі дане рішення важливої наукової проблеми комп'ютерного моделювання відкритих розробок, що полягає в теоретичному обґрунтуванні абстрактних описових моделей відкритих гірничих розробок і автоматизованих систем для їхньої інтерпретації як алгебраїчних систем з об'єктно-орієнтованим представленням об'єктів ВГР, що дає можливість формально описати і детально представити їх у пам'яті комп'ютера і підвищити ефективність багатофакторного планування і керування гірничим виробництвом.

Основні наукові і прикладні результати роботи полягають у наступному.

1. Автором виконана класифікація об'єктів відкритих розробок по генезісу, геометричному й об'єктному складу. Визначено базові множини об'єктів, їхні властивості й алгебраїчні операції над кожною множиною об'єктів. Уперше запропонована алгебраїчна система для моделювання відкритих розробок і автоматизована система для інтерпретації моделі, як системи різноманітних множин, заснованих на множині дискретних точок маркшейдерських зйомок.

2. Визначено базові геометричні класи для моделювання ВГР і родовищ і сформульовані правила їхнього створення і відповідні їм обмеження. Узагальнені, систематизовані і формалізовані відносини між об'єктами, як у рамках свого класу, так і між класами, що визначає можливості просторового аналізу моделі ВГР в АСМЗ. Розроблено механізм спадкування властивостей типу “батько-нащадок” для геометричних класів моделі.

3. Розроблено посилальну цифрову модель денної поверхні відкритих розробок, яка базується на об'єктно-реляційній моделі, що дозволяє спростити дотримання топологічної коректності об'єктів моделі і зменшити обсяг моделі.

4. Виконано класифікацію властивостей основних об'єктів проектування і запропонована “Основна конструктивна площина”, що є основою для побудови усіх віртуальних моделей ВГР.

5. Виявлено закономірності побудови складних композиційних об'єктів відкритих розробок на основі відносин агрегування з використанням гнучких і твердих зв'язків.

6. Розроблено моделі динамічних об'єктів моделі ВГР і механізм їхньої взаємодії як між собою і з АСМЗ.

7. Прикладне значення роботи полягає в створенні, на основі теоретичних передумов, моделей ВГР і буровибухових робіт, що використовуються в розробленому автором програмному забезпеченні “Автоматизована система маркшейдерського забезпечення відкритих розробок” і “Автоматизоване робоче місце проектувальника буровибухових робіт”.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ ОПУБЛІКОВАНІ В НАСТУПНИХ РОБОТАХ

1. Могильный С.Г., Гавриленко Ю.Н., Шоломицкий А.А., Калюжный Н.Н., Сигитова Н.В., Дорош В.Р., Безбородов А.В. Концепции создания автоматизированной системы государственного земельного кадастра Донецкой области // Сб. научн. трудов НГА Украины. - Днепропетровск.: РИК НГА Украины. - 1999. - № 7. - Том 1.- С. 17-23.

2. Шоломицкий А.А., Панченко В.В., Головач Н.А., Войников Н.Д. Автоматизация решения маркшейдерских задач при разработке россыпных месторождений Иршанского горно-обогатительного комбината // Сб. научн. трудов НГА Украины. - Днепропетровск.: РИК НГА Украины. -1999. - № 7. - Том 2. - С. 118-119.

3. Шоломицкий А.А. Цифровые съемки открытых горных разработок // Физико-технические проблемы горного производства. Сб. научн. трудов. - Донецк. -1999. - Вып. 2. - С. 120-125.

4. Шоломицкий А.А. Принципы цифрового моделирования открытых горных работ // Труды ДонГТУ. -Донецк. -2000. - Вып. 11 - С. 77-85.

5. Шоломицкий А.А. Использование геоинформационных технологий в недропользовании // Сучасні досягнення геодезичної науки і виробництва. Зб. наук. праць. - Львів.: Ліга-Прес. - 2000. - С. 105-109.

6. Шоломицкий А.А. Объектный подход к проектированию элементов открытых горных работ // Сб. научн. трудов НГА Украины. - Днепропетровск.: РИК НГА Украины. - 2000. - № 9. - Том. 1. - С. 179-184.

7. Шоломицкий А.А. Моделирование пространственных объектов на открытых горных работах // Известия Донецкого горного института. - Донецк.: ДонГТУ. - 2000. - № 1. - С. 44-48.

8. Шоломицкий А.А. Объектный подход к цифровому моделированию открытых горных работ // Проблеми гірського тиску. Зб. наук. праць - Донецьк.: ДонДТУ. - 2000. - № 4. - С. 183-198

9. Шоломицкий А.А. Стереоскопическое представление цифровых моделей открытых разработок // Наукові праці ДонДТУ. - Донецьк.: ДонДТУ. - 2001. - Вип. 36. - C. 10-14.

10. Шоломицкий А.А., Дзеканюк А.О Построение моделей виртуальной реальности по цифровым моделям открытых горных работ // Наукові праці ДонДТУ. - Донецьк.: ДонДТУ. - 2001. - Вип. 23. - C. 29-32.

11. Шоломицкий А.А. Структура автоматизированной системы маркшейдерского обслуживания открытых горных разработок // Сб. научн. трудов НГА Украины. - Днепропетровск.: РИК НГА Украины. - 2001. - № 12. - Том. 1. - C. 66-72.

12. Шоломицкий А.А. Цифровое моделирование открытых разработок как объектов виртуальной реальности // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог.: КТУ. - 2001. - Вып. 77. - C. 44-49.

13. Шоломицкий А.А. Опыт эксплуатации автоматизированной системы маркшейдерского обслуживания открытых разработок // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог.: КТУ. - 2002. - Вып. 78. - C. 55-60.

14. Шоломицкий А.А. Особенности объектного проектирования открытых горных работ в стереоскопическом режиме // Інженерна геодезія. - К.: КНУБА. - 2002. - Вип. 46. - С. 292-299.

15. Шоломицкий А.А. Концепции создания автоматизированной системы маркшейдерского обслуживания открытых горных разработок // Сучасні досягнення геодезичної науки і виробництва. Зб. наук. праць. - Львів.: Ліга-Прес. - 2002. - С. 175-181

16. Левшов А.В., Шоломицкий А.А., Джура С.Г. Когнитивные модели в задачах электроэнергетики // Наукові праці ДонНТУ. - Донецьк.: ДонНТУ. - 2002. - Вип. 41. - С. 79-82.

17. Шоломицкий А.А., Шатохин А.Л. Создание испытательного стенда для калибровки цифровых камер // Наукові праці ДонНТУ. - Донецьк.: ДонНТУ. - 2002. - Вип. 45. - С. 80-84.

18. Могильный С.Г., Шоломицкий А.А., Мотылев И.В. Развитие идей цифрового моделирования открытых горных разработок // Наукові праці ДонНТУ. - Донецьк.: ДонНТУ. - 2003. - Вип. 62. - С. 23-33

19. Шоломицкий А.А. Автоматизированная система маркшейдерского обеспечения открытых разработок // Наукові праці ДонНТУ. - Донецьк.: ДонНТУ. - 2003. - Вип. 62.- С. 89-94.

20. Шоломицкий А.А., Шатохин А.Л. Определение параметров калибровки цифровых камер // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог.: КТУ. - 2004. - Вып. 86. - С. 40-44.

21. Шоломицкий А.А. Свойства объектов открытых разработок // Вісті Донецького гірничого інституту. - Донецьк.: ДонНТУ. - 2004. - №1. - С. 83-86.

22. Шоломицкий А.А. Алгебраические основы моделирования открытых разработок // Науковий вісник національного гірничого університету. - Дніпропетровськ. - 2004. - № 4. - С. 15-18.

23. Шоломицкий А.А., Шатохин А.Л., Сапелкина Е.В. Геометрическая коррекция цифровых снимков // Проблеми гірського тиску. - Донецьк.: ДонНТУ. - 2004. - Вип. 12. - С. 81-93.

24. Могильный С.Г., Шоломицкий А.А. Подсистема маркшейдерского обеспечения буровзрывных работ на открытых разработках // Наукові праці ДонНТУ. - Донецьк.: ДонНТУ. - 2005. - Вип. 85. - С. 27-33.

25. Шоломицкий А.А. Структура базы данных буровзрывных работ // Науковий вісник національного гірничого університету. -Дніпропетровськ. - 2005. - №1. - С. 26-29.

26. Шоломицкий А.А. Особенности цифрового моделирования открытых горных работ // Сб. научн. трудов НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины. - 1998. - №3. - Том 6. - С. 301-302.

27. Шоломицкий А.А. Принципы объектного моделирования открытых горных работ // 11th International Congress Of The International Society For Mine Surveying. - Cracow (Poland). - 2000. - Р. 95-104

28. Джура С.Г., Шоломицкий А.А. Виртуальные модели реального мира // Труды Международных конференций “Искусственные интеллектуальные системы”(IEEE AIS'02) и “Интеллектуальные САПР”(CAD-2002). Научное издание. - М.: Издательство Физико-математической литературы. - 2002. - С. 192-198.

29. Шоломицкий А.А., Джура С.Г., Дзеканюк А.О. Автоматизация проектно-конструкторских работ при открытой разработке месторождений // Машиностроение и техносфера XXI века. Сб. трудов межд. научно-техн. конф. - Донецк: ДонНТУ. - 2002. - Том 3. - С. 129-134.

30. Шоломицкий А.А. Принципы создания системы маркшейдерского обслуживания открытых разработок // Известия ТРТУ-ДонГТУ. Материалы Третьего Международного научно-практического семинара “Практика и перспективы развития институционного партнерства”. - Таганрог. Изд-во ТРТУ. - 2002. - Кн. 2. - С. 182-190.

31. Гавриленко Ю.Н., Шоломицкий А.А., Ермаков В.Н. Геоинформационная система мониторинга территорий закрывающихся шахт // „ГЕОИНФОРМАТИКА, ГЕОДЕЗИЯ, МАРКШЕЙДЕРИЯ” Сб. докладов межд. научно-техн. конф. - Донецк. - 2003. - С. 5-12.

32. Sholomitskij A., Anoprienko A., Djura S. Object Models In The Opencast Mining Coputer-Aided Design // Interactive Systems : The Problems of Human - Computer Interaction. Collection of scientific papers. - Ulyanovsk: UlSTU. - 2003. - Р. 40-47.

33. Шоломицкий А.А., Джура С.Г Компьютерное моделирование открытых горных разработок // Известия ТРТУ-ДонНТУ. Материалы Пятого Международного научно-практического семинара „Практика и перспективы развития партнерства в сфере высшей школы” - Таганрог: Изд-во ТРТУ. - 2004. -Кн. 2. -С. 185-191.

В роботах виконаних у співавторстві здобувачу належить наступне

[1] - концепції організації просторових даних і просторового аналізу в автоматизованій системі державного земельного кадастру;

[2] - методи рішення маркшейдерських задач по цифровим моделям ВГР;

[10] - теорія динамічних об'єктів і механізм взаємодії об'єктів і системи;

[16] - аналіз властивостей об'єктів в автоматизованих системах;

[19] - аналіз сучасного стану цифрового моделювання відкритих розробок, формальне представлення цифрових моделей;

[17,20] - організація і проведення експериментальних досліджень, аналіз результатів;

[23] - експериментальні зйомки, загальне керівництво і аналіз результатів;

[24] - формальне представлення моделі вибухового блока, створення програмного забезпечення підсистеми маркшейдерського забезпечення буровибухових робіт, аналіз результатів;

[28] - принципи побудови віртуальних об'єктів і їх взаємодія з системою;

[29] - принципи виконання проектних робіт в автоматизованих системах ВГР;

[31] - організація просторової інформації;

[32] - алгебраїчне обґрунтування геометричних моделей об'єктів ВГР;

[33] - представлення моделі і автоматизованої системи як алгебраїчних систем.

Размещено на Allbest.ru