Системы автоматизированного проектирования карьеров нерудных строительных материалов

Традиционно, проектирование карьеров нерудных строительных материалов велось в программном комплексе AutoCAD либо его аналогах, при этом использовалось так называемое «ручное проектирование», которое по сути использует программу только как «электронный кульман». Начиная, с второй половины 2000-х годов, стало активно развиваться трехмерное проектирование (3D) с использованием специализированных программных комплексов, таких как AutoCAD Civil 3D, Micromine, Surpac, GeoniCS, Credo.

Применение специализированного программного обеспечения для проектирования карьеров имеет огромное преимущество перед традиционным «ручным» проектированием в AutoCAD и позволяет:

- избежать ошибок при работе над объектом путем построения цифровой 3D модели карьера и возможности анализа данных;

- значительно увеличить скорость выполнения проекта и улучшить качество работ;

- легко и просто выполнить построение и анализ конечного положения бортов карьера с учетом необходимых берм и определить техническую границу карьера на дневной поверхности с учетом проектного разноса бортов;

- автоматизировано вычислить объемы горных работ как в целом по карьеру, так и по отдельному участку или уступу;

- построить календарные планы горных работ по горизонтам разработки карьера;

- автоматически построить гипсометрические планы и линии изомощностей залегания полезного ископаемого и вскрышных пород;

- автоматически построить линии разрезов и продольных профилей в нужных местах на основе созданной 3D модели объекта;

- создавать сложные многоярусные отвалы и определять в них объем пород, с учетом рельефа дневной поверхности

- автоматизировать построение продольных и поперечных профилей карьерных коммуникаций, автодорог;

- возможность вариантной проработки проектных решений;

- использовать в дальнейшем 3D модель карьера при ведении маркшейдерского учета.

Специализированное горное программное обеспечение типо Micromine или Surpac для проектирования карьеров нерудных строительных материалов не нашло большого применения по следующим основным причинам:

- Высокая стоимость программы и как следствие покупку лицензии могут позволить только крупные предприятия;

- Сложность в освоении, что требует больших временных затрат;

- Для полноценной работы необходимо наличие блочной геологической модели, что применимо в основном к рудным или угольным месторождениям;

На мой субъективный взгляд, для проектирования карьеров нерудных материалов, один из лучших вариантов — это использование программы AutoCAD Civil 3D. Почему именно она?

На это есть несколько основных причин:

- Мощная графическая программа с динамической связью объектов, что позволяет создавать и работать с 3D моделями практически любых по сложности объектов.

- Привычная среда и интерфейс AutoCAD что позволяет проектировщику легче начать обучение и освоение программы

- Множество удобных инструментов для создания проектных решений, удобная работа со сложными карьерными откосами с бермами и модерирование их выхода на заданные поверхности;

- Удобный и точный расчет объемов горных работ путем сравнения двух поверхностей;

- Динамическая связь объектов позволяет при изменении одного объекта автоматически перестроить следующий (например, при изменении продольного профиля трассы капитальной траншеи автоматически перестроиться план и откосы).

Естественно, при автоматизированном проектировании есть и свои минусы, которые к счастью достаточно легко решаются.

Итак, самый главный минус заключается в том, что в большинстве случае топографический план поверхности и план подсчёта запасов, который передают геологи в составе геологического отчета по месторождению- представляют собой обычный двухмерный чертеж AutoCAD, не представляющий абсолютно никакой практической ценности для 3D проектирования. В результате чего, необходимо потратить свое время и создать трехмерную цифровую модель дневной поверхности, а потом применив несколько нехитрых приемов в Excel создать цифровую модель по каждому геологическому слою.

Создание дневной поверхности не представляет особого труда, для этого можно использовать текстовые примитивы высотных отметок файла AutoCAD, точки высотных отметок, линии горизонталей, ребра триангуляционной сети, имеющиеся на топографическом плане.

Сначала создаем поверхность: для этого выполняется команда: область инструментов- поверхности- создание поверхности- называем поверхность «дневная»-ОК.

Если в качестве исходных данных используются текстовые примитивы высотных отметок, то на вкладке "Поверхность" на панели "Утилиты" щелчком выберите "Переместить текст на отметку". Затем выберите на чертеже текстовый объект либо воспользуйтесь одним из стандартных способов выбора объектов AutoCAD. Нажмите клавишу ENTER.

Далее, в области инструментов выбираем созданную поверхность, нажимаем «объекты чертежа»-правая клавиша мыши- добавить- тип объекта «текст»-выбираем на чертеже текст подписи высотных отметок (необходимо чтобы высотные отметки были на одном слое). К созданной поверхности при необходимости добавляются данные горизонталей, характерные линии рельефа.

После построения дневной поверхности, строится отдельная поверхность по каждому геологическому слою, например, поверхность- "кровля полезной толщи", "подошва полезного ископаемого".

Для этого, в программе Excel, в табличной форме с плана подсчета запасов последовательно вводятся данные по глубинам геологических слоев и с помощью функционала программы автоматически вычисляются отметки геологических слоев.

Пример вычисления в Excel отметок кровли и подошвы полезной толщи приведен на рисунке 1.1

Рис. 1.1 - Пример расчета отметок кровли и подошвы полезной толщи в Excel

На основе полученных значений абсолютных отметок кровли и подошвы полезной толщи, в Civil 3D строятся поверхности по каждому геологическому слою, в результате сравнения которых, будет производиться расчет объемов горных работ. Для построения корректной трёхмерной геологической модели месторождения, поверхности в Civil 3D рекомендуется строить с помощью инструмента «характерная линия» вдоль разведочных линий инженерно-геологических разрезов, выставляя значение по каждой разведочной скважине.

После построения легко и точно можно посчитать объемы горных работ, путем сравнения двух поверхностей. Особенно это актуально при календарном планировании горных работ и построении границ карьера в конечном положении. Единственный минус данного способа, что поскольку балансовые запасы в геологическом отчете обычно подсчитаны «вручную», методом среднеарифметического, который не учитывает всех особенностей рельефа и строения месторождения, то возникает небольшая погрешность, которую нужно в итоге увязывать с итоговой цифрой балансовых запасов.

Такие подготовительные работы по созданию 3D модели месторождения не отнимают много времени, и при правильной автоматизации и опыте работ, занимают около одного- двух дней при площади месторождения в районе 100 га. Но, потратив указанное время в начале, можно заметно ускорить процесс проектирования, улучшить качество и точность работ, тем самым облегчив себе жизнь на следующем этапе работы.

Анализируя вышесказанное, трехмерное проектирование карьеров нерудных строительных материалов — это тот путь развития, по которому идет проектирование как в нашей стране, так и за рубежом.

Но вместе с тем, данная сфера весьма многогранна и обширна, что требует ее отдельного изучения и рассмотрения на страницах специализированных изданий.

Рис. 1.2 - Фрагмент плана изомощностей полезной толщи, построенный средствами Civil 3D

Рис. 1.3 - Фрагмент гипсометрического плана дна карьера, построенного средствами Civil 3D

Рис. 1.4 - Фрагмент 3D модели бортов карьера в конечном положении

Рис. 1.5 - Фрагмент 3D модели отвала вскрышных пород

Проектирование карьеров ООО "ДОРГЕОПРОЕКТ"

Закажите технический проект разработки и рекультивации месторождения, проект горного отвода, проектную документацию на разработку карьера по лучшей цене и с лучшим качеством.

Напишите нам: info@dorgeoproekt.ru

Посетите наш сайт: www.dorgeoproekt.com


Избранные посты
Недавние посты
Архив
Поиск по тегам
Мы в соцсетях
  • Vkontakte Social Иконка

© ООО "ДОРГЕОПРОЕКТ". Все права защищены.

Данный сайт является объектом авторского права (в том числе дизайн). Запрещается копирование, распространение, тиражирование или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя.

  • Vkontakte Social Иконка
  • Instagram Social Иконка
  • YouTube Социальные Иконка
  • Facebook - Grey Circle