Добыча полезных ископаемых открытым способом с проведением буровзрывных работ требует контроля смещения массива горных пород. На смещение породы влияние оказывает множество факторов, затрудняющих моделирование. Контроль смещения горных пород возможен после взрыва с помощью BMM-системы. Одной из таких разработок является программно-аппаратный комплекс «МАЯК» от российской компании «Инвитро Вижн».
Комплекс включает компоненты BMM-систем, а также имеет дополнительное программное обеспечение «МАЯК-КОНТУР» для моделирования смещения рудных контуров полезных ископаемых с учетом данных датчиков смещения «МАЯК», схемы инициирования, данных лидарной съемки. Особенностью «МАЯК-КОНТУР» является высокое быстродействие моделирования, что позволяет оперативно дать оценку смещения рудных контуров и трансформацию блочной модели непосредственно в карьере.
Мобильное решение для определения смещения горных пород
ПАК «МАЯК» предназначен для определения смещения горных пород после проведения буровзрывных работ при добыче полезных ископаемых открытым способом. В состав ПАК «МАЯК» входят датчики контроля смещения горной массы «МАЯК» и комплект оборудования для работы с датчиками, а именно устройство программирования (программатор) – устройство бесконтактной активации и настройки датчиков «МАЯК» и устройство поиска датчиков «МАЯК» – для определения координат датчиков до и после взрыва. Оборудование поставляется в противоударном кейсе для удобства транспортировки и защищенности при хранении.
Датчики «МАЯК» имеют возможность программирования времени срабатывания и активации по взрыву (до 1 месяца ожидания). Глубина обнаружения датчика в скважине до 15 метров. Каждому датчику может быть задан уникальный номер (до 32 номеров) с возможностью размещения нескольких датчиков в одной скважине. Датчики «МАЯК» являются расходными материалами и поставляются в количестве, определенном заказчиком.
Также следует отметить, что устройство поиска укомплектовано GNSS-приемником (GNSS-ровером) для определения координат до и после взрыва, а также опционально может комплектоваться лазерным сканером для работы с облаком точек поверхности уступа до и после взрыва. Оба приемника интегрированы в приложение Mark Detector, которое установлено на полевом контроллере, входящем в состав устройства поиска. Приложение Mark Detector предназначено для поиска и конфигурирования датчиков «МАЯК», а также позиционирования устройства поиска.
При поиске датчика «МАЯК» выполняется непрерывная регистрация данных, включая временные метки, уровни принимаемого сигнала, значения глубины залегания датчиков «МАЯК», трехмерные геодезические координаты с сантиметровой точностью, а также параметры качества позиционирования устройства поиска. Первичная обработка данных производится встроенным в полевой контроллер программным обеспечением Mark Detector, которое использует двухуровневую систему регистрации данных: автоматическую запись и ручную фиксацию оператором координат точек с максимальным уровнем сигнала.
Данные сохраняются в файлах и доступны для последующего анализа на персональном компьютере. Полевым контроллером осуществляется преобразование трехмерных координат GNSS-приемника с учетом геометрических параметров измерительной системы (высоты установки антенны, положения приемной катушки), что позволяет достоверно определить пространственное расположение оборудования.
Моделирование смещения рудных контуров после взрыва
Также в состав комплекса «МАЯК» входит программное обеспечение «МАЯК-КОНТУР» для моделирования смещения рудных контуров после взрыва.
Моделирование до проведения взрывных работ имеет ряд проблем – отсутствие данных о реальном качестве предстоящих буровзрывных работ, отклонения в работе детонаторов и системы замедлений, отсутствие информации о фактическом распространении взрывной волны в горном массиве.
Модель должна учитывать большое количество параметров, требующих настройки, что добавляет ошибку, связанную с субъективным фактором квалификации специалистов. Многофакторность процесса моделирования приводит к тому, что цифровая модель может давать ошибки и требует подтверждения прямыми измерениями с помощью датчиков.
Комплекс «МАЯК-КОНТУР» использует данные о рудных контурах, концентрации полезных ископаемых в контурах, данные лидара, карту проведения взрывных работ, данные датчиков «МАЯК».
Возможности «МАЯК-КОНТУР»:
- Использование данных проекта проведения взрывных работ;
- Визуализация времени инициирования;
- Бесшовная интеграция с ПАК «МАЯК» по получению данных об установленных и обнаруженных датчиках и визуализация их положения в рудном блоке до и после взрыва;
- Загрузка контуров рудного тела в формате проектных данных систем автоматизированного проектирования;
- Загрузка блочной модели взрывного блока для определения границ рудного тела;
- Выгрузка контуров с необходимым содержанием руды или полной блочной модели фактического положения рудного тела после проведения взрывных работ в формате CSV или DXF;
- Интеграция и использование в модели данных лидарной съемки.
«МАЯК-КОНТУР» обрабатывает массивы данных в виде слоев, которые можно визуализировать, импортировать или экспортировать. Имеется широкий выбор настроек отображения слоев в интерфейсе программы. Например, при визуализации слоев можно выбрать детализацию отображения расположения скважин в пространстве, рудных контуров с выделением цветами выбранных полезных ископаемых, расположение датчиков и векторов их смещений после взрывных работ. Время активации зарядов в скважинах изображается как изолинии различных цветов в соответствии со схемой инициирования. При необходимости, могут быть добавлены данные лидара с выбранной плотностью отображения точек измерения.
Моделирование смещения рудных контуров полезных ископаемых после проведения взрывных работ осуществляется как трансформация блочной модели.
«МАЯК-Контур» позволяет выполнить гибридную трансформацию блочной модели на основе информации о смещении датчиков «МАЯК», схемы инициирования, расположения рудных контуров и детализации блочной модели.
Для работы «МАЯК-КОНТУР» достаточно современного персонального компьютера или ноутбука с операционной системой Windows. Отличительной особенностью «МАЯК-КОНТУР» является возможность выбора алгоритмов преобразований при моделировании (гибридной трансформации) с целью обеспечения баланса точности и быстродействия. Например, работа со слоями данных, имеющих более 300 тысяч блоков, осуществлялась в реальном времени (компьютер с процессором AMD Ryzen 9 9950X3D). Процесс моделирования смещений (трансформаций) рудных контуров занимал несколько минут.
Предлагаемые компанией «Инвитро Вижн» программно-аппаратный комплекс «МАЯК» и программное обеспечение «МАЯК-КОНТУР» позволяют реализовать завершенный технологический цикл – от непосредственного измерения смещения руды в процессе проведения взрывных работ до аналитической обработки разрозненных данных, что позволяет сформировать целостную картину смещения рудных контуров.
Упор на скорость моделирования позволяет оперативно выполнить оценку смещения рудных контуров на портативном компьютере, что дает возможность оперативного принятия решений для точного управления горными работами и уменьшения потери руды в результате разубоживания.
Текст: Юрий Николаевич Маслаков, технический директор ООО «Инвитро Вижн»; фото: ООО «Инвитро Вижн»
ООО «Инвитро Вижн»
+7 (4722) 77-02-55, +7 (962) 307-02-55
sale@invitrovision.ru, www.invitrovision.ru