автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.01, диссертация на тему:Разработка автоматизированной системы маркшейдерско-геомеханического обеспечения подготовки горного производства для угольных шахт

од

На правах рукописи

СТАРИКОВ Глеб Борисович

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ МАРКШЕЙДЕРСКО-ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДГОТОВКИ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальность 05.15.01 — Маркшейдерия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1998

Работа выполнена в "Государственном научно-исследовательском ш статуте горной геомеханики и маркшейдерского дела — Межотраслево научном центре ВНИМИ"

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Шик В. N

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Попов В. Ь

кандидат технических наук Левин М. К

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный горны институт им. Г. В. Плеханова (технический университет)

Защита состоится " М " 1998 г. в ча

на заседании диссертационного Совета Д. 135.06.01 при Государственно научно-исследовательском институте горной геомеханики — Межо-раслевом научном центре ВНИМИ по адресу: 199026, Санкт-Петербург, I 26, Средний пр., 82, зал заседаний Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института с 9 до 15 часов.

Автореферат разрелан " ^ "__1993 г

Исх № _

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор технических наук,

профессор (^оМлэ ^ ''- Воскобоев Ф. Н

эщая характеристика работы

Актуальность проблемы. В числе задач, направленных на обеспечение нтабельности горно-добывающих предприятий, в том числе угольных 1хт, является информатизация технологической подготовки горного юизводства. Актуальность этой задачи определяется тем обстоятель-вом, что шахта относится к сложным системам, информация о которой ;ологическое строение, свойства массива, напряженное состояние) недо-аточно надежна по своей природе, а функциональные связи процессов и лений трудноформализуемы. В связи с этим возрастает необходимость равления горным производством на основе использования информацией ресурсов, в частности, в области маркшейдерии и геомеханики. С 91 г. во ВНИМИ осуществлялась разработка автоматизированной си-емы управления горными работами на угольной шахте, в которую вхо-¡т программное обеспечение по управлению геомеханическими процес-ми и выбору соответствующих технических решений при сооружении и юходке шахтных стволов, капитальных, подготовительных и очистных фаботок и др. Функциональным ядром этой системы является представ-емая в диссертации маркшейдерско-геомеханическая система МАРГИС, ¡еспечивающая сбор, накопление и обработку информации о природных технологических объектах шахты, трехмерное моделирование и графи-ское представление информации в чертежах маркшейдерской графи-ской документации.

Цель работы. Разработка маркшейдерско-геомеханической системы |ДГ0Т0вки горного производства на угольных шахтах на основе трех-:рной цифровой модели шахтного поля.

Идея исследований. Представление шахтного поля, как совокупности аимосвязанных и взаимовлияющих объектов, динамически изменяются в трехмерном пространстве и времени.

Задачи исследований. Анализ организационной и функциональной структуры маркшейдерской службы.

Анализ потоков маркшейдерской и геомеханической информации. Проектирование базы данных природных и технологических объектов шахтного поля.

Разработка программного обеспечения управления базой данных объектов шахтного поля, моделирования объектов в пространстве и времени, графического отображения объектов в стандартных условных обозначениях.

Методы исследования. Методом данного исследования является си-емный анализ процессов сбора, обработки, трансформации маркшей-рских данных.

Научные положения, выносимые на защиту:

- Шахтное поле может быть представлено, как иерархически упорядоченная совокупность физических объектов (капитальные, подготовительные и очистные выработки, целики , геолого-разведочные скважины и т. д.).

- В информационном отношении объект шахтного поля - это система структурированных маркшейдерских, геологических, технологических данных.

- Пространственное положение и динамическое взаимодействие объектов шахтного поля определяется на основе их математических моделей, включающих геометризацию, преобразования координат и привязку к маркшейдерской опорной и съемочной сети.

- Привязка к трехмерной цифровой модели шахтного поля опасных зон природного и техногенного происхождения осуществляется на основе конформных преобразований контуров этих зон и проектирования их на смежные пласты, а построение границ - на базе нормативно-технической документации по предотвращению горных ударов, внезапных выбросов угля и газа, охраны подготовительных и очистных выработок.

Научная новизна работы:

- Структура объектно-ориентированной базы данных.

- Информационно-математические модели объектов шахтного поля.

- Программное обеспечение моделирования объектов шахтного поля.

- Система ввода маркшейдерской трехмерной цифровой информации с растровых изображений маркшейдерских планов.

Личный вклад автора состоит в разработке:

- Структурированных информационно-математических моделей объектов шахтного поля.

- Программного обеспечения системы управления базой данных объектов шахтного поля.

- Программного обеспечения системы цифрового и графического моделирования объектов шахтного поля.

- Методов преобразования растровых изображений маркшейдерских планов в цифровые модели объектов шахтного поля.

Достоверность и обоснованность результатов исследований. Достоверность подтверждается проверкой соответствия результатов цифрового и графического моделирования на конкретных производственных объектах, подтвержденной актом промышленных испытаний.

Научное значение работы. Создание программно-функциональногс ядра маркшейдерско-геомеханической системы информатизации и трехмерного графического моделирования природных и технологических объектов в горном массиве и на земной поверхности при освоении подземного

ространства. Применение современных технологий сбора, хранения и бработки данных для повышения уровня технологической подготовки орного производства.

Практическое значение работы. Разработаны компьютерные технологии: Маркшейдерского обеспечения горных работ на угольных шахтах. Ведения исходных и производных чертежей маркшейдерской графической документации, для производства которых используется единая база данных объектов шахтного поля.

Обработки данных полевых наблюдений и маркшейдерских замеров, расчетов объемов проходки горных выработок и объемов добычи горной массы из очистных и подготовительных забоев. Пополнения маркшейдерских планов по результатам полевых измерений. Ввода информации в базу данных в терминах объектов шахтного поля. Ввода информации в базу данных с растровых копий чертежей маркшейдерской графической документации на основе методов трехмерного моделирования пространственного положения объектов. Создания специализированных чертежей маркшейдерской графической документации (план ликвидации аварий, план вентиляции и др.). Построения опасных зон на планах горных выработок.

Реализация результатов исследований. Программное обеспечение недрено на стадии промышленных испытаний в АО "Гуковоуголь" и спользовано для отображения горно-технической ситуации мульдовой асти Воркутского месторождения.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на ученом со-ете ВНИМИ и его секциях; на XV международной конференции по правлению горным давлением (Голден, Колорадо, США, 13-15 августа

996 г.), на II международном рабочем совещании по проблемам геодина-гической безопасности (ВНИМИ, Санкт-Петербург, Россия, 24-27 июня

997 г.); на II региональном симпозиуме АРСОМ'97 (Москва, Россия, 248 августа 1997 г.).

Публикации.

Основные положения диссертации отражены в 6 опубликованных ра-ютах.

Объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Содер-сит 70 страниц, 31 рисунок, 27 таблиц, 33 использованных источника.

Автор выражает признательность к.т.н. О. Г. Быковой за конструк-ивное обсуждение отдельных положений работы, М. В. Нефедову, внесшему большой вклад в разработку программного обеспечения МАРГИС, отрудникам лаборатории системных исследований за поддержку и техни-ескую помощь в работе.

Основное содержание работы

Маркшейдерские службы играют ключевую роль в процессе горногс производства на угольных шахтах, принимая важнейшее участие на всех стадиях планирования и сопровождения горных работ. Получаемая посредством маркшейдерских съемок, замеров и расчетов информация используется всеми инженерно-техническими подразделениями шахты. Совместно с геологической и технологической, маркшейдерская служба ведет контроль за геомеханической ситуацией в массиве горных пород, исполнением технических решений при работах вблизи и в опасных зонах. Сбор и накопление информации о положении горных работ ведется практически ежедневно. Результаты ее обработки находят отражение в маркшейдерской документации, имеющей разнообразные формы представления: расчетные табличные формы, текстовая информация, книги указаний и предписаний, эскизы на выполнение проходческих и очистных работ, картографические материалы.

Одним из важнейших маркшейдерских документов является план горных выработок шахты. Он используется при решении множества инженерно-технических задач. План является источником данных для их решения, пространством для моделирования ситуаций и отражения результатов принятых решений. На планах горных выработок фиксируется положение подготовительных и очистных забоев, строятся границы опасных зон и осуществляется контроль за приближением к ним горных работ, ведется планирование горных работ. Маркшейдерские планы служат основой для схем проветривания, графической части планов ликвидации аварий, схем размещения оборудования в выработках и являются важнейшей составной частью горно-графической документации, создаваемой маркшейдерской службой шахты.

Разработка программного обеспечения, предназначенного для использования на предприятиях горно-добывающей отрасли является одним из приоритетных направлений деятельности многих профильных научно-исследовательских организаций. На сегодняшний день существует множество прикладных программ, служащих средством автоматизации различных производственных задач (расчеты параметров крепления выработок, решение маркшейдерских задач и др.). В настоящее время практически всеми специалистами, занимающимися вопросами применения компьютерных технологий в горной промышленности признан тот факт, что опыт моделирования различных процессов горного производства, алгоритмической проработки многих актуальных задач должен быть применен для разработки комплексной системы автоматизации маркшейдерского, геологического, геомеханического обеспечения подготовки горного производства. С этой целью ведутся работы по внедрению комплексных систем зарубежного производства: МшеБсаре, Оа1ашше, Оетсот, 1САЯ и др., но в силу их высокой стоимости, неполного соответстия требованиям и стандартам,

ринятым в России, область применения этих систем ограничена. Ряд за-ач, связанных с обработкой картографических данных решается с по-ющью геоинформационных систем (Arclnfo, Intergraph, Maplnfo и др.). )бласть их применения ограничена тем, что основными источниками анных для ГИС являются картографические материалы, данные аэрофо-осьемки, но не данные полевых измерений. Факторы высокой стоимости аиболее развитых ГИС, необходимости подготовки специалистов по ИС-технологиям также препятствуют их внедрению на шахтах. Решению ногих задач комплексной автоматизации служат системы разработанные а базе широкоизвестных и зарекомендовавших себя систем автоматизи-ованного проектирования (AutoCad, Microstation). Во ВНИМИ разрабо-ана технология сканирования и векторизации маркшейдерских офсетных ланов на базе графического ядра Microstation-95 (лаборатория горной рафической документации, науч. руководитель - д.т.н.Михалевич Д. С.), ем же коллективом ведется разработка геоинформационной системы орного предприятия. В Москве Росинформуголь ведет разработку трех-[ерного инженерного графического редактора ТИГР также на графи-еской платформе Microstation-95. Отметим, что первая версия представ-яемой в диссертации системы МАРГИС была реализована как рограммная надстройка над AutoCad (1994 г.).

Исследования, основным направлением которых была разработка омплексной автоматизированной системы управления горным производ-твом, в лаборатории системных исследований ВНИМИ были начаты в 991г. в рамках НИР "Система управления горными работами на уголь-ой шахте". Функциональным ядром этой системы стала представляемая в иссертации маркшейдерско-геомеханическая информационная система 1АРГИС. Ее основное назначение: обеспечить сбор, организацию, на-лядное представление информации, необходимой для технологической одготовки горного производства угольных шахт. Функционируя со-местно с программами геомеханического обеспечения технологической одготовки производства, МАРГИС служит источником данных для ре-1ения задач расчета паспортов подготовительных и выемочных участков, троит выкопировки планов горных выработок, входящих в графическую асть этих паспортов.

Функциональным ядром МАРГИС является трехмерная цифровая юдель шахтного поля. Сбор, хранение данных и отображение результа-ов моделирования осуществляется путем совместной работы нескольких юдулей:

база данных природных и технологических объектов шахтного поля; система управления базой данных объектов шахтного поля; система ввода и редактирования данных в БД; генератор отчетов БД; графическая подсистема.

Основой для моделирования служит информация о пространственных объектах, находящихся в недрах и на земной поверхности. Созданию модели, как совокупности информационных объектов, их атрибутов и отношений предшествовал анализ системы маркшейдерских и геомеханических данных и их связей, в ходе которого изучалась существующая на горном предприятии система маркшейдерско-геомеханического обеспечения. Изучалась как организационная, так и функциональная структура маркшейдерской службы шахты, заключающаяся в исследовании функций и видов работ, выполняемых отдельными должностными лицами с целью определения последовательности выполнения функций, ведения задач, их границ и взаимосвязей для последующего автоматизированного решения.

Основой исследования функциональной структуры маркшейдерской службы являются существующие функциональные связи (внутренние и внешние), структурная схема объектов маркшейдерского обслуживания горного предприятия , функции маркшейдерского обеспечения объектов обслуживания.

Структуризация данных маркшейдерско-геомеханической информационной системы велась на основании изучения следующих основных функций маркшейдерского обеспечения:

• обеспечение управления горными работами;

• управление состоянием массива горных пород.

Функции маркшейдерско-геомеханического обеспечения горного предприятия рассматривались по:

• фазам управления (проектирование, планирование, учет, контроль, анализ, регулирование);

• стадиям и периодам управления (генеральная - срок существования предприятия; перспективная - пятилетие; текущая - год, полугодие, квартал; оперативная - месяц, декада, сутки).

Для эффективной структуризации данных и увязки функциональных задач проведены исследования и анализ информационных потоков, из чего определяется исходная и результирующая информация; процессы и последовательность преобразования исходной информации в результирующую. Основу исследуемой информационной системы составляют:

• перечень документов и показателей;

• характеристики потоков информации (объем информации, периодичность, вид документов и показателей);

• перечень и последовательность процедур обработки информации;

• элементы организационной структуры (подразделения-поставщики документов, подразделения потребители документов, должности работников: составителей и получателей документов).

Исследование функций маркшейдерско-геомеханического обеспечения, анализ информационных потоков показали, что информация, находящаяся в ведении маркшейдерской службы всегда привязана к тем или иным природным или техногенным объектам шахтного поля. Это означает,

то шахтное поле может быть представлено, как иерархически упорядо-енная совокупность физических объектов (капитальные, подготовитель-ые и очистные выработки, целики, геолого-разведочные скважины и т. д.). 1сходя из этого, разработана структура базы данных объектов шахтного оля, где данные упорядочены в соответствии со следующими иерархиче-кими уровнями: объекты информационной системы; объекты шахтного поля; объекты рабочего пласта.

Для ввода, хранения и накопления информации разработана база анных природных и технологических объектов шахтного поля, реали-ующая реляционную модель данных, в которой иерархическая структура бъектов поддерживается отношениями "один к многим". Реляционная аза данных состоит из набора связанных ключевыми полями таблиц дан-ых. При выборе формата таблиц БД основную роль играли факторы беспечения целостности данных и их открытости для использования нешними программами. Маркшейдерско-геомеханическая информаци-нная система МАРГИС использует формат таблиц баз данных Paradox, азработанный фирмой Borland (США). В качестве системы управления азами данных используется интегрированная в программное обеспечение МАРГИС СУБД Borland Database Engine. Доступ к базам данным форма-а Paradox поодерживается практически всеми ведущими мировыми раз-аботчиками СУБД с помощью наборов стандартных драйверов. Доступ базе данных МАРГИС обеспечивается при работе: на локальной вычислительной машине;

в распределенной среде клиент-сервер с использованием Borland InterBase Server или Microsoft SQL Server;

в корпоративной сети предприятия IntraNet (технология "тонкого клиента", когда в качестве проводника к данным могут использоваться известные программы, служащие для просмотра данных в InterNet типа Microsoft Internet Explorer).

Ключевым системообразующим понятием маркшейдерско-гео-еханической информационной системы МАРГИС является объект шахт-ого поля. В информационном отношении объект шахтного поля - это истема структурированных маркшейдерских, геологических, технологиче-ких данных. В числе объектов шахтного поля особое место занимают ространственные объекты, т.е. те объекты, которые отображаются на артах и планах в соответствии с требованиями нормативно-технической окументации по условным маркшейдерским обозначениям. Изначально, основу классификации пространственных объектов были приняты прин-ипы геоинформатики. Любой объект, требующий картографического тображения может быть охарактеризован как точечный, линейный или лощадной. В качестве примеров можно привести ствол, как точечный бъект, подготовительная выработка - линейный, очистная выработка -

площадной. Данная классификация универсальна, но недостаточно эффективна при решении многих задач технологической подготовки горного производства. Достаточно очевидно, что формально сведенные в одну группу объекты содержат различные способы обработки информации. Поэтому, в МАРГИС особо выделяются объекты горного производства, такие как подготовительная и очистная выработка, целик угля, опасная зона и другие, для которых разработаны соответствующие структуры данных и методы их обработки. Со временем удельный вес этих объектов в общей структуре объектов системы неуклонно растет. Наиболее детальная проработка структур данных проведена для объектов, к которым, по результатам обследования, наиболее часто применяются функции марк-шейдерско-геомеханического обеспечения: действующие подготовительные и очистные выработки; и к объектам, представляющим опасность при ведении горных работ: концентраторам опорного давления (целики и краевые части). В настоящее время база данных МАРГИС содержит следующий набор таблиц, расширяемый по мере развития системы:

1. Общие сведения о шахте.

2. Сведения о вертикальном шахтном стволе.

3. Сведения о рабочем пласте.

4. Общие сведения о геолого-разведочной скважине

5. Сведения о пересечении скважиной рабочих пластов.

6. Общие сведения о протяженной выработке.

7. Координаты трассы протяженной выработки.

8. Сведения о положении забоя протяженной выработки.

9. Сведения о сопряжениях с другими выработками.

10. Общие сведения об очистной выработке (лаве).

11. Оконтуривающие выработки лавы.

12. Сведения о положении забоя лавы.

13. Общие сведения о целике.

14. Координаты контура целика.

15. Общие сведения об опасной зоне.

16. Координаты контура опасной зоны.

17. Сведения о точечном объекте.

18. Справочная таблица типов точечных объектов.

19. Общие сведения о линейном объекте.

20. Координаты трассы линейного объекта.

21. Справочная таблица типов линейных объектов.

22. Общие сведения о площадном объекте.

23. Координаты контура площадного объекта.

24. Справочная таблица типов площадных объектов.

Информация о структуре таблиц находится непосредственно в диссертации. Те объекты горного производства, для которых не проработаны собственные информационные структуры данных, могут быть описаны в

1АРГИС как геоинформационные объекты - путем отношения к точеч-ым, линейным или площадным пространственным объектам.

Пространственное положение и динамическое взаимодействие объектов ахтного поля определяется на основе их математических моделей, вклю-гющих геометризацию, преобразования координат и привязку к маркшейдер-сой опорной и съемочной сети. Положение или контурные точки простран-гвенных объектов задаются абсолютными координатами (X, У, 7). В рактике горного производства для фиксации положения пространствен-ых объектов часто используется понятие привязки объекта, когда его по-шение или положение его контурной точки определяется расстоянием от аркшейдерского пункта, находящегося в протяженной выработке вдоль ее >ассы. Отметим, что расчет абсолютных координат контурных точек этих зъектов чаще всего не ведется, а их вынесение на чертежи маркшейдерской >афической документации осуществляется с помощью геометрических по-роений путем откладывания от маркшейдерских пунктов линейных вели-ш вдоль трасс протяженных выработок. Структура таблиц базы данных ютветствующих объектов обеспечивает возможность фиксации их поло-ения путем привязки к маркшейдерским пунктам, а диалоговые окна ре-жтирования данных объектов предоставляют средства осуществления зивязок, благодаря чему работа с данными МАРГИС ведется в удобной и жвычной для маркшейдера форме. Для этих объектов разработаны ме->ды преобразования данных из локальной системы координат измеренных шейных величин вдоль трасс протяженных выработок в абсолютные ко->динаты X, У, Ъ. Эти методы входят в состав математических моделей ютветствующих объектов, реализованных как классы объектно-жентированных языков программирования. Математические модели объ-:тов шахтного поля являются функциональным ядром системы МАРГИС. ни содержат функции графического моделирования объектов в норма-[вных условных обозначениях на чертежах маркшейдерской графической жументации. В математические модели протяженных и очистных вырабо->к включены функции обработки маркшейдерских замеров, обеспечи-дащие расчет данных о подвигании выработок за любые периоды времени определением объемов извлеченной горной массы. Математические моде-I целиков позволяют определить их площадь и объем полезного ископаемо в целике. Модели объектов шахтного поля служат для анализа геоме-;Нической ситуации на сближенных пластах свиты.

Реализация всех функций МАРГИС в единой программно- математикой среде дала возможность создать систему интерактивного ввода 1нных об объектах шахтного поля, пользуясь растровыми копиями чер-жей маркшейдерской графической документации. В работе системы 1афического ввода данных используется известный в системном анализе шнцип "обратной связи". Отображение объекта на растровой копии юна трактуется системой графического ввода так, словно оно получено едствами графического моделирования МАРГИС. Применяя обратную

последовательность процедур моделирования объекта, система формирует структурированное описание его пространственного положения с одновременным сохранением информации в базе данных. Этот подход к оцифровке растровых изображений в корне отличается от традиционных технологий векторизации. Для работы системы графического ввода пригодны монохромные, в градиенте серого, цветные изображения, которые могут быть получены с любого сканнера. Оцифровка объектов ведется с помощью специальных инструментальных панелей выбора режима цифрования с последующим указанием точек на растровой копии плана. При оцифровке протяженных и очистных выработок система поддерживает выполнение функций вычисления объемов проходческих и очистных работ. Система графического ввода данных дает возможность быстро и эффективно сформировать трехмерную цифровую модель объектов шахтного поля, пользуясь растровыми копиями архивных чертежей маркшейдерской графической документации. На рис.1 показано главное окно программы МАРГИС в процессе работы над оцифровкой очистной выработки.

В маркшейдерско-геомеханической информационной системе осуществлена привязка к трехмерной цифровой модели шахтного поля опасных зон природного и техногенного происхождения на основе конформных преобразований контуров этих зон и проектирования их на смежные пласты, а построение границ - на базе нормативно-технической документации пс предотвращению горных ударов, внезапных выбросов угля и газа, охраны подготовительных и очистных выработок. Нормативно-техническая документация по предотвращению горных ударов, внезапных выбросов угля и газа не содержит универсальных методов построения границ опасных зон для всех вероятных конфигураций концентраторов опорного давления. Кроме того, для различных угольных бассейнов существуют адаптированные к их условиям методы построения границ. Алгоритмически трудноформализуемые методы представляют значительные сложности для автоматизированного решения задач расчета границ опасных зон, и, при сложной конфигурации концентраторов зачастую дают неадекватные результаты. Другая сторона проблемы состоит в том, что расчету границ опасных зон предшествует трудоемкая (в случае свиты пластов) процедура поиска и совмещения планов горных выработок по всем пластам свиты с тем, чтобы определить наличие на них концентраторов опорного давления. В связи с этим, в МАРГИС реализована методика конформного преобразования и проектирования контуров концентраторов опорного давления и других объектов опасности на разрабатываемые пласты, исходя из анализа геомеханической ситуации на сближенных пластах шахтного поля и на земной поверхности с последующим построением границ опасных зон. Причем, размеры этих границ могут изменяться в случае необходимости (например, при пересмотре требований нормативно-технической документации). Пример проектирования контура концентратора опорного давления на разрабатываемый пласт приведен на рис. 2. Программа

вишсаш

П»ч> .—-IV' г

Очистные выработки

: ?,% 1зМ «11Л ом 128-в

• «жяи.- • »«л»"' -.....,¡^"1............._

«\"С4 Ж^^Щ^-КО&е*! КШГВР Ятттт |

~Д«гга замера и попожеы^ забоя лаеыт

Дата |01 04 31 Овозначенив на чертах«

Положен*; фйоя яаеы по хона.штрск^: Марк.Т'Иж ¡4 3 _> I м. Положение аабоя лавы по еенг.шгоекч , Марк. т*а: ¡3 3 ~>

84.4 >к'

"Падвигание^ Поксившгр Повенгштр' Среднее <

303! ?

863, 7

886! ">

70 Г?] Плота» выемки ) 6202 ¡|? 1.4 к;;лОА>емвыем>!ЯК!)вм 1 8683«^?

1 33 Овьем выемки."!»« ] 11548^?

tt.TWi.K4i1

аряо '

>41421 164 У. 1674 443

Рис. 1. Оцифровка очистной выработки

Ш1МАРГИМ Ш«^ говнй» работ. Вахта. Гцкдвскйя' | Пласт: "К-!? - ОосияеМ11

• Информация для построения зоны ПГД

ю пЛжДрйййй^ Пдан

шши

Рис. 2. Построение проекции концентратора опорного давления на разрабатываемый пласт

ГАРГИС, в комплексе с разработанными при участии автора в качестве 1Стемного программиста модулей по расчету крепи шахтных стволов ГГВОЛ), подготовительных выработок (УГОЛЬ-1, УГОЛЬ-М, УГОЛЬ, УГОЛЬ-С), дает возможность осуществления моделирования условий хзработки отдельного пласта или свиты пластов с воспроизведением ^механических ситуаций в пространстве и времени на любой календарей периоде масштабе выемочного участка или всего месторождения.

Заключение

В диссертации на основе изучения применяющейся в настоящее время гтодологии подготовки горного производства на угольных шахтах, соименных достижений информатики и системного анализа представлено >вое решение актуальной практической задачи совершенствования ин-эрмационного маркшейдерского и геомеханического обеспечения веде-1я горных работ.

В работе осуществлен универсальный подход к информационному шсанию объектов шахтного поля, как элементов системы, разработана руктура базы данных и система управления базой данных, которые 5еспечивают трехмерное представление как отдельных объектов, так и их (вокупностей в виде стандартных маркшейдерских планов.

Разработаны математические модели и программное обеспечение трех-;рного цифрового и графического моделирования объектов шахтного поля.

Разработана математическая модель опасных зон, как специфических юстранственных объектов шахтного поля, и программное обеспечение : конформного проектирования на рабочие участки шахтного поля с строением зон влияния в соответствии с требованиями нормативно-хнической документации по проблемам горных ударов, внезапных вы->осов, поддержания выработок.

Реализация всех функциональных свойств системы в единой про-аммно-математической среде с использованием современных средств 13работки приложений позволило воплотить ряд технологических реше-1Й, не имеющих аналогов в геоинформатике. Система графического вво-I, полностью интегрированная с системой управления базой данных и стемой моделирования, позволяет в кратчайшие сроки обрабатывать [стровые копии чертежей маркшейдерской графической документации, здавать структурированные описания объектов, генерировать их отоб-1жение в векторной форме в соответствии с требованиями нормативно-хнической документации.

Реляционная база данных МАРГИС разработана на основе стандартах, широко распространенных средств управления базами данных, что ¡еспечивает переносимость данных, возможность их использования дру-[ми приложениями. Встроенные средства графического обмена (генера-1Я ОХР-файлов) позволяют использовать графическую информацию АРГИС в популярных системах автоматизированного проектирования.

Как любая крупная информационная система, МАРГИС непрерывж развивается. В планы разработчиков входит:

• расширение перечня поддерживаемых объектов и проектирование со ответствующих информационных структур;

• совершенствование информационных структур поддерживаемых объектов

• разработка системы планирования горных работ;

• моделирование рельефных поверхностей в изолиниях.

Новизна работы заключается в автоматизации оперативной работь маркшейдера, начиная от шахтных замеров до графического отображени. чертежей исходной и производной горной графической документации вводе информации о пространственном положении горных выработок растровых монохромных и цветных копий планов; построении опасны: зон; графическом отображении горно-технической ситуации в приняты: условных знаках.

Основные положения диссертации отражены в следующих опублико ванных работах:

1. Шик В. М., Быкова О. Г., Стариков Г. Б., Нефедов М. В. Повышени эффективности горного производства на основе информационной тех нологии / сб. трудов Горная геомеханика и маркшейдерия (к 65-летм ВНИМИ), ВНИМИ, С.-Петербург, 1994.

2. Г. Б. Стариков, М. В. Нефедов Применение автоматизированной марк шейдерско-геомеханической системы "МАРГИС" при планирована горных работ на выемочных участках / сб. трудов международной кои ференции "Эффективная и безопасная подземная добыча угля на базе сс временных достижений геомеханики", ВНИМИ, С.-Петербург, 1996.

3. Д. В. Яковлев, Д. С. Михалевич, С. П. Смирнов, С. Н. Голубков, Г. Б. Стг риков Географическая информационная система горного предприяти / сб. трудов II международного совещания "Проблемы геодинамя ческой безопасности", ВНИМИ, С.-Петербург, 1997.

4. Shick V. М., Bykova О. G., Nefyodov М. V., Starikov G. В. Application С Computer Programs For Rock Pressure Control / Proceedings 15th Internation; Conference on Ground Control in Mining, Golden, Colorado, USA, 1996.

5. Shick V. M., Bykova O. G„ Nefyodov M. V., Starikov G. B. The Use с Computer Programs for Mining Operation in a Coal Mine / on secon> Regional APCOM'97 Symposium, Moscow, 1997.

6. Российское агенство по правовой охране программ для ЭВМ, баз flaF ных и технологий интегральных микросхем РосАПО. Свидетельство о официальной регистрации программы для ЭВМ № 950140 "Маркше? дерско-геомеханическая информационная система (МАРГИС)", 1995 г