3.
Букейханов д.Г. и др.
Модели и процессы автоматизированного
проектирования карьеров
Объектно-ориентированная методология (Unified Modeling
Language, UML), принятая в 1997 г. консорциумом США (OMG
Object Management Group) в качестве стандарта, открыла новые
возможности для постановки и комплексного решения проблем
автоматизированного проектирования больших и сложных ди-
намических систем. В связи с этим появилась реальная возмож-
ность создания системы автоматизации проектных работ (САПР)
глубоких карьеров как цельной многофункциональной органи-
зационно-технической системы, обеспечивающей разработку
горных проектов и технической документации, необходимых и
достаточных для строительства карьеров и их последующей эф-
фективной эксплуатации.
Система автоматизированного проектирования глубоких ка-
рьеров представляет собой множество взаимосвязанных объектов
– структурных единиц, образующих целостное единство и в сово-
купности обеспечивающих организацию, устойчивое воспроизве-
дение и реализацию сложных процессов проектирования глубо-
ких карьеров. Каждый из компонентов САПР обладает свойством
организовать и/или осуществлять одну или несколько единиц
проектировочной деятельности, либо служебный процесс систе-
275
мы проектирования. В качестве предметов проектирования вы-
ступают модели проектируемых объектов, между которыми под-
держиваются устойчиво воспроизводимые системообразующие
отношения, а в качестве средств выполнения проектировочных
действий – современная компьютерная техника.
Анализ важнейших проблем автоматизированного проекти-
рования глубоких карьеров позволил сформировать следующий
перечень основных задач моделирования, решаемых в рамках
проектируемых подсистем.
Проектирующие системы взаимодействуют с обеспечива-
ющими подсистемами «Математическое моделирование место-
рождений и карьеров», «Базы справочных данных» и «Графика».
Информационной основой для моделирования и решения за-
дач, связанных с горно-геометрическим анализом месторождений
и карьерных полей, служат математические модели месторожде-
ний и карьеров, которые представляют собой формализованное
описание формы, структуры и качественных характеристик ме-
сторождения и вмещающих пород, а также карьера и (или) его
отдельных участков в числовой либо аналитической форме. Эти
модели позволяют на основе направленного подсчёта запасов ре-
шать в автоматизированном режиме горно-геометрические, тех-
нологические и экономические задачи.
Для построения и фиксации множества вариантов промежу-
точных и (или) конечных контуров карьера используются пого-
ризонтные планы, проведённые с определённым интервалом по
глубине и, как правило, равные принятой высоте уступов, а так-
же разрезы с нанесёнными рудными телами и расположенные
в плане по секторам. Линии пересечения плоскостей с залежью
(группой залежей) после их сглаживания образуют дно каждо-
го промежуточного варианта карьера. При этом, в зависимости
от желания проектирующего лица, по каждому сечению может
строиться несколько вариантов, включающих или исключающих
те или иные рудные тела.
Границы промежуточных и конечных границ карьера при мо-
делировании отстраиваются в автоматизированном режиме с ис-
пользованием математических моделей месторождения и карьера.
Просматривая и оценивая последовательно построенные
варианты, выбирают конечный контур карьера или варианты
276
конечных контуров для дальнейшего рассмотрения. При этом в
анализ могут включаться контуры карьера, заданные лицом, про-
ектирующим карьер. В полученных таким образом граничных
контурах карьера при принятом направлении углубки горных
работ значение текущего коэффициента вскрыши никогда не пре-
высит значения граничного коэффициента вскрыши.
Комплекс методов автоматизированного проектирования
систем разработки, направления развития, режима и календар-
ных планов горных работ включает методы построения рабочей
зоны с использованием математической модели месторождения
и карьера выбора рационального направления развития гор-
ных работ и оптимизации календарных планов. Выбор режима
горных работ и производственной мощности карьера на данном
этапе принимается проектировщиком на основе графиков изме-
нения текущих объёмов руды (металла) и вскрыши по этапам
развития горных работ.
Выбор рационального направления развития горных работ
и системы разработки осуществляется по таким критериям, как:
минимум среднего с начала разработки коэффициента вскрыши
или горной массы; минимум среднеквадратичного отклонения
текущего коэффициента вскрыши от среднего; минимум сред-
него эксплуатационного или заданного по этапам коэффициента
вскрыши (горной массы). Кроме того, могут использоваться эко-
номические критерии: эксплуатационные или приведённые за-
траты, прибыль, приведённая прибыль, а также другие аддитив-
ные экономические критерии.
Сущность применяемого оптимизационного метода реше-
ния задачи обоснования рационального направления развития
горных работ в карьере заключается в следующем: строится
множество возможных положений рабочей зоны карьера, ко-
торые упорядочиваются в виде ориентированного графа. Далее
производятся необходимые вычисления. Приведённый способ
прост и удобен при выборе направления развития горных ра-
бот для углубочных систем разработки крутопадающих место-
рождений.
|