«Умная» шахта
Ученые Днепропетровского национального горного университета убеждены, что в опасных производствах человеческий фактор должен и может быть максимально исключен из технологического процесса. А управленческие функции станут прерогативой автоматики и робототехники.
Включи компьютер!
В условиях жесткой конкуренции и общего кризиса в ГМК лидерами становятся лишь те предприятия, которые широко используют инновации. Речь идет не только о современном горно-шахтном оборудовании, но и о масштабном применении информационных технологий. Обработка данных геологии, маркшейдерии, технической и проектной документации горнорудных предприятий все больше зависит от качества программного обеспечения.
Ученые кафедры подземной разработки месторождений НГУ уверены: системы автоматизированного проектирования (САПР) очистных работ подземных горнорудных предприятий нужно создавать с учетом горно-геологических и технологических особенностей конкретного объекта.
— Современные возможности программных продуктов позволяют создавать имитационные модели технологии ведения очистных работ и разрабатывать САПР горных предприятий, — говорит заведующий кафедрой, профессор, доктор технических наук Владимир Бондаренко. — Такие комплексные IT-решения уже успешно работают в Польше (шахта «Богданка», ГМХК «Польская медь»), Финляндии (рудник Pyhasalmi и шахта Kemi Mine горно-металлургического концерна Outukumpu), Швеции, ЮАР, Канаде.
Для украинских производственников специалисты НИИ горных проблем Академии инженерных наук Украины и НГУ разработали программное обеспечение Singleblast. Оно предназначено для проектирования буровзрывных работ в условиях ЗАО «Запорожский железорудный комбинат», добывающего богатые железные руды на Южно-Белозерском месторождении. Инициаторы создания и внедрения системы на современном горном предприятии — профессор Владимир Бондаренко, доцент кафедры ПРМ Владислав Русских, технический директор ЗАО «ЗЖРК» Андрей Зубко и горный инженер-проходчик Сергей Зубко.
— Разработка велась с 2000 года, — рассказывает Владислав Русских. — Она позволяет решать многие задачи. Среди них — текущее и перспективное планирование горных и очистных работ (для выемочного участка и для всего шахтного поля); ведение базы данных геологической информации и графической документации; обработка маркшейдерских данных, построение имитационной модели горных выработок по данным теодолитных съемок как на планах и разрезах, так и в 3D-виде. Кроме того, благодаря новому ПО можно получать трехмерное отображение горных выработок, рудного тела и технологических контуров, проектировать бурение скважин при различных горно-геологических и технологических параметрах ГШО, рассчитывать расход взрывчатых материалов, объемы отбиваемой рудной массы и опасных зон и т.д.
Суммировать все это можно коротко: проектирование очистных работ с использованием IT-системы Singleblast позволяет создавать математические модели шахтного поля или его части, а по заданным параметрам проектировать горные выработки любой сложности.
Особенности национальной IT-модели
Насколько результативно в рамках новой программы смогут взаимодействовать службы горного предприятия?
— И результативно, и слаженно, — говорит технический директор комбината Андрей Зубко. — Посмотрите, какая выстраивается цепочка уже на стадии проектирования работ. Геологический отдел предоставляет контуры рудной залежи с указанием качества полезного ископаемого и крепости вмещающих пород. Проектировщики создают папку с названием горизонта и по этой информации наносят проектную трассировку выработок на электронной модели шахты. Затем, по аналогии с планами шахтного поля, геологический и маркшейдерский отделы предприятия создают вертикальные разрезы шахтного поля. На каждом производится привязка координат, определяются высотные отметки, характеристика падения рудной залежи; видны сечения ранее спроектированных горных выработок.
Технические службы шахт «Эксплуатационная» и «Проходческая» имеют постоянный доступ к программному компьютерному обеспечению (ПКО) для подачи предложений. Приоритет внесения изменений в проект остается за той службой, которая наносила данный слой изображения. После окончания проходческих работ рудный контур уточняется геологическим отделом и передается в маркшейдерский — для контроля и нанесения фактического положения проходки горных выработок.
В ПКО создается документ с названием камеры и выполняется проект ее обуривания. Согласованный и утвержденный, он передается для дальнейшей работы в маркшейдерский отдел и производителю работ. Фактические же данные по длинам скважин и рудному контуру после обуривания вееров определяются соответственно маркшейдерским отделом и геофизической службой геологического отдела. После внесения изменений данные поступают в ПКО для составления проектов производства массовых взрывов.
По полученным планам подэтажей и их разрезам программа формирует имитационную модель шахтного поля, которую можно не только наблюдать под любым углом зрения, но и получать конкретные разрезы, которые необходимы проектной службе для составления паспортов буровзрывных работ.
В режиме он-лайн
Практика уже доказала: благодаря новой САПР удалось значительно снизить трудоемкость работ и время проектирования техдокументации на Запорожском железорудном комбинате. Кроме того, электронная база данных горнотехнической, геологической и маркшейдерской документации позволяет работать с созданными ранее техническими материалами, имея оперативный доступ к информации с рабочих мест.
— Украинская IT-модель Singleblast, — говорит Владимир Бондаренко, — позволяет не только проектировать имитационные модели очистных камер, но и отображать динамику горных работ (от нарезных до закладочных) в планах и разрезах шахтного поля. Это центральный информационный ресурс для топ-менеджмента и ИТР комбината: оперативная работа с горнотехнической документацией обеспечивает более тесную связь между всеми подразделениями предприятия.
Иными словами, теперь добычей руды можно управлять почти в режиме он-лайн.
Прямая речь
Андрей Зубко
Технический директор ЗАО «Запорожский железорудный комбинат»
— Автоматизация подготовки научно-технической документации ведения горных работ открывает новые возможности проектирования и анализа. Инженеры горного предприятия теперь могут принимать более эффективные и оптимальные технологические решения, учитывая самые разные нюансы конкретной ситуации.
Справка «УТГ»
ЗАО «ЗЖРК» работает на базе Южно-Белозерского месторождения. Железорудное сырье добывается с помощью камерной системы разработки с последующим заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой.
Основной способ отбойки запасов руды в очистных камерах — буровзрывной. Мощность рудной залежи — в пределах от 10 до 120 м. Породы представлены железистыми кварцитами, сланцами и песчаниками.
На ЗЖРК добывается агломерационная, мартеновская, доменная руда с содержанием железа 58—66%. Около 60% продукции экспортируется в Чехию, Словакию, Польшу и Австрию, остальное поставляется на МК «Запорожсталь».
