Анализ и оценка точности результатов автоматизированного подсчета объемов горной массы на основе цифровых моделей

Н.П. Сапронова, (кандидат технических наук, МГГУ)

 
Журнал Маркшейдерия и Недропользование

АНАЛИТИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ГОРНОЙ МАССЫ.

Как известно, деятельность маркшейдерского отдела является одной из ключевых на любом горнодобывающем предприятии. В круг его многочисленных обязанностей входит планирование и учет выполненных объемов горных работ, определение потерь и разубоживания полезного ископаемого. Большая часть этих работ включает в себя определение объемов вскрышных пород, полезного ископаемого, материалов и полезного ископаемого на складах.

В связи с этим задача совершенствования определения объемов горной массы, безусловно, является актуальной, причем с нескольких точек зрения:

  • снижение трудоемкости данного вида работ, так как это занимает значительную часть времени маркшейдера;
  • обеспечение точности маркшейдерских замеров, с целью исключения дорогой системы весового хозяйства;
  • замена традиционной технологии подсчета объемов, основанной на составление промежуточных планов и разрезов, путем перехода на аналитические способы подсчета объемов, реализованные в специализированных алгоритмах и программах и, следовательно, на автоматизированные (цифровые) системы документации.

Важно заметить, что точность определения объема любого горного объекта во многом зависит от корректности проведения маркшейдерских замеров, так как съемочные данные, получаемые в процессе замера, служат исходными данными для создания равновеликой математической модели этого объекта, на основе которой и решается поставленная задача.

Наименьшая погрешность аналогии созданной математической модели объекта обеспечивается путем формирования системы геометрических фигур, вписанных в определяемый объем, имеющих аналитическое выражение вычисления их объема. Корректное производство маркшейдерского замера можно выполнить, строго следуя нормативным требованиям [1]. Например, одним из них является обеспечение необходимой густоты съемочных пикетов с учетом масштаба съемки на поверхностях, заключающих объем.

Точность определения объема существенно зависит и от способа его вычисления. В маркшейдерской практике при традиционном подходе наиболее распространенным является способ вертикальных сечений, т.е. при подсчете объемов «вручную» для выполнения указанных условий располагают сечения с учетом характера рельефа поверхности. Обычно направляют сечения примерно по нормали к контурам поверхности тела, а расстояния между сечениями выбирают так, чтобы контуры поверхности тела между ними были близки к прямым линиям.

Для подсчета объемов в автоматизированном режиме с автоматическим выбором вертикальных сечений потребуется разработка сложного алгоритма. В алгоритме должны учитываться направление контурных линий, контролироваться отклонения поверхностей тел между сечениями от линейной, определятся места пересечения непараллельных вертикальных сечений. Такая задача не имеет строгого решения и поэтому возможны различные варианты алгоритмов, общим недостатком которых будет громоздкость и большой объем вычислений, связанный с поиском положения сечений, в особенности при сложном характере рельефа поверхности тела. Поэтому достаточно часто в программном обеспечении реализован алгоритм, предусматривающий шаг сечений и их направление, при этом сечения располагаются параллельно относительно друг друга.

Как правило, маркшейдеры-практики для достоверности полученных результатов объемов, полученных с  помощью программных средств, прибегают к сравнительному анализу. Например, сравнивают результат вычисления объема с результатом, вычисленного традиционным путем, либо с результатами, полученными с помощью различных программных средств. Далее определяют отклонения и сравнивают их с нормативнымидопустимыми значениями [1]. Однако, далеко не всегда сравнительный анализ позволит точно оценить результаты вычисления объема и определить его достоверность и надежность.

Читать далее

© Н.П. Сапронова,  "Маркшейдерия и недропользование" № 6 - 2010г.