Инновации 24 Декабря 2019

Матмодель каменоломни

Российские специалисты разработали новый программный комплекс для моделирования месторождений декоративно-облицовочного камня. Он позволяет создавать постоянно корректируемые геолого-математические модели блочных месторождений на всех стадиях их освоения
Матмодель каменоломни
Стенка карьера по добыче блоков гранатового амфиболита на месторождении Нигрозеро, Карелия
«Опти-софт»

Программу Opti-Quarry создали сотрудники научно-производственной группы ООО «Опти-Софт» — малого инновационного предприятия Петрозаводского государственного университета (ПетрГУ), опорного вуза Республики Карелия. Opti-Quarry позволяет рассчитать и спрогнозировать эффективную работу карьеров по добыче камня, увеличивая тем самым доход предприятия и его рентабельность.

Природный камень, несмотря на появление огромного количества искусственных материалов различного назначения, все больше используется в строительстве. Ежегодный прирост потребления камня составляет 8–9%. Сам по себе камень уникален и эстетичен, а современные технологические возможности обработки позволяют создавать множество архитектурных элементов, формирующих определенный стиль и эстетические особенности.

 

Параметр блочности

О широком использовании природного камня и об особенностях его геолого-экономической оценки «Стимулу» рассказала технолог ООО «Опти-софт», соавтор программы Opti-Quarry, горный инженер-геолог Елена Кузьминых. По ее словам, в геолого-экономической оценке сырьевой базы этого вида минерального сырья есть своя специфика. Помимо своих физико-механических и декоративных свойств камень должен отличаться главным параметром, без которого его добыча будет нерентабельной: выходом из разрабатываемой горной массы достаточного количества товарных блоков правильной формы. Их объем должен быть не менее 0,5 кубометра. Причем цельные блоки камня не должны быть затронуты выветриванием, естественной трещиноватостью и дефектами, созданными в процессе добычи.

ГЕОЛ КУЗЬМИНЫХ.png
Технолог ООО «Опти-софт», соавтор программы Opti-Quarry, горный инженер-геолог Елена Кузьминых
«Опти-софт»

Уровень выхода товарных блоков определяется прежде всего характером геологической структуры залежи, системами естественных трещин, секущих массив камня в различных направлениях, развитием вторичных изменений в камне. Именно естественная структура месторождения природного камня в значительной мере предопределяет характер экономических показателей работы будущего карьера.

Как показывает практика добычи не только Северо-Западного, но и других регионов России, если минимально необходимого для эффективной работы выхода товарных блоков достичь не удается, последствия бывают серьезными. Непредсказуемые затраты приводят к убыточности карьеров - вплоть до полной остановки добычи даже на разведанных месторождениях.

«Поскольку к параметру блочности камня в настоящее время предъявляются высокие требования, возникает необходимость дополнительного изучения залежей с целью выявления зон сильно трещиноватых, микротрещиноватых, выветрелых, измененных пород. Большинство массивов декоративно-облицовочных камней имеют очень изменчивую гипсометрию кровли полезной залежи, отдельные из них характеризуются наличием тектонических разломов различной мощности. Такие горно-геологические условия обусловливают неравномерное распределение блочных участков и физико-механических свойств камня и впоследствии существенно осложняют технологию производства вскрышных и добычных работ. Поэтому знания об объекте должны сводиться в том числе к разделению оконтуренной полезной толщи на зоны различной блочности», — пояснила Елена Кузьминых.

magnifier.png Природный камень, несмотря на появление огромного количества искусственных материалов различного назначения, все больше используется в строительстве. Ежегодный прирост потребления камня составляет 8–9%

В настоящее время точность прогнозной количественной оценки выхода блоков, выполненной с применением традиционных методик, оставляет желать лучшего. Анализ фондовых материалов по эксплуатируемым месторождениям Ленинградской области и Республики Карелия показывает, что разница между расчетным и фактическим выходом блоков составляет от двух с половиной до трех раз в сторону завышения при прогнозе. Примерно такая же картина зачастую характерна для других регионов России.

«Учитывая этот факт, развитие камнедобывающей отрасли невозможно без качественной геологической разведки и детальной интерпретации полученных данных с использованием современных геолого-математических методов», — заключила Елена Кузьминых.

Основываясь на анализе накопленного опыта по изучению и добыче блочного камня, а также успешного применения программирования в различных отраслях промышленности, научно-производственной группой ООО «Опти-Софт» создала программу, которая сможет превратить этот опыт в разработку живых и постоянно корректируемых геолого-математических моделей блочных месторождений.

ГЕОЛ КАРЬЕР.png
Склад блоков гранита на карьере «Возрождение», Ленинградская область
«Опти-софт»

 

На мраморе Коелги

Как рассказал «Стимулу» директор ООО «Опти-Софт» кандидат технических наук Антон Шабаев, компания создана в 2010 году на базе Центра систем автоматизации ПетрГУ. Ее основная деятельность — автоматизация нестандартных и сложных бизнес-процессов с применением математического аппарата для решения задач оптимального планирования, распределения ресурсов, раскроя и комплектования материалов.

ГЕОЛ ШАБАЕВ.png
Директор ООО «Опти-Софт», кандидат технических наук Антон Шабаев
«Опти-софт»

С 2002 года «Опти-Софт» реализовала более 250 проектов для предприятий и компаний России и зарубежных стран. Среди заказчиков — крупные и средние предприятия лесной и целлюлозно-бумажной промышленности, а также зарубежные корпорации Valmet, Metso и Outotec — мировые лидеры в производстве оборудования и создании технологий для целлюлозно-бумажных, горнодобывающих, нефтегазовых и других предприятий.

Институт лесных, горных и строительных наук ПетрГУ активно сотрудничает с Институтом геологии Карельского научного центра РАН и со многими горнодобывающими предприятиями России. В результате общения геологов-практиков, геологов-ученых, программистов и математиков несколько лет назад появилась идея разработки программного продукта для моделирования месторождений облицовочного камня.

magnifier.png Поскольку к параметру блочности камня предъявляются высокие требования, возникает необходимость дополнительного изучения залежей с целью выявления зон сильно трещиноватых, микротрещиноватых, выветрелых, измененных пород

Программа Opti-Quarry прошла тестирование на горно-геологических материалах по месторождению мрамора Коелга. В настоящее время она используется для выполнения моделирования и анализа строения еще ряда месторождений России и ближнего зарубежья.

«Специфика и сложность этого проекта в том, чтобы на основании очень большого объема топографических, геологических, геофизических и планируемых экономических данных оконтуривать месторождения блочного камня с заданными параметрами и просчитывать качественные показатели (выход блоков) в любом из заданных объемов полезной толщи», — пояснил Антон Шабаев.

Эта программа может также использоваться для проектирования работы блочных карьеров, разработки годовых планов горных работ и текущего планирования добычи.

Максимально надежные данные о месторождении недропользователь имеет на стадии отработки, то есть добычи полезного ископаемого из недр при помощи создания горной выработки — карьера. Отработка представляет собой технологический процесс, в котором текущая производственная деятельность совмещается с исследованиями и получением новой информации, которая может быть использована в целях уточнения параметров и модели месторождения.

Сведения о структуре, а следовательно, и прогноз технико-экономических показателей разработки могут дополняться и меняться по мере вскрытия и выработки месторождения. Поэтому для описания месторождения программа предусматривает динамическую структуру данных с возможностью их корректировки. Планирование отработки также является динамическим процессом, развернутым по времени, и его модель будет дополняться комплексом алгоритмов, основанных на многократных корректировках выполняемых расчетов.

magnifier.png В результате общения геологов-практиков, геологов-ученых, программистов и математиков несколько лет назад появилась идея разработки программного продукта для моделирования месторождений облицовочного камня

На данном этапе программа может служить как для оценки и разведки новых месторождений, так и для анализа имеющихся сведений по уже изученным месторождениям с целью оценки эффективности вложений в их освоение или прогнозирования дохода в качестве важнейшего критерия возможного экономического эффекта.

На следующем этапе разработок математическая модель не просто будет отражать результаты разнообразных исследований месторождений или их частей, а позволит более точно анализировать полученные сведения, оценивать и выдавать рекомендации относительно дальнейших наиболее эффективных методов их геологического изучения с целью уточнения параметров месторождений.

Материал подготовлен при содействии пресс-службы ПетрГУ

Темы: Инновации

Еще по теме:
02.04.2020
Русский изобретатель, конструктор-оружейник Сергей Иванович Мосин родился 2 апреля 1849 года. Победив в острой конкурент...
30.03.2020
Несмотря на заметное сокращение числа сделок и череду громких провалов, глобальный венчурный рынок пытается сохранить хо...
24.03.2020
Высокая административная нагрузка, бессистемность и отсутствие технологической связности, боязнь институтов развития отв...
02.03.2020
Киберспорт стал важнейшей частью современной массовой культуры. В нем участвуют тысячи, а соревнования смотрят миллионы....
Наверх