Комплексное управление основными переделами рудника открытых работ -основа эффективной работы предприятия Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Алгоритм технологии АТОМ

-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 -100 0 100 200 300 400 500 600 700

Крайгииг Ближайшего соседа

-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 -100 0 100 200 300 400 500 600 700

Условные обозначения

Содержание Аи, г/т ~г~

0 1-0 5l I 0.5-1.0 более 1.0 /

Оси скважин

Рисунок 4 - Сравнение результатов интерполяции содержаний Аи различными методами

4.3. Узлу Р присваивается новая плотность §р , найденная по значениям новой «наилучшей» ссылки, после чего поле Vzest перерассчитывается.

4.4. Процесс решения обратной задачи гравитационного потенциала останавливается, если достигается определенная величина невязки полей, либо она перестает уменьшаться.

5. Этап является завершающим и позволяет строить 3D блочные геологические модели (рис. 1е) и ореолы рассеяния геохимических элементов.

Построение выполняется путем вычисления значения моделируемой характеристики Ув узлах грида G. Для этого в каждом его узле Р вычисляются значения Упо одной из следующих формул: для число-

v.. D . + V ,• D

вых данных v = А А P________________— ”

DA'P + DB'P

-BP , в дру-

гих случаях у _

|Уг.

Ув,

если Dap < DB,P , где

если Dap > Dbp

рас-

стояние между Ри A ; db,p — расстояние между P и B' ; Vi , Vi — значения моделируемой характе-

A B

ристики в точках А' И B' ;

Практические результаты

Технология АТОМ была применена на Сергеевском золото-молибденовом месторождении (Украина) для создания трехмерной цифровой модели расположения золорудных тел. В качестве входных данных были использованы измерения, проведенные более чем в 40000 точек, расположенных в 230 скважинах, а также гравитационное поле Vz, наблюденное на земной поверхности. В скважинах определялись типы пород и содержания 17 элементов (Au, Mo, Ag, Pb, Zn, Co, Ni, V и др.). Эти данные сформировали массив K. Размер ячейки грида G — бхбхбм. На рис. 3 представлен векторизованный вариант трехмерной блочной модели.

Преимущества интерполяционного алгоритма, используемого технологией АТОМ, по сравнению с традиционными, демонстрирует рис 4, на котором приведены результаты интерполяции содержаний Au по одному из скважинных профилей Сергеевского месторождения различными методами, реализованными в акете Surfer б.

Г еологическая интерпретация построенных моделей дала возможность существенно уточнить местоположение рудных тел, выявить новые закономерности их размещения, и подготовить основу для последующего уточненного подсчета запасов.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------------------------------------

Бусыгин Борис Сергеевич — доктор технических наук, Национальная горная академия Украины. Никулин Сергей Леонидович — ассистент, Национальная горная академия Украины.

© А.Г. Аелегкаев, В.П. Алексеев, 2002

УАК 65

А.Г. Аелегкаев, В.П. Алексеев

КОМПЛЕКСНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОСНОВНЫМИ ПЕРЕАЕЛАМИ РУАНИКА ОТКРЫТЫХ РАБОТ — ОСНОВА ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ ЛТ\ПРЕАПРИЯТИЯ

О

дним из основных путей повышения эффективности работы карьеров является совершенствование управления технологическими процессами на основе внедрения автоматизированных систем управления [1] Анализ показал, что значительная эффективность от внедрения АСУТП на карьере достигается лишь при охвате автоматизацией основных переделов с законченным технологическим циклом: проектиро-

вания массовых взрывов, бурения, экскавации, транспортировки [2].

В упомянутых АСУТП решение вопросов управления буровзрывным комплексом является приоритетным, поскольку результаты проведения буровзрывных работ существенным образом влияют на процессы экскавации и транспортировки горной массы.

Управление буровзрывным комплексом предполагает регулирование и управление режимами бурения, а также расчет и корректировку параметров буровзрывных работ.

Разработкой систем управления буровыми станками занимается ряд организаций как в России, так и за ее пределами, и получены значительные результаты, вплоть до выпуска автоматизированных буровых станков [3].

Вопросы автоматизированного расчета и корректировки параметров буровзрывных работ, обеспечивающие, прежде всего, требуемое качество подготовки горной массы к отгрузке, не получили должного развития.

Заслуживает внимания методика расчета параметров буровзрывных работ и комплекс технических средств формирования и передачи оперативной информации для ее реализации [2,4].

В указанных материалах требуемое качество подготовки горной массы предлагается обеспечивать путем проведения расчетов на ЭВМ параметров буровзрывных работ и их корректировки на отдельных этапах подготовки блоков.

При этом, весь процесс управления буровзрывными работами разбивается на четыре этапа: подготовка к бурению, бурение, взрывание, экскавация.

Управляющие функции реализуются на каждом из этапов комплексом задач, решение которых на ЭВМ сводится к расчетам и корректировке параметров бурения скважин, таблицы зарядов в скважинах горизонта, коэффициентов экскавации, паспорта буровзрывных работ на типовой блок.

Расчеты параметров бурения и таблицы зарядов в скважинах основаны на методе линейной ин-

терполяции табличных данных, которыми являются нормативы буровзрывных работ.

Оценка качества подготовки горной массы к отгрузке осуществляется по коэффициенту экскавации, который определяется как отношение циклов погрузки в транспортное средство к общему количеству циклов (черпаний), совершаемых экскаватором. При этом, на основе статистических данных предварительно устанавливается зависимость коэффициента экскавации от выхода негабарита, проработки подошвы уступа и т. д.

Корректировка параметров бурения, коэффициентов экскавации, паспортов буровзрывных работ производится по фактическим данным, формируемым комплексом нестандартных технических средств, располагаемым на буровых станках, экскаваторах и пункте обработки [4].

Для оценки физикомеханических свойств горных пород и получения учетных показателей бурения используются устройства сбора информации, устанавливаемые на буровых станках.

В основу распознавания свойств горного массива положены трехмерные матрицы скорости бурения от режимных параметров, которые формируются на основе статистических данных, по результатам предшествующего бурения взрывных скважин.

Для оценки качества подготовки горной массы к отгрузке и получения учетных показателей экскавации на экскаваторах также устанавливаются устройства сбора, формирующие информацию о количестве циклов погрузки в транспортное средство и общее количество циклов (черпаний).

Для управления процессами погрузки и транспортировки горной массы применяются системы управления транспортно-технологическими комплексами, которых к настоящему времени разработано большое количество [2,5].

Вместе с тем, разработанные в настоящее время информационные технологии, основанные на использовании микропроцессорных средств, ПЭВМ, локальных вычислительных сетей, позволяют создавать эффективные

системы управления, успешно работающие в условиях карьеров.

Северо-Кавказским государственным технологическим университетом разработан и постоянно совершенствуется программно-технический комплекс для контроля, учета и управления горно-транспортными процессами на открытых разработках полезных ископаемых [5-8].

Разработанный программнотехнический комплекс представляет совокупность стандартных и нестандартных средств формирования, приема и обработки информации, необходимой для управления горно-

транспортными процессами и состоит из:

• системы считывания информации с подвижных единиц технологического транспорта [6].

• система обмена цифровой информацией по радиоканалам общего действия [7].

• системы обработки информации на основе однородной локальной вычислительной сети с телеобработкой данных [8].

Передача информации о работе технологического транспорта организована по схеме: транспортное средство — контрольный пункт — пункт управления, при которой на подвижных объектах размещается минимальное количество оборудования. Для этого в характерных точках транспортной сети предприятия при выезде из автобазы (депо), в местах погрузки, выгрузки оборудуются пункты контроля транспортных средств, а на подвижных объектах устанавливаются передатчики информации, характеризующей работу транспортных средств.

Для передачи информации на участке транспортное средство -- контрольный пункт разработана система считывания информации, использующая для работы индуктивный канал связи.

В разработанной системе передатчики формируют кодовую посылку и непрерывно излучают ее в канал связи на несущей частоте 66 кГц. При вхождении транспортного средства в зону действия приемного устройства, кодовая посылка принимается

приемным устройством, которое осуществляет прием и обработку принятой кодовой комбинации.

Отличительными особенностями разработанной системы считывания информации являются:

• большое количество контролируемых объектов — 599 ед., достаточное для работы системы на известных карьерах,

• возможность передачи информации как на стационарные, так и на подвижные (располагаемые на экскаваторах) контрольные пункты,

• высокая локальность зоны приема — передачи информации,

• использование на подвижных объектах и контрольных пунктах малогабаритных рамочных антенн, позволяющих снизить капитальные и эксплуатационные затраты при внедрении и эксплуатации системы,

• расположение передающей антенны внутри корпуса передатчика.

Обмен цифровой и речевой информацией между пунктом управления и объектами управления (экскаваторами, буровыми станками, автосамосвалами, ло-комотивосоставами, пунктами контроля технологического

транспорта и др.) осуществляется разработанной системой обмена информацией по радиоканалам общего действия. В качестве канала связи используется радиоканал, образованный многоканальными радиостанциями Лен-В, Пальма, Маяк и др., по которому осуществляется передача оперативной информации, характеризующей работу технологического оборудования, команд управления работой последнего, а также технологическая связь диспетчерского персонала с операторами технологического оборудования.

Передача цифровой информации осуществляется на отдельной несущей частоте, на которую автоматически переключается радиостанция передающего комплекта.

В разработанной системе предусмотрено несколько режимов работы: синхронный, адресный, адресно-синхронный. При работе системы в синхронном

режиме передача информации осуществляется циклично, передатчик каждого объекта включается на передачу информации в строго отведенное время в цикле опроса. Адресный режим осуществляется подачей на объекты сигнала «вызов на передачу», при приеме которого вызываемый объект включается на передачу информации. При адресносинхронном режиме один из объектов может вызываться на передачу информации по аналогии с адресным, после чего все объекты поочередно передают информацию в синхронном режиме.

В системе, наряду с технологической информацией, предусмотрена возможность формирования и передачи с объектов информации о расходе электроэнергии при работе добычного оборудования.

Это позволяет решать комплекс вопросов, связанных с рациональным использованием электроэнергии, а также обеспечить высокую достоверность технологической информации, за счет уточнения последней по фактическим энергозатратам, производимым оборудованием в периоды выполнения им отдельных видов работ.

Формирование информации о расходе электроэнергии осуществляется на основе использования стандартных счетчиков расхода электроэнергии Ф442, Ф443 и разработанного интерфейса для согласования с устройством передачи.

Наличие в разработанной системе нескольких режимов работы, а также значительное количество объектов охватываемых системой до 256, позволяет гибко использовать ее на различных предприятиях.

Использование в системе одних и тех же радиостанций для технологической связи и передачи цифровой информации позволяет значительно снизить капитальные и эксплуатационные расходы, а также способствует качественному обслуживанию канала связи.

Для решения задач контроля, учета и управления горнотранспортным комплексом ис-

пользованы персональные ЭВМ типа 1ВМ РС, которыми в значительном количестве оснащены многие горно-обогатительные комбинаты и которые по условиям обеспечения совместимости различных ПЭВМ, преемственности технических средств по отношению к унифицированным средствам ПК массового применения в промышленности, комфортности при выполнении функциональных задач, надежности программных и технических средств, наличия дополнительных портов для организации связи с нестандартными средствами обмена цифровой информацией, локальной вычислительной сетью и др., являются наиболее предпочтительными.

ПЭВМ оснащаются пункты поездного диспетчера, горного диспетчера, диспетчера обогатительной фабрики, диспетчера комбината, а так же ПТО цеха карьерного технологического транспорта (ЦКТТ), рудника, геолого-маркшейдерский отдел и др. участки комбината и охватываются локальной вычислительной сетью с телеобработкой данных, в которой удаленные объекты управления взаимодействуют с ЭВМ сети через каналы передачи данных -- радиоканалы общего действия.

Основными режимами функционирования разработанной сети телеобработки данных являются:

• сбор оперативной информации, используемой для управления, по каналам связи с объектами управления;

• решение задач контроля, учета и управления процессами добычи и транспортирования горной массы с привлечением аппаратных, программных и информационных ресурсов, располагаемых в узлах сети;

• выработка управляющих воздействий и передача их на объекты управления;

• обеспечение абонентов сети справочной информацией, располагаемой в узлах сети.

Организация указанных режимов на основе использования лишь одних ЭВМ сети является сложной задачей. Поэтому часть функций возложена на микро

ЭВМ, размещаемые в узлах сети и работающие совместно с сетевыми ЭВМ. Разработанная локальная вычислительная сеть представляет систему с распределительными аппаратурными, программными и информационными ресурсами. Это позволяет реализовывать различные структуры вычислительных систем применительно к различным ГОКам и обеспечивать требуемую надежность.

Достоверность информации в разработанном программнотехническом комплексе обеспечивается совокупностью методов, которые условно подразделяются на две группы: методы обеспечения достоверности, закладываемые в технические средства при разработке аппаратуры и методы повышения достоверности информации при внедрении систем управления, т.е. при использовании конкретных средств с определенными харак-

теристиками надежности и помехоустойчивости.

Разработанный программнотехнический комплекс является универсальным и может функционировать на карьерах различной конфигурации, с различными транспортными схемами и оборудованием.

Посредством разработанного программно-технического комплекса могут реализовываться различные структуры автоматизированных систем управления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ. М., Недра, 1974.

2. Алексеев В.П., Плеханов Ю.В. АСУТП на карьерах Минцветмета. Автоматизированные системы управления технологическими процессами в горном производстве. Сборник научных трудов ИГД СО АН СССР, Новосибирск, 1986.

3. Терехов Н.И. и др. Регулирование и управление режимами бурения взрывных скважин. Ленинград, Недра, 1980.

4. Алексеев В.П., Плеханов Ю.В. Комплекс технических средств автоматического отбора и передачи информации для открытых горных работ. М., Горный журнал, №2, 1990.

5. Алексеев В.П., Дедегкаев А.Г Управление технологическим транспортом на карьерах. Международная академия информатизации. Сборник трудов «Информацион-ные

процессы, технологии, системы, коммуникации и сети», М., 1995.

6. Алексеев В. П. Новые решения автоматизированных информационных систем для горно-транспортного комплекса ГОКов. Тезисы докладов Международной научнотехнической конференции «Промышленный транспорт на пороге 21 века», М., 1998.

7. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Система передачи информации. Информационный листок №63-99. Серия Р73.31.86. Российское объединение информационных ресурсов научно технического развития при правительстве Российской Федерации, Владикавказ, 1999.

8. Алексеев В.П, Саракаев Ю.В. ПЭВМ — МикроЭВМ в сетевых технологиях обработки данных АСУ транспортнотехнологическими комплексами открытых горных предприятий. Тезисы докладов на Пятой Всероссийской студенческой научно-технической Конференции «Информационные технологии и электроника», Екатеринбург, 2000.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -------------------------------------------------------------------------------------

Дедегкаев Александр Григорьевич — доктор технических наук, Северо-Кавказский государственный технологический университет

Алексеев Владимир Петрович — кандидат технических наук, Северо-Кавказский государственный технологический университет

© И.Л. Алборов, А.В. Багаев,2002

УЛК 621.78:622.32

И.Л. Алборов, А.В. Багаев ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

езный потенциал большинства видов минераль-сырья достаточен для расширенного воспроизводства минерально-сырьевой базы России.

Однако ближайший резерв предварительно оцененных запасов, необходимых для наращивания разведанных запасов промышленных категорий по некоторым видам полезных ископаемых значительно истощен. Так, их доля (в %) во всех запасах, числящихся на государственном балансе, составляет: по марганцу и рассыпному золоту — 3%; алмазам — 7%; апатитам — 8%; плавиковому шпату — 14%; сурьме — 15%; меди

22%; цинку — 23%; никелю, олову — 24%; свинцу 28%; серебру — 31%. При этом лишь небольшая часть этих предварительно оцененных запасов сосредоточе-