ПРОГРАММНОЕ  ОБЕСПЕЧЕНИЕ  РЕАЛЬНОГО  ВРЕМЕНИ  ДЛЯ  ПРЕДПРИЯТИЙ  ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ  ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Штыкова  Ирина  Владимировна

магистр  экономики  и  бизнеса,  ст.  преп.  кафедры  автоматизации  и  информационных  систем,  Рудненский  индустриальный  институт,  г.  Рудный

E-mail:  Iren_2409@mail.ru

Мазур  Наталия  Владимировна

магистр  экономики  и  бизнеса,  ст.  преп.  кафедры  автоматизации  и  информационных  систем,  Рудненский  индустриальный  институт,  г.  Рудный

E-mail: 

THE  REAL  TIME  SOFTWARE  FOR  THE  MINING  INDUSTRY  ENTERPRISES

Shtikova  Irina

economy  and  business  master,  senior  teacher  of  automation  and  information  technologies  department,  Rudny  Industrial  Institute,  Rudny

Mazur  Nataliya

economy  and  business  master,  senior  teacher  of  automation  and  information  technologies  department,  Rudny  Industrial  Institute,  Rudny

АННОТАЦИЯ

В  статье  проведен  анализ  интегрированных  систем,  которые  используются  крупными  компаниями  для  автоматизации  определенных  функций  в  горной  промышленности. 

Основная  цель  внедрения  автоматизированных  систем  заключается  в  повышении  эффективности  работы  горного  предприятия  за  счет  улучшения  организации  производства,  оптимизации  ведения  горных  работ,  минимизации  затрат  и  потерь  на  всех  этапах  добычного  цикла  и,  как  следствие,  снижении  себестоимости  конечной  продукции.

ABSTRACT

The  analysis  of  the  integrated  systems  which  are  used  by  the  large  companies  for  automation  of  certain  functions  in  mining  industry  is  carried  out  in  the  article.

The  main  objective  of  automated  systems  introduction  consists  in  efficiency  increasing  of  mining  enterprise  working  at  the  expense  of  production  organization  improvement,  conducting  mining  operations  optimization,  minimization  of  expenses  and  losses  at  all  stages  of  a  mining  cycle  and,  as  a  result,  decrease  in  prime  cost  of  end  products.

Ключевые  слова:  усреднение  руд;  автоматизация;  интегрированные  системы;  функции  интегрированной  системы.

Keywords:  ore  averaging;  automation;  integrated  systems;  integrated  system  functions.

Некоторые  полезные  ископаемые  могут  быть  использованы  сразу  же  после  их  добычи.  Большинство  же  ископаемых  для  непосредственного  использования  непригодны  вследствие  неудовлетворительного  содержания  в  них  основных  полезных  компонентов.  Эти  ископаемые  являются  лишь  сырьем  для  переработки  в  продукцию  требуемого  качества  [2].

Современная  металлургия  предъявляет  повышенные  требования  к  качеству  железных  руд,  к  постоянству  их  химического  и  гранулометрического  состава,  что  позволяет  стабилизировать  и  ускорить  процесс  плавки,  повысить  производительность  доменных  печей  и  сталеплавильных  агрегатов,  снизить  себестоимость  выплавки  металла.  Стабилизация  качества  руд  дает  большой  эффект  и  в  обогатительном  переделе.  Технологические  показатели  обогащения  повышаются,  если  на  обогатительную  фабрику  в  течение  определенного  периода  поступает  однородная  по  составу  руда,  так  как  это  позволяет  строго  выдерживать  подобранный  технологический  режим  обогащения.

Постоянство  качества  руд  достигается  их  усреднением.  Под  усреднением  понимают  смешивание  в  рациональном  соотношении  однотипных  полезных  ископаемых  с  разным  содержанием  полезного  компонента  с  целью  получения  сырья  заданного  качества.  Усреднение  является  важным  звеном  технологии  горного  производства,  особенно  в  карьерах,  с  резким  колебанием  качественных  показателей  добываемых  руд.  Причинами  этого  колебания  могут  быть:  различный  вещественный  состав  рудных  тел,  слагающих  месторождение;  разубоживание  полезного  ископаемого  при  рыхлении  и  погрузке  и  др.

Усреднение  качества  включает  в  себя  как  технологические  мероприятия  горного  производства,  обеспечивающие  благоприятные  условия  для  смешивания,  и  усреднение  качества  в  процессе  добычи  (изменения  системы  разработки  и  её  параметров,  средств  механизации,  общей  технологии,  схемы  добычи  и  первичной  переработки  полезных  ископаемых),  так  и  организационно-управляющие  действия.

Существуют  основные  способы  усреднения:  внутрикарьерное,  на  рудных  складах  и  бункерное.

Внутрикарьерное  усреднение  производится  путем  доставки  автомобилями  из  забоев  различных  руд  в  рассчитанном  соотношении.

Для  внутрикарьерного  усреднения  руд  следует  детально  изучить  вещественный  состав  рудной  массы,  выявить  ее  разновидности  по  содержанию  основных  компонентов  и  установить  пространственное  расположение  этих  разновидностей  по  отдельным  горизонтам  и  блокам.

Комбинированный  автомобильно-железнодорожный  транспорт.  При  этой  системе  усреднение  руд  происходит  не  только  на  добычных  участках,  но  и  на  перегрузочных  площадках,  которые  в  этом  случае  выполняют  функции  усреднительных  складов.

Показатели  качества  полезных  ископаемых,  подлежащие  усреднению,  в  зависимости  от  вида  и  типов  полезных  ископаемых,  их  особенностей  и  технологии  переработки  различны.  Наиболее  часто  усредняют  полезные  ископаемые  по  содержанию  основного  полезного  компонента,  гранулометрическому  составу,  плотности,  содержанию  вредных  примесей.

Мероприятия  по  усреднению  качества  усложняют  и  удорожают  технологию  горных  работ,  т.  к.  при  этом  снижается  валовая  производительность  горного  и  транспортного  оборудования,  возникают  дополнительные  капитальные  и  эксплуатационные  затраты.  Поэтому  усреднение  качества  экономически  целесообразно  в  случаях,  если  экономический  эффект  от  его  применения  превышает  суммарные  дополнительные  затраты  в  сфере  добычи  и  переработки  полезных  ископаемых.

В  последнее  десятилетие  XX  века  информационные  технологии  стали  широко  применяться  в  горнодобывающей  промышленности.  Падение  цен  на  металлы  в  этот  период  и,  как  следствие  этого,  экономический  спад  в  горнодобывающих  отраслях  промышленности  стали  своеобразным  стимулом  к  развитию  и  внедрению  на  горных  предприятиях  информационных  технологий  для  решения  задачи  планирования  и  управления  производством.  Основная  цель  внедрения  заключалась  в  повышении  эффективности  работы  горного  предприятия  за  счет  улучшения  организации  производства,  оптимизации  ведения  горных  работ,  минимизации  затрат  и  потерь  на  всех  этапах  добычного  цикла  и,  как  следствие,  снижении  себестоимости  конечной  продукции.

На  сегодняшний  день  существует  большое  количество  интегрированных  систем,  которые  используются  крупными  компаниями  для  автоматизации  определенных  функций  в  горной  промышленности.  Проведем  анализ  программных  продуктов.

Обычный  набор  функций  интегрированной  системы  включает  в  себя:

·       Управление  базами  данных;

·       Интерактивная  3-х  мерная  графика  и  картирование;

·       Статистическая  и  геостатистическая  обработка  информации;

·       Трехмерное  моделирование  геологических  объектов  и  поверхностей;

·       Проектирование  открытых  и  подземных  горных  работ;

·       Планирование  развития  рудников  и  календарное  планирование;

·       Маркшейдерские  расчеты  и  т.  д.

В  настоящий  момент  во  многих  зарубежных  компаниях  уже  внедрены  интегрированные  системы  позволяющие  автоматизировать  многие  процессы  предприятия.

Компания  Mineral  Industry  Computing  Ltd  разработала  и  постоянно  совершенствует  интегрированную  систему  ДАТАМАЙН  [1]. 

Это  одна  из  наиболее  распространенных  в  мире  систем  (более  300  пользователей,  в  том  числе  в  СНГ:  МНПО  «Полиметалл»,  АК  «Алмазы  России-САХА»,  Институт  Гипроникель,  АО  «Карельский  Окатыш»,  Казцинк,  Оксус  Ресоурсес  и  т.  д.),  позволяющая  специалистам  эффективно  решать  широкий  спектр  геологических,  горных  и  маркшейдерских  задач.  Она  работает  на  всех  стандартных  платформах  со  всеми  главными  операционными  системами.

Компьютерные  продукты  Datamine  в  совокупности  сегодня  представляют  собой  наиболее  мощную  и  гибкую  систему  в  мире  для  моделирования  рудных  месторождений  и  проектирования  горных  работ.  Система  представляет  собой  реляционную  базу  данных  (собственная  разработка  компании)  и  набор  объединенных  с  ней  модулей,  которые  пользователь  может  выбирать,  исходя  из  специфики  предприятия  и  решаемых  задач.

Datamine  может  успешно  работать  с  любыми  видами  полезных  ископаемых:  рудами  черных  и  цветных  металлов,  горно-химическим  сырьем,  драгоценными  камнями,  углем,  нефтью,  индустриальными  минералами  и  т.  д. 

Главный  продукт  системы  —  Datamine  Studio  создан  на  основе  центрального  Ядра,  обеспечивающего  гибкую,  всеобъемлющую  обработку  и  графический  вывод  информации,  находящейся  в  реляционной  Базе  данных.  Datamine  Studio  имеет  новый  стандартный  интерфейс,  позволяющий  пользователям  непосредственно  обмениваться  информацией  с  наиболее  распространенными  в  мире  компьютерными  системами,  а  также  писать  макросы  с  помощью  Javascript  или  VBScript  в  формате  HTML.  Эти  макросы  могут  затем  загружаться  в  систему  для  запуска  и  сопровождения  желаемого  пользователем  набора  процессов  Datamine.

Основные  модули  Datamine  Studio: 

·       Геостатистический  анализ  включает  инструменты  для  построения  вариограмм,  их  анализа  и  интерактивной  подгонки  моделей.  Также  включает  в  себя  перекрестную  проверку  выбранных  моделей  вариограмм  (cross-validation),  несколько  видов  трехмерного  кригинга,  оценку  извлекаемых  запасов  и  т.  д.

·       Моделирование  месторождений.  Этот  модуль  обеспечивает  все  возможности  для  построения,  просмотра,  оценки  и  редактирования  блочных  моделей  месторождений.  Интерполяция  содержаний  металлов  и  других  показателей  производится  традиционными  и  геостатистическими  методами. 

·       Каркасное  моделирование  пространственных  тел  и  поверхностей.  Включает  в  себя  набор  полуавтоматических  и  интерактивных  трехмерных  инструментов  для  создания,  модификации,  показа  и  оценки  замкнутых  и  топографических  каркасных  моделей. 

·       Оптимизация  процесса  усреднения  руды.  С  помощью  этого  модуля  можно  оптимизировать  характеристики  рудопотоков  предприятия  для  заданных  критериев  качества  руды  и  имеющихся  горных  ограничений.

·       Краткосрочное  планирование  открытых  горных  работ.  Включает  в  себя  инструменты  для  проектирования  размещения  буровзрывных  скважин  в  границах  блоков  на  карьерах.  Там  же  имеется  программа,  позволяющая  планировать  последовательность  отработки  этих  блоков  для  получения  рудопотоков  требуемого  качества.

·       Система  управления  запасами  руды  на  складах  —  позволяет  оптимизировать  рудопотоки  на  обогатительную  фабрику  и  многие  другие  модули.

Австралийская  компания  KJRA  Systems,  являющаяся  членом  известной  группы  компаний  МАРТЕК  разработала  и  продает  мощную  и  достаточно  дорогую  интегрированную  систему  “Vulkan”  [1],  имеющую  большой  набор  модулей  для  решения  самых  разных  задач  в  области  геологии,  горного  дела,  маркшейдерии,  экологии:

·       Набор  программ  для  детальной  обработки  геологоразведочной  информации.

·       Инструменты  для  моделирования  геологических  объектов,  в  т.  ч.  —  месторождений  нефти  и  газа.

·       Геостатистическое  исследование  месторождений  и  различные  виды  кригинга.

·       Моделирование  и  расчет  гидрогеологических  характеристик  объектов.

·       Проектирование  карьеров  и  подземных  рудников  на  рудных  и  пластовых  месторождениях.

·       Моделирование  устойчивых  бортов  карьеров  геомеханические  расчеты.

·       Контроль  качества  добываемой  руды.

·       Проектирование  массовых  взрывов  на  подземных  рудниках  и  т.  д.

Система  имеет  более  250  установок  по  всему  миру.

Австралийская  компания  Mincom  Pty  Ltd  [4]  разработала  и  предлагает  на  рынке  систему  Minescape  (а  также  программмы  Ellipse,  MineStar,  MineMarket),  которая  изначально  была  предназначена  для  угольных  предприятий.  Сейчас  система  может  с  успехом  использоваться  на  горных  предприятиях,  разрабатывающих  любые  типы  твердых  полезных  ископаемых.  Компания  предлагает  не  только  компьютерные  программы,  но  и  готовые  технические  решения,  разработанные  на  их  основе. 

Medsystem  (Сейчас  —  MineSight)  Американская  компания  Мiпtec  Inс.  сравнительно  давно  (с  60-х  годов)  одна  из  первых  вышла  на  рынок  со  своей  интегрированной  системой  Medsystem.  Фирма  насчитывает  более  300  пользователей  и  в  последнее  время  стремиться  дать  системе  второе  дыхание.  Новое  название  главного  компьютерного  продукта  —  MineSight.

Система  особенно  широко  распространена  на  горных  предприятиях  США  и  Канады.  Она  имеет  кроме  Ядра  5  основных  модулей,  каждый  из  которых  —  набор  нескольких  или  многих  специализированных  программ:

1     Геологический  модуль:

·       Обработка  данных  по  скважинам,  статистика  и  композирование;

·       Блочное  моделирование;

·       Геостатистика;

·       Оценка  запасов  руды.

2     Горно-инженерный  модуль  (карьеры):

·       Оптимизация  карьеров  (Лерч-Гроссман,  плавающий  конус);

·       Оценка  извлекаемых  запасов;

·       Проектирование  карьеров;

·       Календарное  планирование.

3     Планирование  горных  работ:

·       Система  контроля  качества  руды;

·       Краткосрочное  планирование  горных  работ  и  т.  д.

Система  GEMCOM  [3]  разработана  канадской  компанией  Gemcom  Software  International  Inc.  включает  в  себя  все  требуемые  функции,  начиная  от  ввода  первичных  данных  и  заканчивая  блочным  моделированием  месторождений,  проектированием  и  планированием  открытых  и  подземных  горных  работ.

Система  является  одной  из  самых  распространенных  в  мире  и  включает  в  себя  следующие  основные  модули:

·       Управление  данными  геологоразведки.

·       Геологическое  опробование.

·       Моделирование  месторождений.

·       Геомеханические  расчеты.

·       Проектирование  карьеров  и  шахт.

·       Планирование  горных  работ.

·       Календарное  планирование  и  производственная  программа.

·       Контроль  производства.

·       Управление  работой  горного  оборудования.

·       Экологическое  моделирование;

·       Управление  документооборотом  предприятия;

·       Маркшейдерские  расчеты.

Программы  системы  построены  таким  образом,  чтобы  работать  в  отдаленных  местах.

Представленное  в  настоящей  статье  программное  обеспечение  позволяет  автоматизировать  управление  практически  любыми  технологическими  процессами  на  предприятиях  горнодобывающей. 

Казахстан  является  достаточно  богатым  по  запасам  минерально-сырьевой  базы.  Сегодня  суверенный  Казахстан  стремится  стать  первым  из  развивающихся  государств  мира,  этому  сопутствует  наши  полезные  ископаемые:  медная  руда,  нефть,  уголь,  чёрная  и  цветная,  полиметаллические  руды,  хромитовые  руды,  торф,  железная  руда,  природный  газ  и  так  далее.

Отечественные  горные  предприятия  отстают  в  области  автоматизации  и  компьютеризации.  Во  время  спада  производства  рассчитывать  на  массовое  внедрение  автоматизированных  линий  и  систем  управления  из-за  боязни  увеличить  безработицу  ожидать  не  приходится.

Автоматизация  процессов  переработки  при  непрерывно  протекающих  процессах  на  стационарном  оборудовании,  считающаяся  первым  этапом  автоматизации,  осуществлена.

Все  выше  сказанное  обуславливается  в  рамках  гранта  МОН  РК  по  теме  «Разработка  ИС  поддержки  принятия  решений  при  формировании  эффективных  технологических  схем  стабилизации  качества  полезного  ископаемого»,  выполняемой  по  бюджетной  программе  055  «Научная  и/или  научно-техническая  деятельность»  (№  госрегистрации  0112РК02423).

Список  литературы:

1. Васильев  П.В.  Развитие  горно-геологических  информационных  систем.  Информационный  бюллетень.  ГИС  ассоциация  —  1999  —  №  2  (19),  с.  32—33.
2. Усреднение  качества  руды  на  карьере.  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://tutestinfo.ru/category/razrabotka-mestorozhdenij-poleznyx-iskopaemyx  (дата  обращения:  25.05.2013).
3. GEMCOM.  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.rdmk.ru/com_tech/dk/gemcom.htm  (дата  обращения:  27.05.2013).
4. Mincom  MineScape  —  Manzana  Group  —  Решения  для  горного  предприятия.  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.mymine.ru/index.php?option=content&task=view&id=49  (дата  обращения:  27.05.2013).