Работы в карьере ведутся круглосуточно, и цена ошибки при подсчете объемов добытой породы, контроле устойчивости откосов или оценке работы дробильного оборудования измеряется в реальных деньгах. Маркшейдерская служба осуществляет маркшейдерское сопровождение добычи, фиксирует каждый кубометр добытой породы и следит за тем, чтобы карьер не отклонился от проекта. В этой статье мы расскажем, какие задачи решают маркшейдеры ООО ППП «ГОРНЯК» с помощью программного комплекса nanoCAD Облака точек, как устроен технологический конвейер работы с данными лазерного сканирования и с какими нестандартными вызовами сталкиваются специалисты.

Геодезия и маркшейдерия в масштабе страны

Проектно-производственное предприятие «ГОРНЯК» за более чем три десятилетия своей работы выработало устойчивую специализацию на стыке горного дела и инженерной геодезии. Основные направления – маркшейдерское обеспечение горных предприятий и объектов нефтегазового комплекса, проектирование, инженерные изыскания. На сегодня компания работает с более чем 50 недропользователями по всей стране – от Калининградской области до Урала. Среди заказчиков «Газпром ПХГ», «Газпром переработка», «Роснефть», «ЛУКОЙЛ», карьерные предприятия «Кварцверке», «Азия цемент», «Иссинский КСМ» и другие. Диапазон объектов – от небольших карьеров до площадных съемок, охватывающих более 30 кв. км, и сопровождения реконструкции нефтеперерабатывающих заводов.

Многие из разрабатываемых месторождений имеют задокументированную историю добычи с 1960–1970-х годов. За десятилетия горный массив существенно меняется относительно первоначальной проектной документации, и корректировка технологических схем требует понимания всей совокупности изменений – не только текущего состояния объекта, но и его истории. В связи с этим возникла потребность накапливать результаты сканирования в одной программной среде, позволяющей отслеживать состояние объекта в динамике.

Технический парк предприятия включает системы наземного лазерного сканирования Leica и отечественные воздушные сканирующие платформы AGM Systems. Интеграция воздушного и наземного сканирования в единый рабочий процесс – одна из ключевых компетенций, определивших требования к программному обеспечению.

Технологический цикл

Производственная цепочка выглядит так:

• классификация облаков точек;

• трассирование трубопроводов;

• построение разрезов технологических эстакад;

• подсчет объемов горной выемки;

• мониторинг бортов карьера.

Ранее эти операции требовали нескольких независимых программных решений, а также ручного переноса данных между ними. С ростом числа проектов такой подход стал всё ощутимее тормозить работу.

Сейчас рабочий процесс в ППП «ГОРНЯК» выстроен по принципу сквозной цифровой обработки: данные с полевых сканеров поступают в nanoCAD Облака точек, где проходят в единой среде весь путь от первичной классификации до финальных инженерных расчетов.

Небольшие карьерные блоки, отдельные добычные уступы или промышленные установки обследуются наземными сканерами Leica RTC360; площадные съемки в десятки квадратных километров производятся с применением воздушных платформ AGM Systems. Полученное облако точек проходит классификацию и предобработку в nanoCAD Облака точек, после чего строятся цифровые модели рельефа – основа для расчета объемов, анализа геометрии горных выработок и мониторинга откосов.

Для объектов нефтегазового сектора активно используется инструментарий трассировки трубопроводов и построения разрезов технологических эстакад. Он позволяет получать точную исполнительную документацию без промежуточного ручного обмера.

Нестандартные задачи и их решение

Одна их типовых задач маркшейдерской службы – подсчет объемов горных работ и построение цифровых моделей рельефа. При этом реальная практика горнодобывающих предприятий ставит перед маркшейдерами задачи, выходящие за рамки нормативных справочников.

Компания «ГОРНЯК» применила nanoCAD Облака точек для трех задач, которые раньше не имели инструментального решения.

Фактические объемы вместимости техники не всегда соответствуют паспортным данным

Один из заказчиков поставил перед специалистами организации задачу систематизировать документацию на парк горнодобывающей техники. Когда кузова самосвалов и ковши экскаваторов были отсканированы, а полученные данные обработаны в nanoCAD Облака точек, выяснилось, что фактические объемы вместимости не совпадают с паспортными характеристиками производителя.

Программный комплекс nanoCAD Облака точек позволил сформировать точные объемные модели кузовов и ковшей непосредственно по данным сканирования и получить фактические значения вместимости по каждой единице техники. Для учета добычи это крайне важно – если объем в документах не совпадает с реальным, все расчеты дают неверный результат. В результате заказчик получил актуализированную техническую документацию, отражающую реальные характеристики парка техники, а не паспортные данные производителя, расходящиеся с действительностью.

Коэффициент разрыхления горной массы различается по уступам в рамках одного месторождения

В проектную документацию включается коэффициент разрыхления – показатель того, насколько увеличился объем горной массы после взрыва по сравнению с ее объемом в массиве. Показатель задается единым расчетным значением для всего месторождения, от него зависит расчет количества рейсов транспорта, планирование отвалов и общий производственный учет. Однако на практике он связан со структурой конкретного участка массива, схемой бурения и типом взрывчатого вещества.

В ППП «ГОРНЯК» разработана методология фактического определения коэффициента на основе трех последовательных циклов сканирования: блок до взрыва → взорванная масса → поверхность после вывоза.

Инструменты построения и сравнения поверхностей в nanoCAD Облака точек позволяют автоматически вычислить объем между каждой парой ЦМР и получить коэффициент разрыхления без ручных замеров. На иллюстрации видно, что для двух уступов одного и того же месторождения получены разные значения (1,40 и 1,53), несмотря на одинаковую породу. Разница в 13% означает, что транспортные расчеты, составленные по усредненному проектному значению, систематически расходятся с реальными объемами горной массы, а это напрямую сказывается на точности производственного учета и планировании горных работ.

Состояние дробильно-сортировочного оборудования напрямую влияет на выход готовой продукции

Специалисты сканировали штабели горной массы до подачи на дробильно-сортировочную установку (ДСУ) и после переработки. Сравнение поверхностей в nanoCAD Облака точек дает точный объем продукции на каждом этапе, что позволяет рассчитать фактический процент выхода для каждой установки и каждого уступа отдельно. На одном объекте зафиксирована разница в выходе между двумя установками с разным оборудованием – при одинаковой входящей породе и одинаковой целевой фракции. На другом разница в выходе продукции между уступами достигает 6%, хотя в проектной документации для всего месторождения заложено единое среднее значение.

Таким образом, состояние оборудования ДСУ оказывает прямое влияние на рентабельность переработки – и теперь этот параметр поддается точному инструментальному контролю со стороны ППП «ГОРНЯК».

«Оказалось, что своевременная реконструкция и замена изношенных элементов дробильно-сортировочной установки способна до 10% повысить процент выхода готовой продукции. Это не теоретическая оценка – это результат прямых замеров до и после переработки горной массы»,

– отмечает картограф ООО ППП «ГОРНЯК» Владислав Олегович Александров.

Безопасность добычи: мониторинг бортов карьера

Устойчивость бортов карьера – это одновременно вопрос и промышленной безопасности, и экономической эффективности. Нестабильное состояние добычного или нерабочего уступа может потребовать аварийной остановки горных работ. Своевременное выявление рисков потери устойчивости рельефа во время проведения работ – одна из первоочередных задач маркшейдерской службы.

В ППП «ГОРНЯК» для этих целей организован систематический мониторинг. Периодически повторяемые циклы сканирования позволяют сравнивать текущее положение бортов с предыдущими съемками и фиксировать даже незначительные смещения горного массива – в том числе на нерабочих уступах, которые при стандартной маркшейдерской съемке могут оставаться без должного внимания. Оперативное отслеживание изменений дает возможность корректировать технологическую схему до того, как отклонение от проектного профиля станет критическим.

Итоги внедрения

Обработка данных перешла в единую среду

Обработка данных наземного и воздушного лазерного сканирования, построение цифровых моделей рельефа, инженерные расчеты и документирование результатов теперь производятся с помощью одного инструмента. Это сокращает время на передачу данных между этапами и снижает риск ошибок при конвертации форматов.

Охвачены задачи, ранее не имевшие инструментального решения

Три задачи, о решении которых мы рассказали выше (верификация объемов техники, определение фактического коэффициента разрыхления, оценка выхода готовой продукции на дробильно-сортировочных установках), были сформулированы специалистами предприятия и реализованы средствами nanoCAD Облака точек без опоры на готовые методические решения.

Помощь с внедрением программного продукта оказала компания «СиСофт Омск», премьер-партнер «Нанософт» и фокус-партнер по направлениям «Инженерия», «Строительство», «Машиностроение».

«Гибкость программного обеспечения – именно то, что прежде всего ценится в нашей работе. Доступный пользовательский функционал ПО nanoCAD позволяет нам развивать новые идеи и оперативно внедрять их в производственные процессы», – подчеркивает руководитель группы инженерных изысканий ООО ППП «ГОРНЯК» Кирилл Андреевич Силантьев.

Результаты каждого цикла сканирования пополняют архив изменений объекта

Накопленные результаты сканирования обеспечивают руководство недропользователей точной информацией для принятия обоснованных технологических решений на месторождениях с историей добычи в несколько десятилетий.

Точные измерения напрямую влияют на производственный учет и рентабельность

Выявленные расхождения между паспортными и фактическими объемами вместимости техники, различия в коэффициенте разрыхления по уступам, потери до 10% выхода готовой продукции из-за износа оборудования – все эти величины непосредственно влияют на производственный учет и рентабельность предприятия. Точные измерения дают обоснование для конкретных технических и управленческих решений.

Что дальше

В ППП «ГОРНЯК» сформулирована стратегическая цель – перейти от разрозненного набора программных комплексов к единой платформе. В ближайших планах дальнейшее внедрение элементов экосистемы «Нанософт». Это позволит выстроить сквозной цифровой процесс: от полевого сканирования и обработки облаков точек до проектирования горнодобывающих объектов и оформления маркшейдерской документации в рамках единой совместимой программной среды.

Курс на унификацию ПО снижает и операционные риски, связанные с поддержкой множества лицензий, форматов данных и программных зависимостей. В условиях, когда предприятие одновременно ведет множество объектов в разных регионах, стандартизация рабочего процесса – важный инструмент управления качеством.

Значимым фактором выбора программных решений стала оперативность технической поддержки со стороны разработчика. На производстве часто возникают нестандартные задачи, не представленные в учебных пособиях, и скорость получения методического ответа от вендора напрямую влияет на сроки сдачи проекта. «Нанософт» реагирует быстро, и специалисты ППП «ГОРНЯК» особо выделяют этот аспект сотрудничества как конкурентное преимущество продукта в реальных производственных условиях.

Источник: geoinfo.ru