Геомеханическая модель как часть цифрового рудника

В современной практике геомеханическая модель является важным инструментом оптимизации горных работ. Из представленного примера успешного использования вы узнаете об основных этапах создания геомеханической модели и о том, как она помогает узнать больше о фундаменте породной толщи и точнее определить качество добываемой руды. Геомеханические модели, созданные в Leapfrog, легко обновляются и более надежны.

Обзор

[00:00:01.800]
[00:00:07.060]
Здравствуйте уважаемые участники конференции

[00:00:10.860]
зменя зовут Антон Шинкоренко

[00:00:15.894]
я являюсь сотрудником компании Полиметалл

[00:00:18.000]
в которой работаю в качестве ведущего инженера геомеханика

[00:00:22.000]
Наша компания занимается добычей драгоценных металлов на территории России и стран СНГ

[00:00:30.000]
Компания Полиметалл успешно внедрила геомеханическое моделирование блочных моделей в программной среде Липфрог

[00:00:37.000]
Основные цели и задачи,преследуемые в геомеханическом моделировании

[00:00:43.000]
Являютя следующими

[00:00:45.000]
первое — предотвращение аварийных ситуаций при освоении недр

[00:00:51.000]
повышение безопасности и эффективности горных работ

[00:00:56.000]
обеспечение высокой производительности открытых и подземных рудников

[00:01:01.000]
обеспечение полноты геолого-геомеханического изучения недр

[00:01:09.000]
обеспечение наиболее полного и качественного извлечения из недр рудных запасов

[00:01:17.000]
Хотелос бы отметить, что геомеханическое моделирование является важной частью цифровизации рудника и направлена
на успешное развитие компании в области безопасного ведения горных работ

[00:01:29.000]
и как следствие — получение максимальной эффективности при освоении недр.

[00:01:34.000]
Сегодня я хотел бы поделиться наработанным опытом нашей компании в части блочного моделирования в леапфрог

[00:01:46.000]
В начале своего доклада хотелось бы рассказать о самой структуре создания и использования блочной модели в жизни рудника

[00:01:55.000]
Геомеханическое моделирование и работу с моделью можно разбить на 6 блоков:

[00:02:00.000]
Первым блоком является сбор исходных данных,

[00:02:04.000]
что является главной задачей, стоящей перед геомеханическим моделированием

[00:02:09.000]
от которой напрямую зависит качество выходной модели

[00:02:13.000]
Вторым блоком является само создание геомеханической модели

[00:02:18.000]
Третьим блоком является проведение расчетов в модели

[00:02:22.000]
для определения конструктивных параметров ведения горных работ

[00:02:28.000]
Четвертым блоком является сравнение фактических горно-геологических и горнотехнических условий

[00:02:35.000]
Данная процедура производится с целью уточнения корректности настроек в моделировании

[00:02:42.000]
Пятым блоком, точнее, итогом геомеханического моделирования является использование в повседневной работе для решения задач разного рода

[00:02:55.000]
Задачи могут быть различными

[00:02:58.000]
Такие как Выбор и обоснование оптимальной трассировки

[00:03:01.000]
при проектировании горных работ

[00:03:04.000]
Использование конструктивных параметров систем разработки при планировании очистной добычи

[00:03:12.000]
Третьей задачей является поддержка при моделировании буровзрывных работ

[00:03:19.000]
Определение стратегических направлений при среднесрочном и долгосрочном планировании

[00:03:27.000]
Ну и шестым блоком в геомеханическом моделировании является обновление модели

[00:03:33.000]
для поддержки актуальности блочной модели

[00:03:43.000]
Начнем с первого блока

[00:03:47.000]
Сбор исходных данных включает в себя полноценную геологическую и геомеханическую документацию подземных горных выработок

[00:03:53.000]
бортов и уступов карьеров

[00:03:55.000]
В ходе которой собираются данные о геологическом строении

[00:04:01.000]
геологическом и геомеханическом строении а также собираются рейтинговые геомеханические показатели по массиву

[00:04:11.000]
При создании геомеханической модели

[00:04:16.000]
основой является ранее построенная — геологической службой предприятия, геолого-структурная модель

[00:04:22.000]
разбитая на структурные блоки согласно возрастной последовательности активизации региональных тектонических структур.

[00:04:31.000]
Определение самого домена напрямую зависит от горно-геологических условий.

[00:04:37.000]
Доменом может являться – отдельный структурный блок.

[00:04:41.000]
литотип как в целом по месторождению

[00:04:44.000]
так и в отдельном структурном блоке

[00:04:47.000]
Различные зоны дробления

[00:04:50.000]
отдельные участки месторождения с ярко выраженными геомеханическими параметрами

[00:04:54.000]
такими как выветривание, крепость, заполнитель

[00:04:59.000]
рещиноватость, какие-то обводненные участки.

[00:05:04.000]
В данном же случае доменом выступает литологическая разность в каждом тектоническом блоке

[00:05:19.000]
После определения доменов нам необходимо проинтерполировать имеющиеся числовые данные,собранные в ходе документации скважин

[00:05:28.000]
и ручного полевого картирования

[00:05:31.000]
Интерполяция данных производится по всем доменам

[00:05:35.000]
Исходные данные при интерполяции используются только те, которые попадают в оболочку домена

[00:05:41.000]
В липфроге существует 4 различных метода оценки

[00:05:45.000]
Метод оценки подбирается исходя из полноты данных,
и анализа сопоставления моделирования с фактическими горно-геологическими условиями объекта.

[00:05:55.000]
В данной работе использовался RBF интерполлянт

[00:05:59.000]
настройки которого вы видите на экране

[00:06:02.000]
Настройка самой вариаграммы происходит по трем направлениям эллипсоида

[00:06:09.000]
В правом углу экрана Вы наблюдаете результаты моделирования с использованием только глобального тренда,

[00:06:17.000]
приуроченного к направлению падения пород.

[00:06:20.000]
Одним из плюсов использования RBF интерполлянта является разбивка исходного объёма каркаса домена

[00:06:31.000]
на отдельные изоповерхности по заданной легенде значений.

[00:06:35.000]
Что значительно облегчает проверку результатов моделирования при нанесении изоповерхностей
на фактические погоризонтные планы.

[00:06:47.000]
Но так же стоит отметить что при наличии сложных форм домена

[00:06:54.000]
это сложное геологическое строение такие как дайки, жилы, складки, разломы

[00:07:03.000]
необходимо использовать структурный тренд или динамический эллипс.

[00:07:09.000]
Использование динамического эллипса (Variable Orientation) позволяет изменить ориентацию направления оценки

[00:07:16.000]
в соответствии с локальными характеристиками домена.

[00:07:20.000]
благодаря этому возрастает эффективность оценок локального параметра.

[00:07:32.000]
После проведения всех оценок рейтинговых показателей,

[00:07:36.000]
создается блочная модель и наполняется необходимыми данными для дальнейших расчетов.

[00:07:42.000]
В полученной блочной модели с помощью встроенных функций калькулятора

[00:07:48.000]
осуществляются расчеты для решения задач различного характера.

[00:07:53.000]
Расчеты конструктивных параметров, применяемых систем разработки,

[00:07:58.000]
с последующим районированием рудных тел по устойчивости,

[00:08:02.000]
Расчеты допустимых размеров целиков, служащих для поддержания конструктивного комплекса выработок,

[00:08:09.000]
Районирование и расчет необходимых типов и параметров применяемого крепления при проектировании проходческих работ.

[00:08:25.000]
По завершению расчетов в модели, важно полученный итоговый результат сверить
с фактической горно-геологической и горно-технической обстановкой.

[00:08:35.000]
Для этого по уже ранее пройденным закрепленным выработкам

[00:08:40.000]
анализируются установленные типы крепления и отработанные рудные блока.

[00:08:48.000]
На слайде отражен пример проверки установленного крепления в выработках с данными по модели.

[00:08:56.000]
Для этого на фактический погоризонтный план накладываются данные из модели

[00:09:02.000]
и сравниваются с установленным креплением.

[00:09:06.000]
При удовлетворительных результатах модель принимается в работу,

[00:09:10.000]
при не устраивающих наc результатах в модель вносятся корректирующие настройки
и модель перестраивается до получения нужного результата.

[00:09:20.000]
Поле получения нужного результата модель принимается в работу.

[00:09:30.000]
В повседневной жизни рудника геомеханическая модель используется по многочисленным направлениям.

[00:09:38.000]
Для решения специфических задач, реализация которых не предусмотрена в Липфроге,

[00:09:45.000]
существует возможность экспортировать разрезы или модели целиком в сторонние программные пакеты.

[00:09:55.000]
Например, для расчета устойчивости бортов карьера мы используем программное обеспечение Slide 3D и RS3

[00:10:04.000]
в которые экспортируются необходимые данные, к примеру блочная либо каркасная модель

[00:10:11.000]
и проводятся дальнейший расчет.

[00:10:15.000]
На слайде справа представлены параметры проведенных расчетов с использованием каркасных моделей
по геомеханическим параметрам

[00:10:23.000]
с последующим анализом деформации массива после проведения буровзрывных работ при очистной выемке руды.

[00:10:33.000]
На рисунке слева представлена оценка устойчивости бортов бедующего карьера с использованием блочной модели.

[00:10:46.000]
Также хотелось рассказать о исп����льзовании блочной модели при проектировании Буро-Взрывных Работ.

[00:10:52.000]
Одной из важных задач, стоящих перед нашей компанией,
как и перед другим добывающими предприятиями, это вопрос о качестве добываемой руды.

[00:11:01.000]
Для этого наша компания использует специализированное ПО Blast-Maker,

[00:11:07.000]
позволяющее на основании геомеханической модели производить имитацию взрывных работ
и оценивать качество производимой руды.

[00:11:18.000]
При помощи блочной модели, созданной в Липфрог, специалисты корректно проектируют необходимый шаг бурения взрывных скважин,

[00:11:27.000]
необходимое количество взрывчатого материала, схему монтажа,
а также контролируют необходимую фракцию получаемой руды.

[00:11:37.000]
В левой части слайда отображен разрез проектируемых работ в условиях подземного рудника

[00:11:47.000]
на котором представлена — блочная геомеханическая модель,
где цветом отображена информация о массиве, переведенная в энергию дробления ПО Blast_maker,

[00:12:01.000]
– желтым цветом отображены фактически расположенные пробуренные скважины.

[00:12:09.000]
– красным отображена поверхность смоделированного взрыва, на основании геомеханической модели,
а синим цветом — наложена поверхность очистного пространства по факту проведения взрывных работ.

[00:12:24.000]
В правой части слайда показана информация по моделированию взрывных работ в условия открытой разработки.

[00:12:35.000]
По результатам взрывных работ осуществляется сопоставление полученных данных
с целью оценки качества как и самой модели, так проводимых взрывных работ.

[00:12:54.000]
Также необходимо отметить важность геомеханических моделей при долгосрочном планировании,

[00:13:00.000]
которое включает в себя несколько этапов.

[00:13:04.000]
На Первом этапе блочная модель применяется для районирования рудной залежи
по ее устойчивости с целью обоснования применяемой системы разработки на последующие периоды ведения горных работ.

[00:13:19.000]
В правой части слайда для примера представлен результат районирования
устойчивости рудного тела по проведенным расчетам в модели согласно методике Мэтьюза Потвина.

[00:13:33.000]
На последующих этапах выбираются наиболее безопасные и экономически обоснованные траекторий планируемых выработок.

[00:13:44.000]
Заключающим этапом является обоснование и подсчет необходимых
типов и параметров применяемого крепления на запланированный период.

[00:13:58.000]
В результате чего специалисты компании обоснованно оценивают риски,
связанные с проектированием, что позволяет с высокой точностью рассчитывать производительность рудника

[00:14:15.000]
Хотелось бы также отметить и обновление моделей.

[00:14:19.000]
Ключевым преимуществом Leapfrog для нашей компании является наличие динамического обновления,

[00:14:25.000]
что существенно снижает трудозатраты при моделировании.

[00:14:29.000]
Теперь обновление модели занимает не более одного дня:

[00:14:33.000]
Другими словами, входные геологические и геомеханические данные,

[00:14:38.000]
связаны между собой таким образом, что при добавлении нового массива данных
а такжеили при изменении существующих настроек, модель автоматически пересчитывается.

[00:14:50.000]
Также пересчитываются все ранее проведенные расчёты в блочной модели.

[00:14:58.000]
Что существенно экономит время на обновление модели,
тем самым специалист геомеханик имеет больше времени на в сбор и проверку исходных данных,

[00:15:09.000]
что в свою очередь повышает качество получаемой модели,

[00:15:12.000]
а качественная геомеханическая модель является эталоном безопасного проектирования горных работ

[00:15:24.000]
В заключении хотелось бы отметить что при внедрении в работу такой программы ка�� LeapFrog

[00:15:32.000]
у геомехаников и других специалистов появилась возможность больше уделять времени на сбор данных,

[00:15:39.000]
тем самым повышать качество моделирования.

[00:15:43.000]
Уважаемые участники конференции на этом у меня все! Большое спасибо что нашли время послушать мой доклад.