Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Информационная технология обработки неоднородных данных о состоянии массива горных пород

Диссертация: Информационная технология обработки неоднородных данных о состоянии массива горных пород
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработаны классификация типов шестигранных призм блочной дискретной модели и на ее основе метод построения участков месторождения с тектоническими нарушениями и расщепляющимися пластами, позволяющие проводить геомодельное описание массивов горных пород сложных месторождений полезных ископаемых; Научная значимость работы заключается в разработке моделей, методов и алгоритмов обработки… Читать ещё >

Информационная технология обработки неоднородных данных о состоянии массива горных пород (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • I. Анализ предметной области и постановка задач исследования
    • 1. 1. Роль угольной промышленности России в мировом топливно-энергетическом комплексе
    • 1. 2. Анализ особенностей моделирования угольных месторождений в зависимости от способа их разработки
    • 1. 3. Геологическое описание угольных месторождений. Условия и закономерности генезиса (происхождения)
      • 1. 3. 1. Условия образования углей
      • 1. 3. 2. Условия накопления растительного материала
      • 1. 3. 3. Понятие о цикличности в образовании угленосной толщи
    • 1. 4. Обзор современного состояния информационного обеспечения горнодобывающих предприятий
      • 1. 4. 1. Интегрированные информационные системы для горнодобывающей промышленности
      • 1. 4. 2. Специализированные программы
    • 1. 5. Цели и задачи исследования
  • II. Информационная технология обработки неоднородных данных о состоянии массива горных пород
    • 2. 1. Геоинформационный подход и объектно-ориентированная методология при моделировании месторождений полезных ископаемых
    • 2. 2. Разработка информационной технологии обработки неоднородных данных о состоянии массива горных пород
    • 2. 3. Теоретические основы математического моделирования и классификация моделей месторождений полезных ископаемых
    • 2. 4. Разработка метода формирования иерархических моделей осадочных месторождений
    • 2. 5. Крайгинг. Геостатистический анализ распределения показателей месторождения
  • ВЫВОДЫ
  • III. Разработка архитектуры блочной регулярной модели и методов моделирования сложных геологических объектов осадочных месторождений
    • 3. 1. Блочное моделирование месторождений полезных ископаемых
    • 3. 2. Классификация шестигранных призм
    • 3. 3. Моделирование сложных геологических объектов пластовых (угольных месторождений)
      • 3. 3. 1. Построение тектонических нарушений
      • 3. 3. 2. Построение расщеплений угольных пластов
  • ВЫВОДЫ
  • IV. Анализ исходной геологической информации и подготовка ее для построения геомодели
    • 4. 1. Геологическая документация
    • 4. 2. Обработки первичной геологической информации для моделирования угольных месторождений
    • 4. 3. Разработка метода и алгоритма индексации породных слоев и слоев угольных пластов
  • ВЫВОДЫ

Актуальность работы. В настоящее время в России ежегодно добывается более 300 млн. тонн угля. Решение технологических и инженерных задач горных предприятий с использованием компьютерных моделей месторождений полезных ископаемых значительно увеличивает темпы роста производительности и способствует обеспечению требуемой безопасности ведения горных работ. Необходимость обработки огромного количества используемых при этом топографических, геологических и производственно-технологических данных, характеризующих условия и характер функционирования горных предприятий, значительно усложняет задачи выбора оптимальных решений. Для решения таких задач необходим системный пространственный анализ разнородной распределенной информации о состоянии массива горных пород месторождения полезных ископаемых. Такой анализ должен проводиться с использованием компьютерных методик обработки горнопромышленных данных и обеспечивать принятие эффективных управленческих решений. Осуществление такой интеграции рациональнее проводить с использованием геоинформационных технологий. Поэтому создание новых технологий обработки пространственно-атрибутивной информации в угледобывающей промышленности и соответствующих компьютерных систем на их базе является весьма актуальной задачей.

Объектом исследования является информационная технология моделирования горнопромышленных систем.

Целью исследования является повышение эффективности управления и безопасности на угледобывающих предприятиях за счет своевременной и качественной обработки пространственно-атрибутивной информации с использованием ГИС-технологий.

Идея работы заключается в построении регулярной блочной модели массива горных пород с использованием объектно-ориентированной методологии и совместного использования разнородных знаний и пространственно-атрибутивных данных в рамках единой системы.

Основные научные положения, разработанные соискателем, и их новизна:

1. Создана информационная технология обработки неоднородных данных о состоянии массива горных пород применительно к угледобывающим 4 предприятиям, отличающаяся системным единством используемых методов и средств;

2. Предложен метод формирования иерархических моделей осадочных месторождений с применением ГИС-технологий, позволяющий осуществлять качественное и количественное описание массива горных пород на базе регулярных адаптированных блоков (призм);

3. Разработаны классификация типов шестигранных призм блочной дискретной модели и на ее основе метод построения участков месторождения с тектоническими нарушениями и расщепляющимися пластами, позволяющие проводить геомодельное описание массивов горных пород сложных месторождений полезных ископаемых;

4. Создан алгоритм индексации породных слоев и слоев угольных пластов, позволяющий автоматизированно разметить произвольные участки углепородного массива для последующего микроанализа отдельных, произвольно выбираемых частей месторождения полезных ископаемых.

Достоверность научных положений, сформулированных в диссертации, подтверждается корректным использованием методов системного анализа и сопоставимостью результатов тестовых модельных расчетов и практического использования разработанных методов и алгоритмов обработки неоднородной информации.

Построение моделей с использованием разработанного метода повышает точность результатов расчетов на 8% по сравнению с традиционными методами моделирования.

Научная значимость работы заключается в разработке моделей, методов и алгоритмов обработки пространственно-атрибутивной информации на базе объектно-ориентированной методологии, позволяющих осуществлять компьютерное моделирование сложных горнопромышленных систем с недостижимой ранее точностью.

Методы исследований. В работе использованы методы: системного анализаобъектно-ориентированной методологиитеории вероятностей и математической статистикиГИС-методы пространственного анализа.

Практическая значимость работы состоит в разработке технологии, моделей, методов и алгоритмов обработки динамической пространственно-атрибутивной информации по горно-геологическим и горнотехнологическим объектам нескольких уровней иерархии горнопромышленных систем.

Апробация работы. Основное содержание работы и ее отдельные положения докладывались на семинарах международного симпозиума «Неделя горняка», МГГУ (г. Москва, 2004;2007 гг.), на «Семинаре молодых ученых, специалистов, аспирантов, студентов» (г. Новокузнецк, ОАО «Про-мгаз», 2005 г.) и на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ» (Москва, 2005;2006 гг.).

Реализация результатов работы. Разработанные модели и алгоритмы обработки геоинформации использованы при создании цифровых моделей Воркутского и Черемховского каменноугольных месторождений.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 70 наименований, содержит 43 рисунка и 7 таблиц.

ВЫВОДЫ.

В этой главе разработаны метод обработки геологической информации и алгоритм индексации породных слоев и слоев угольных пластов, позволяющий автоматизированно разметить произвольные участки углепород-ного массива для последующего микроанализа отдельных, произвольно выбираемых частей месторождения полезных ископаемых, которые апробированы на примере расчета моделей Черемховского и Воркутского каменноугольных месторождений.

1. Рассматривая массив горных пород как сложную систему, необходимо сказать, что объекты характеризуются большим количеством параметров, характеристик и состояний, и при этом объединены разнообразными связями и отношениями.

2. Экспертами-геологами накоплено много эвристических знаний в данной предметной области, которые в большей степени накоплены интуитивным и опытным путем.

3. Многообразие исходных данных зачастую представлено на бумажном носителе, имеет неудобный вид для анализа и дальнейшего планирования ведения горных работ экспертами.

4. Исходная геологическая информация требует тщательного анализа и интерпретации в зависимости от условий формирования угленосной толщи.

5. Разработанный метод индексации позволяет идентифицировать слои горных пород по принадлежности их к периоду формирования, тем самым моделировать массив горных пород от поверхности до заданных глубин максимально приближенно к истинному геологическому объекту.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В настоящей работе решена важная научно-практическая задача определения системных связей и закономерностей образования и взаимодействия элементарных объектов массива горных пород, разработки методов и алгоритмов обработки информации и построения трехмерной геомодели последнего и принятия с использованием этой модели решений при проектировании и последующем управлении угледобывающими предприятиями.

В ходе создания информационной технологии обработки неоднородных данных в сплошных геологических средах лично автором получены следующие выводы и результаты:

• Обзор существующих теоретических исследований и практических разработок в области автоматизации горных работ показал несовершенство методов обработки пространственно-распределенных геоданных, а также неполноту использования исходной информации и эвристических знаний.

• Разработана и апробирована технология обработки разнородной многоуровневой информации для использования в интегрированных системах управления горнодобывающими предприятиями.

• Разработаны методы и алгоритмы формирования информационных геомоделей осадочных месторождений, позволяющие осуществлять структурно-параметрический синтез интегральной объемной модели месторождения и решать задачи системного анализа, принятия решений и управления при ведении горных работ на предприятиях угледобывающей отрасли.

• Результаты апробации реализованных методов и алгоритмов показали работоспособность и адекватность модели реальным объектам месторождения, что доказывает эффективность разработанной технологии и возможность ее применения в управлении горнопромышленными системами.

Показать весь текст

Список литературы

  1. A.B. Перспективные направления комплексного использования ресурсов угольных месторождений. // Актуальные проблемы освоения месторождений и использования минерального сырья. -М.: МГГУ. 1993. — С. 168−175.
  2. Месторождения полезных ископаемых: Учебник для вузов / Ермолов В. А., Попова Г. Б., Мосейкин В. В. и др.- Под ред. В. А. Ермолова. М.: Издательство МГГУ, 2001. — С. 570.
  3. А.Г. Технология разработки интеллектуальных геоинформационных систем горнопромышленных комплексов. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. Москва, 2006.
  4. В.А., Трость В. М. Моделирование месторождений полезных ископаемых на ЭВМ. М.: МГИ. — 1987.
  5. Л.В., Иофис И. М., Нейман И. Б. Математические модели массива горных пород // М.: МГИ. 1983.
  6. С.Д. Разработка оптимизационных методов горногеометрического анализа при освоении рудных месторождений открытым способом. Диссертация на соискание ученой степени докт. техн. наук. Москва, 1994.
  7. И.Д. Календарное планирование горных работ на ЭВМ. -Горный журнал № 11. 1964.
  8. В.В., Коробов С. Д. Использование ЭВМ для подсчета объемов открытых горных работ. Горный журнал № 10. 1963.
  9. В.В., Левин Е. Л. Комплекс программ моделирования месторождений и карьеров на основе растровой модели. Совершенствование методов проектирования и планирования горных работ в карьере. Л.: Наука, С. 56−61.
  10. Проектирование, планирование и управление производством на карьерах посредством ЭВМ. Под ред. Ржевского B.B. М.: Недра, 1966 г.
  11. Автоматизация геолого-маркшейдерских графических работ. / В. В. Ершов, A.C. Дремуха, В. М. Трость, В. Н. Зуй, Т. П. Бедрина. М.: Недра 1990 г. С. 137−138.
  12. A.C., Зеленский A.C., Чурин H.A. Цифровое моделирование рудных месторождений. Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции «САПР горнодобывающих предприятий», НПО 2 Кибернетика АН УзССР, Ташкент 1984.
  13. Gauthier F.J., Gray R.G. Pit design by computer at gaspe copper mines. Ltd. CIM Bull., Nov. 1971, 64, #715, pp.95−102.
  14. Д.Г. Разработка методов принятия оптимальных решений при автоматизированном проектировании карьеров. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Москва 1992.
  15. Д.Г., Ашаев Ю. П., Съедин В. Ф. Объемное моделирование горно-геометрических параметров на ЭВМ. Известия ВУЗов, Горный журнал № 10. С. 1−5. 1983 г.
  16. . Основы прикладной геостатистики. М.: Мир, 1968 г.
  17. М. Геостатистические методы при оценке запасов руд. Л.: Недра, 1980 г.
  18. Интернет-сайт: http://www.geocad-it.ru/302/302r.html. Краткий обзор современного состояния программного обеспечения для горных предприятий.
  19. В.А. Методы и подходы к созданию программных средств управляемой интерполяции в геологических задач. М. «Руды и металлы». № 1. 1994 г. С. 79−89.
  20. Краткая инструкция оператора по подсчету запасов с помощью программы ГеоБлок, версия 1.5. ТОО «Гетос». Белгород 2001 г.
  21. Т.А. Модели и алгоритмы обработки геоинформации в масштабируемом банке данных горной промышленности. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. Москва, 2006 г.
  22. В.Я. Моделирование в научных исследованиях и проектировании. -М.: ГКНТ, ВНТИЦентр, 1991.-С. 125.
  23. В.Я. Геоинформационные системы и технологии. М.: «Финансы и статистика», 1998 г.
  24. Е.О., Терновой В. И. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых. Л.: Издательство «Недра», 1974 г.
  25. И.С., Низгурецкий З. Д. Количественная оценка точности разведочных данных на угольных месторождениях. Тр. ВНИМИ, сб. 50, 1963, С. 323.
  26. Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1988 г.
  27. Автоматизированное проектирование карьеров: учебное пособие / B.C. Хохряков, C.B. Корнилков, Г. А. Неволин, В. М. Каплан. М.: Недра, 1985. С. 263.
  28. A.JI. Основы классификации моделей месторождений. -Сборник «Совершенствование методов проектирования и планирования горных работ в карьере». Л.: Наука, 1981, С. 35−40.
  29. А.И. Законы формирования рабочей зоны карьера. Л.: ЛГИ, 1986, С. 54.
  30. Е.Г., Кошкарев A.B., Тикунов B.C., ЗаварзинА.В. Под ред. B.C. Тикунова. Основы геоинформатики 2004 г.
  31. И.Д. Подсчет запасов и геолого-промышленная оценка рудных месторождений. М.: Недра, 1974 г.
  32. Л.А. Шек В.М. Патент № 2 130 548. Способ определения количества полезного ископаемого в массиве горных пород.
  33. А. А. Геоинформационное моделирование распространения загрязнений в горнопромышленном регионе. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. Москва, 2004 г.
  34. А.Б. Каждан, О. И. Гуськов. Математические методы в геологии: Учебник для вузов. М.: Издательство «Недра», 1990. — 251 с.
  35. Горная графическая документация. ГОСТ 2.850−75-ГОСТ 2.857−75. -М. Издательство стандартов, 1983 г.
  36. В.А. Геология. Учебник для вузов: В двух частях. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. — Часть II: Разведка и геолого-промышленная оценка месторождений полезных ископаемых. — С. 392.
  37. Горная Энциклопедия Том 3, М.: изд-во «Советская энциклопедия», 1986 г.
  38. Большая Советская энциклопедия, М.: изд-во «Советская энциклопедия», 1972 г.
  39. Материалы Интернет-сайтов горно-геологических информационных систем: http://gemcomsoftware.com, http ://datsmine/co/uk, http://miromine.com.au, http://maptec.com.au, http://surpac.com.au, http://minesoft.com, http://vistgroup.ru
  40. Материалы Интернет-сайтов ГИС-ассоциаций: www.dataplus.ru, www.gisa.ru.
  41. Материалы Интернет-сайта информационных технологий для геологов, маркшейдеров и горных инженеров: www.mineframe.ru.
  42. Материалы Интернет-журнала CADmaster: www.cadmaster.ru/articles/article 18 626. html Геология в среде AutoCad.
  43. Горная Энциклопедия Том 3, М.: изд-во «Советская энциклопедия», 1986 г.
  44. А.Б. Каждан, О. И. Гуськов, A.A. Шиманский. Математическое моделирование в геологии и разведке полезных ископаемых. М.: Издательство «Недра», 1979. — С. 167.
  45. В.М., Суханов В. И., Хохряков B.C. Моделирование при-родно-сырьевых технологических комплексов (горное производство) / Под ред. B.JI. Яковлева. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. С. 147.
  46. В.А. Геометризация недр. Практический курс. М.: Издательство МГГУ, 2003. — С. 234.
  47. A.C. Средства передачи и обработки измерительной информации. Учебное пособие. М.: МГГУ. 1999. С. 267.
  48. Ю.Е. Информационные технологии планирования горныхработ (для горных инженеров). СПб.: «Недра», 2004. — С. 424.
  49. C.B., Наговицын О. В. Система компьютерного моделирования объектов горной технологии GeoTech-3D // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: МГГУ. — 2001. — № 10
  50. К. В. Справочник геолога-угольщика. М., Недра, 1982, С. 311.
  51. Ф.И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ: Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа. 1989 г. — С. 367.
  52. Подземная разработка пластовых месторождений / Михеев О. В., Виткалов В. Г., Козовой Г. И., Атрушкевич В. А. М.: Издательство МГГУ, 2001 г.
  53. Л.А., Федунец Н. И., Потресов Д. К. Автоматизированная система управления угольной промышленностью. М.: Недра, 1987 г.
  54. Труды X Всероссийского угольного совещания.: Ростов-на-Дону, ВНИГРИуголь, 2001, 294 с.// Файдов O.E., Старокожева Г. И., Марченко Т. Н. Информационные технологии и геолого-экономический мониторинг запасов и ресурсов углей. С. 270−273.
  55. Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Примеры объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. -Спб., 2001.-366 с.
  56. A.A., Трунова Т. Н. ГИС «Освоение месторождения». // ArcReview 2002 современные геоинформационные технологии № 1.2002. С. 19.
  57. E.H., Марченко В. В., Чесалов Л. Е. и др. ГИС-технологии в геологическом изучении недр. М.: ВНИИгеосистем, 1996.-С. 120.
  58. Шек В. М. Объектно-ориентированное моделирование горнопромышленных систем. М.: МГГУ, 2000, С. 304.
  59. Е.А., Шек В.М., Литвинов А. Г. Программный комплекс «Недра» подсистемы геолого-маркшейдерского обеспечения АСУ горных предприятий. // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: МГГУ — 2007. — № 9. — С. 240−247.
  60. Шек В.М., Линник В. Ю. Автоматизированная система оценки характеристик угольных пластов и расчета параметров шнеков очистных комбайнов. // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: МГГУ. — 2002. — № 5. — С. 211−214.
  61. Е.А. Ввод систематизированной геоинформации при моделировании угольных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: МГГУ — 2006. — № 5. — С. 197−199.
  62. П.И. Горные науки и промышленность / Хохряков B.C. Геоинформатика в горном производстве. М., 1989
  63. Е.А. Индексирование угольных и породных пластов и про-пластков в объемной геоинформационной модели угольного месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. -М.: МГГУ 2007. — № 11. — С. 239−244.
  64. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. 2-е изд., Спб.: Невский диалект, 1998. -558 с.
  65. B.C., Емельянов A.A., Кукушкин A.A. Системный анализ в управлении. М.: Финансы и статистика, 2003
  66. В.Н., Денисов A.A. Основы теории систем и системного анализа. СП.: Из-во СПбГТУ, 2001.
  67. К., Сарсон Т. Системный структурный анализ: средства и методы. М.: Эйтекс, 1992.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!