Использование программного обеспечения для решения маркшейдерских задач на примере ООО «НПП Сибгеокарта»

Содержание
Введение…………………………………………………………………………3
1. Информационные системы в горном деле………………………………….4
2. Программное обеспечение ООО "НПП "СИБГЕОКАРТА"……………….7
Заключение……………………………………………………………………..14
Список литературы…………………………………………………………….15

Введение
Качественный уровень производства маркшейдерских работ значительно отличается на каждом предприятии. Так, крупные предприятия приобретают современные измерительные приборы (электронные тахеометры, светодальномеры, нивелиры, измерительные GPS-инструменты и др.), выполняют обучение пользователей, покупают и устанавливают программное обеспечение. На небольших предприятиях с ограниченными финансовыми возможностями до сих пор еще нередки случаи использования традиционных оптико-механических инструментов и рулетки.
Целью деятельности горного предприятия является добыча полезных ископаемых открытым или подземным способом. В процессе добычи, связанной с перемещением огромных объемов горной массы, созданием сложной сети горных выработок, наземных и подземных сооружений возникает настоятельная потребность в определении точного местоположения объектов горной технологии, без знания которого не возможно решение задач проектирования, планирования и управления горными работами. Для нахождения координат объектов в арсенале маркшейдеров существует значительное число инструментов и методов решения геодезических задач. Общим для всех этих методов является необходимость выполнения большого объема вычислений, от точности которых зачастую зависит эффективность и безопасность горных работ. Развитие вычислительной техники и средств компьютерного моделирования создало хорошую базу для автоматизации решения маркшейдерских задач на основе работы с удаленными базами данных (БД) коллективного доступа и использования цифровых моделей объектов горной технологии.
В настоящее время существует достаточно много компьютерных программ (в основном зарубежных), предлагающих инструментальные средства для автоматизации решения маркшейдерских задач. При общей тенденции реализации большинства встречающихся в маркшейдерской практике задач, программы отличаются степенью и способами интеграции в едином информационном пространстве предприятия, возможностью работы с разнообразными исходными данными и средствами формирования выходной графической документации. В Горном институте подобные программные средства, основанные на компьютерном моделировании объектов горной технологии и комплексном решении маркшейдерских, геологических и технологических задач, создаются с 1997 г. в рамках развития автоматизированной системы MineFrame. Данная система используется и на предприятии ООО "НПП "СИБГЕОКАРТА", которое мы и будем рассматривать.
Информационные системы в горном деле
       Информационные  технологии предназначены для решения различного вида задач, возникающих на каком-либо этапе горного производства, прежде всего, для информационного обслуживания всех работников предприятий, связанных с принятием управленческих решений. Здесь информация обычно представляется в виде регулярных или специальных управленческих отчетов и содержит сведения о прошлом, настоящем и возможном будущем предприятия. Автоматизация офиса предполагает организацию и поддержку коммуникационных процессов как внутри производства, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией. Широко используются информационные технологии при проектировании в виде компьютерной графики, моделирования процессов и инженерных расчетов.
Информационные  технологии применяются и на уровне исполнительской деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных, постоянно повторяющихся операций. Управление – это процесс целенаправленного воздействия на объект, организующий функционирование объекта по заданной программе. Информация, которая обеспечивает производство, распределение, обмен и потребление материальных благ и решение задач организационно экономического управления, называется управленческой. В управленческой деятельности информация выступает как один из важнейших ресурсов наряду с энергетическими, материальными, трудовыми, финансовыми. В горном деле современная система использования информационных технологий представляет собой комплекс со следующими основными подсистемами обеспечения:
• информационное обеспечение – система классификации информации, технологическая схема обработки данных, нормативно-справочная информация, система документооборота, создание различного вида документации;
• организационное обеспечение – совокупность мер и мероприятий, регламентирующих функционирование системы управления, наличие связи между структурами предприятия;
• техническое обеспечение – комплекс используемых в системе технических средств, включающий ЭВМ и средства связи;
• математическое обеспечение – совокупность методов, правил, математических моделей и алгоритмов решения задач;
• программное обеспечение – совокупность программ, необходимых на всех этапах деятельности предприятия.
В настоящее время существует множество  программных продуктов, обеспечивающих информационные технологии обработки различного рода информации. К ним относятся текстовые процессоры, табличные процессоры, системы управления базами данных, системы автоматического проектирования, электронная почта и др.
На  мировом рынке программных продуктов  предлагается достаточно много интегрированных  горных систем, которые предлагают примерно одинаковый набор функций: 
# Создание векторных, каркасных и блочных моделей объектов горной технологии. 
# Визуализация моделей объектов в трёхмерном пространстве 
# Геостатистический анализ месторождений 
# Формирование базы данных (каталога) маркшейдерских точек и решение на их основе различных маркшейдерских и геодезических задач 
# Подсчет объемных и качественных показателей выемочных единиц
# Горно-геометрический анализ и оптимизация границ карьера по экономическим показателям
# Планирование открытых и подземных горных работ, проектирование массовых взрывов 
Примеры интегрированных горных систем:
# Mineframe — российская САПР для автоматизированного планирования, проектирования и сопровождения горных работ 
# Продукты компании Micromine 
# Продукты компании Gemcom 
# Продукты компании Mincom 
Программное обеспечение ООО "НПП "СИБГЕОКАРТА"
ООО «НПП «Сибгеокарта» на протяжении десяти лет успешно работает в области инженерных изысканий, маркшейдерских работ, землеустройства, аэрофотосъемки, геодезии, картографии и фотограмметрии. В нашей компании работают более 150 высококвалифицированных специалистов из разных регионов России, имеющих многолетний опыт выполнения работ в данной области производственной и научной деятельности. Сочетание современного оборудования и высокой квалификации наших специалистов дает нам возможность в короткие сроки качественно выполнять значительные объемы работ.
ООО «НПП «Сибгеокарта» выполнило в различных регионах страны большое количество значимых проектов для дочерних обществ крупнейших нефтегазовых компаний: ОАО "НК "Роснефть", ОАО «АК «Транснефть», ОАО «НОВАТЭК», ОАО «Газпром», ОАО «ЛУКОЙЛ», ОАО «Русснефть».
Основными направлениями деятельности предприятия являются:
фотограмметрическая обработка материалов дистанционного зондирования;
создание и обновление кадастровых, маркшейдерских и топографических планов и карт в масштабах 1:500 - 1:1 000 000;
геодинамические исследования;
инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инженерно-гидрометеорологические, инженерно-экологические, инженерно-геотехнологические изыскания;
проведение комплекса землеустроительных работ;
проведение работ по подготовке и утверждению градостроительных планов земельных участков;
создание и обновление топографических планов горных отводов;
определение склонения магнитной стрелки;
создание и внедрение географических и земельных информационных систем;
проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
Предприятие стремится к использованию передовых научных методов и средств, к развитию инфраструктуры, профессионализму персонала, конкурентоспособности продукции и использованию современных методов менеджмента в целях повышения ценности деятельности и получения прибыли. Для системного непрерывного управления деятельностью предприятия в области качества внедрена и поддерживается в рабочем состоянии документированная система менеджмента качества (СМК), основанная на процессном подходе. В СМК включены процессы управленческой деятельности руководства, обеспечения ресурсами, процессы изысканий, проектирования, определения результативности и улучшения СМК. Система управления качеством предприятия сертифицирована в Ассоциации по сертификации "Русский Регистр" по MC ISO 9001:2008. Исполнение требований международного стандарта ISO 9001 в деятельности предприятия позволяет быть успешнее на рынке инженерно-изыскательской и картографической продукции при заключении и выполнении контрактов и договоров, создаёт  ценность как для предприятия, так и для его партнёров посредством оптимизации затрат и ресурсов, а также за счет гибкости и быстроты совместной реакции на изменения рынка.ООО "НПП "Сибгеокарта" является членом СРО некоммерческого партнерства "Организация изыскателей Западносибирского региона", а также "Союза геодезистов и картографов Сибири и Урала".
Какое же программное обеспечение использует данная фирма для достижения всех своих поставленных целей?
Одна из самых основных программ для работы на предприятии – Mineframe. Это программа для автоматизированного планирования, проектирования и сопровождения горных работ.
Система предназначена для комплексного решения широкого круга геологических, маркшейдерских и технологических задач, встречающихся в практике работы горнодобывающих предприятий, научных и проектных организаций. Система содержит обширный набор инструментов, позволяющих работать с трехмерными моделями объектов горной технологии. Среди них геологические пробы, рудные тела и пласты, маркшейдерские точки, горные выработки, выемочные единицы, конструктивные элементы и узлы системы разработки, естественные и технологические поверхности (включая карьеры и отвалы), склады (штабели) и развалы горной массы. 
При разработке системы были использованы современные средства реализации сложной информационно-поисковой системы, основанные на клиент-серверных технологиях взаимодействия с локальными и удаленными базами данных (БД), математических методах обработки горно-геологической информации. Трехмерное графическое ядро, лежащее в основе программных средств системы, позволяет работать с моделями объектов в многооконном режиме и предоставляет пользователю широкие возможности управления способами отображения и редактирования объектов горной технологии.
Программные средства системы обеспечивают коллективный, контролируемый доступ к удаленным базам данных (БД), что позволяет формировать единое информационное пространство предприятия. Создаваемые в рамках системы автоматизированные рабочие места геологов, маркшейдеров и технологов позволяют решать большинство задач, встречающихся при планировании, проектировании и сопровождении горных работ.
        Система включает в себя программные продукты:
GeoToolsРедактор для ведения БД по геохимическому опробованию месторождения, выполнения операций первичной обработки данных опробования и формирования на их основе отчетной документации
GeoTech-3D Многофункциональный графический редактор для создания и визуализации моделей объектов горной технологии и решения на этой основе геологических, маркшейдерских и технологических задач, встречающихся в практике работы горнодобывающих предприятий, научных и проектных организаций
GeoDesignГрафический редактор для создания моделей типовых конструктивных элементов и узлов системы разработки и формирования БД моделей объектов этого типа
GeoUsersПрограмма управления режимом доступа пользователей к удаленным БД, ведения журнала изменения объектов, архивации и восстановления БД
       Система обеспечивает автоматизацию решения задач в следующих предметных областях:
Геология:
Пополнение  и редактирование БД геохимического опробования. Визуализация данных опробования в трехмерном пространстве, на вертикальных разрезах и планах.
Формирование рудных интервалов с учетом заданных кондиций. Построение векторных, каркасных и блочных моделей рудных тел, пластов и других объектов геологической среды.
Геостатистический анализ месторождения, формирование пространственной модели распределения компонентов полезного ископаемого в границах рудных тел. 
Подсчет объемных и качественных показателей рудных тел, пластов, выемочных единиц.
Построение геологических разрезов произвольной ориентации с отображением на них контактов рудных тел, разведочных скважин и картины распределения содержания полезного ископаемого.
Формирование системы разведочных линий с возможностью построения через них соответствующих разрезов.
Вывод на печать геологических разрезов с помощью встроенного в GeoTech-3D конструкторского редактора VeCAD или внешнего редактора AutоCAD. Импорт и экспорт моделей геологических объектов с использованием dxf -формата. 
Маркшейдерия:
Ведение БД (каталога) маркшейдерских точек опорной и съемочной сетей. Импорт маркшейдерских точек из файлов различных формата, включая файлы данных тахеометрической съемки.
Визуализация маркшейдерских точек в 3-мерном пространстве, на вертикальных разрезах и планах.
Моделирование естественных и технологических поверхностей, включая: топоповерхность, поверхность карьера, обрушения, границ фронта подземных горных работ, складов (штабелей) руды, развалов горной массы. 
Построение изолиний равных высот по каркасным моделям поверхности. Ведение цифровых моделей карьеров. 
Создание моделей подземных горных выработок на основе графических данных маркшейдерских планшетов.
Моделирование проходки подземных горных выработок по данным маркшейдерских замеров. 
Корректировка формы сечений подземных горных выработок по результатам детальной съемки, установление за различными участками выработок признака того или иного типа крепления. 
Получение визуальной и цифровой информации о проходке выработок за любой календарный период. 
Решение прямой и обратной геодезической задачи. 
Определение координат точки методом прямой и обратной засечки с выполнением оценок точности решения.
Расчет и уравнивание теодолитных ходов с формированием схемы хода и таблицы расчета. 
Обработка результатов теодолитной и тахеометрической съемки, получение на их основе моделей маркшейдерских точек, полигонов и контуров.
Построение профилей горных выработок. 
Вывод на печать планов, разрезов с отображением маркшейдерских объектов в стандарте горной графики. 
Технология:
Общие для открытых и подземных горных работ
Создание проектных моделей (векторных и каркасных) выемочных единиц, типовых конструктивных элементов и узлов системы разработки. 
Визуализация моделей объектов горной технологии в 3-мерном пространстве, на планах, вертикальных и произвольных разрезах, в том числе с отображением на плоскости разреза проекций близлежащих объектов. 
Подсчет объемных и качественных показателей полезного ископаемого в прирезках, по горизонтно и по этапам отработки.
Планирование отработки выемочных единиц.
Визуализации результатов мониторинга техногенных и технологических процессов. 
Формирования рабочих чертежей в принятых на предприятии условных обозначениях.
Открытые горные работы
Проектирование карьеров с вписыванием системы транспортных коммуникаций. Конструирование траншей, полутраншей, насыпей, складов (штабелей) с подсчетом объемов вынимаемой и насыпаемой горной массы.
Оптимизация границ карьера по экономической модели (метод Коробова).
Горно-геометрический анализ карьерных полей. 
Построение бергштрихов и изолиний поверхности с выносом высотных отметок. 
Построение профилей дорог с формированием табличных данных по уклонам и сводной информации по всем карьерным дорогам. 
Проектирование массовых взрывов на карьерах. 
Подземные горные работы:
Параметрическое проектирование горных выработок с сечениями заданной конфигурации. 
Параметрическое проектирование типовых конструктивных элементов и узлов системы разработки. 
Проектирования подземных массовых взрывов. 
Эффект от внедрения системы:
Увеличение производительности труда специалистов при работе в едином информационном пространстве за счет исключения потерь времени на подготовку и передачу информации между подразделениями.
Уменьшение риска при принятии решений. Применение автоматизированной системы будет оправдано, если это позволит избежать хотя бы одной грубой ошибки при ведении горных работ из-за решения принятого на основе недостоверной информации.
Отказ от не интегрированных решений прошлого за счет введения общих процедур, протоколов и методологии во всех подразделениях предприятия. Исключение «лоскутной автоматизации», снижение или полное исключение затрат на стыковку информационных потоков различных участков работы. 
Появление возможности анализа прошлых операций и уточнения параметров добычи за счет легкого доступа к информации о ранее принятых технологических решениях. 
Сокращение затрат на ведение горных работ за счет более обоснованных и оптимальных решений при проектировании и планировании горных работ.
Сокращение времени принятия решений и времени ответной реакции на изменение ситуации за счет возможности быстрого доступа к информации. Снижение вероятности искажения данных, так как исключаются ошибки при копировании и переносе информации, обеспечивается целостность данных и их сохранность. 
Переход на обмен информацией между подразделениями и службами в цифровом виде, что обеспечивает ее более эффективное использование. 
       Максимальный эффект от внедрения системы достигается при комплексной автоматизации решения геологических, маркшейдерских и технологических задач в едином информационном пространстве горного предприятия.  
Заключение
В последнее десятилетие в нашу повседневную жизнь прочно вошло понятие информационных технологий. Без использования современных компьютеров, средств коммуникации, различных информационных сетей и каналов немыслимы ни учебный процесс, ни производство, ни управление, ни социально-бытовая сфера.
Изучению современных информационных систем и технологий уделяется все большее внимание при составлении учебных планов подготовки специалистов различных направлений и специальностей.
Не обходят стороной информационные технологии горное и строительное производства, поэтому неотъемлемой частью подготовки современных горных инженеров и инженеров-строителей является овладение, как общими основами информатики, так и специальными знаниями по применению прикладных компьютерных программ, геоинформационных систем, специальной компьютерной графики, систем компьютерного моделирования и много другого. 
Программное обеспечение для горной и маркшейдерской деятельности очень разнообразно, и поэтому, какой пакет программ использовать, каждое предприятие выбирает самостоятельно. Но все они очень облегчают работу горных специальностей, делая её качественнее и быстрее.
Список литературы
Горная геомеханика и маркшейдерское дело. Сборник научных трудов. - Москва: ИЛ, 2017. - 496 c.
Золотова, Е. В. Градостроительный кадастр с основами геодезии / Е.В. Золотова, Р.Н. Скогорева. - М.: Архитектура-С, 2008. - 176 c.
Инструкция по маркшейдерскому учету объемов горных работ при добыче полезных ископаемых открытым способом РД 07-604-03. - М.: НТЦ ИП Промышленной безопасности, 2013. - 126 c.
Курошев, Г. Д. Геодезия и топография / Г.Д. Курошев, Л.Е. Смирнов. - М.: Академия, 2008. - 176 c.
Куштин, И. Ф. Геодезия / И.Ф. Куштин, В.И. Куштин. - М.: Феникс, 2009. - 912 c.
Перфилов, В. Ф. Геодезия / В.Ф. Перфилов, Р.Н. Скогорева, Н.В. Усова. - Москва: СИНТЕГ, 2006. - 350 c.
Чекалин, С. И. Геодезия в маркшейдерском деле / С.И. Чекалин. - М.: Академический Проект, Парадигма, 2012. - 544 c.
Чекалин, Сергей Иванович Геодезия в маркшейдерском деле. Учебное пособие для вузов. Гриф УМО вузов России / Чекалин Сергей Иванович. - М.: Академический Проект, Парадигма, 2012. - 512 c.
Шилов, П.И. Геодезия / П.И. Шилов. - М.: Госгеолтехиздат, 2006. - 384 c.
Шубин, В. Г. Единая государственная система координат для геодезических и маркшейдерских работ / В.Г. Шубин. - М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по угольной промышленности, 2009. - 553 c.