А.А. Цхай, Т.Н. Трунова, АлтайГИС-центр при Алтайском государственном техническом университете, Барнаул, e-mail: taa56@mail.ru; a_tshay@yahoo.com
Высокую отдачу от инвестирования в горнодобывающую промышленность можно получить при наличии комплексного анализа ресурсов месторождения и перспектив его развития. В решении данной задачи не обойтись без использования современных информационных технологий, среди которых особое место занимают геоинформационные системы.
ГИС позволяют не только отображать на географической карте расположение явлений и объектов, но и оперировать большими массивами разнообразной информации, на основе которой принимаются управленческие решения.
Несомненно, что повышение эффективности региональной экономики связано с развитием и рациональным использованием собственной сырьевой базы. В этой связи, в Алтайском крае особый интерес вызывают крупные железорудные месторождения, такие как Холзунское, Белорецкое, Инское. Эти три месторождения расположены недалеко друг от друга, имеют сходное геологическое строение, по масштабам относятся к промышленным и могут быть введены в эксплуатацию.
Описание технико-эколого-экономической модели
При освоении месторождения полезных ископаемых деление минеральных ресурсов можно представить схемой, которая изображена на рисунке 1.
Рис. 1. Структура технико-эколого-экономического анализа месторождения.
К главным (основным) относятся минеральные ресурсы, добыча которых — основная цель данного перерабатывающего предприятия. К сопутствующим относятся минеральные ресурсы, входящие в состав добытого минерального сырья, отделение которых на стадии добычи технически невозможно или экономически нецелесообразно. К попутно извлекаемым относятся минеральные ресурсы, извлечение которых из недр осуществляется вынужденно при выполнении определенных технологических операций.
Для решения задачи эффективного освоения месторождения полезных ископаемых следует подобрать систему критериев, которые охватывают вопросы технологии, экономики и экологии. Сформировалось целое научное направление, посвященное анализу и оценке эффективности использования минеральных ресурсов и охраны недр на основании детального технико-эколого-экономического анализа месторождения на всех стадиях его освоения.
По каждому из описанных выше видов ресурсов проводится анализ на основе технико-эколого-экономических показателей. Таких показателей достаточно много. Так, оценка эффективности использования основных минеральных ресурсов месторождения проводится по 25 критериям, а оценка эффективности использования и охраны попутно извлекаемых минеральных ресурсов — по 6.
Комплексная оценка месторождения получается в результате решения системы алгебраических уравнений. Направления анализа схематично изображены на рисунке 1.
Здесь под балансовыми запасами понимаются запасы, использование которых экономически целесообразно при существующей технологии. Забалансовые запасы — это такие запасы, использование которых в данных условиях экономически не выгодно, но есть возможность в дальнейшем перевести их в балансовые. Используемые сопутствующие минеральные ресурсы — это те минеральные ресурсы, использование которых выгодно в данных условиях, т.е. технически возможно, экономически целесообразно и экологически необходимо. Неиспользуемые сопутствующие минеральные ресурсы — те ресурсы, которые в настоящее время использовать невыгодно, но есть возможность их хранения.
ГИС «Освоение месторождения»
Информационная система поддержки принятия решений при освоении месторождений полезных ископаемых создана на основе ArcView и призвана решать следующие задачи:
-
- представление в картографическом виде географических планов и разрезов месторождений;
- ведение баз данных: накопление данных, их обработка;
- проведение технико-экономико-экологического анализа месторождения по следующим направлениям:
a) эффективность использования главных минеральных ресурсов;
b) эффективность использования и охраны сопутствующих минеральных ресурсов;
c) эффективность использования и охраны попутно извлекаемых минеральных ресурсов;
- автоматизация расчета показателей, необходимых для принятия обоснованных решений.
Структура работы с данными баз данных, описывающих предметную область, и алгоритмы решения уравнений, на основе которых проводится анализ, реализованы на языке Avenue, который позволяет модифицировать интерфейс системы и встраивать пользовательские приложения.
В состав информационно-аналитической системы входит два блока:
- блок встроенных средств ГИС (ArcView);
- аналитический блок — пользовательское приложение, разработанное на языке Avenue.
Описание первого блока системы
Он позволяет получить карту Алтайского края с нанесенными на нее месторождениями (рис. 2). Карта формируется путем наложения нескольких тематических слоев, представленных в легенде. Содержание карты формируется путем отключения, добавления или удаления тем.
При работе с картой ArcView предоставляет пользователю множество возможностей. Упомянем некоторые из них:
- Увеличение карты позволяет вывести на экран более подробное изображение выбранной местности, при этом на карте станут видны мелкие населенные пункты и реки нашего края, что дает возможность более точного определения местоположения месторождения.
- Идентификация позволяет получить в отдельном окне подробную информацию о месторождении (рис. 2).
- Вывод графических данных на основе «горячих связей», например, поперечного разреза Холзунского месторождения, показанного на рис. 2.
Рис. 2. Освоение месторождения.
Описание второго блока системы
Он позволяет рассчитать значения технико-эколого-экономических показателей. Для его реализации к стандартному меню ArcView добавлены пункты “Анализ” и “Результаты” (рис. 3). Они позволяют определить, по каким направлениям будет проводиться анализ минеральных ресурсов (МР) месторождения и какие результаты можно получить.
Ввод данных и расчет показателей ведется в соответствующих формах (окнах). Вид окна оценки эффективности охраны забалансовых запасов показан на рисунке 3. Окна содержат названия и значения полей, которые берутся из баз данных (далее БД). Также существует возможность дополнения БД новыми сведениями. В тех формах, где необходимы дополнительные сведения об изменениях технологических свойств ресурсов в процессе хранения, есть кнопка “Критерии качества”, по ней вызывается окно с необходимыми данными.
Результаты проведенных расчетов заносятся в БД и по запросу выводятся на экран. Вид окна результатов показан на примере формы эффективности балансовых запасов месторождения (рис. 3). Значения расчетных показателей позволяют оценить минеральные ресурсы месторождения и принять решение о целесообразности того или иного варианта его освоения и рациональности использования минеральных ресурсов.
Рис. 3. Аналитический блок- пользовательское приложение на языке Avenue.
Заключение
Созданная ГИС предоставляет пользователю возможности:
1) упорядочения и накопления информации, упрощения процесса обработки и хранения данных, их представления в наглядной графической форме;
2) проведения комплексной оценки месторождения на всех стадиях освоения и эксплуатации, прогнозирования перспектив его развития;
3) поддержки принятия управленческих решений при освоении месторождений и повышения эффективности использования минеральных ресурсов.
