Инновации бизнесу. Метод включения цифровой модели массива горных пород Метод включения цифровой модели массива горных пород

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Номер

30-003-06

Наименование проекта

Метод включения цифровой модели массива горных пород Метод включения цифровой модели массива горных пород

Назначение

Для разработки специализированной компьютерной программы по прогнозу устойчивости породных обнажений.

Рекомендуемая область применения

Горное дело.

Описание

Описание к ИЛ № 30-003-06

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Для разработки специализированной компьютерной программы по прогнозу устойчивости породных обнажений с помощью цифровой модели горного массива необходимо эту модель встроить в базу географической информационной системы (ГИС). Открытость и гибкость ГИС-технологий позволяют создавать методы прогноза геомеханических условий разработки и интегрировать их с помощью алгоритмов в информационную среду.

Средства ГИС представляют собой пакет программ с единой реляционной базой данных (БД). Все ГИС включают обязательный набор геоданных, который состоит из базовой картографической информации и тематической атрибутивной информации. Главной особенностью геоданных ГИС является наличие строгой связи между многослойными электронными картами и БД. Выполняя операции с атрибутивными данными, пользователь ГИС одновременно применяет их и к графическим объектам.

Для создания программного модуля «прогноз устойчивости», необходимо объединить цифровую регулярно-ячеистую модель горного массива, описывающую свойства горных пород, с векторной моделью данных. В векторной модели объекты описывается аналитически набором примитивов: «точка», «линия», « полигон» и «поверхность». Нами за базовую картографическую информацию принят цифровой план горных работ шахты «Первомайская», представленный в программе autocad в форме векторной модели. Трансляция его в mapinfo произведена с помощью прикладной программы универсального транслятора. В диалоговом окне универсального транслятора были установлены:

- исходный файл, в котором для autocad указан формат dwg;

- система координат - «план-схема, м»;

- путь к выходному файлу для mapinfo в формате ТАВ.

После трансляции в mapinfo, материал получен как самостоятельный набор из 4-х файлов: tab (текстовый файл); map (графика); dat (атрибутивные данные); id (индексы). Атрибутивные таблицы после трансляции сформированы для векторной топологической модели. В терминологии ГИС понятие векторного слоя адекватно понятию таблицы. На рис.1 представлен план горных работ и диалоговое окно, которое содержит набор векторных слоев после трансляции, каждому из которых соответствует одна таблица в тематической БД.

Далее необходимо к полученной картографической информации добавить данных из регулярно-ячеистой модели о свойствах горного массива. Такие данные представляет собой матрица с ячейками, каждая ячейка матрицы характеризует свойства массива значениями, приписанными к её центру.

Три матрицы нами созданы с помощью прикладной программы И-6-1, а затем они импортированы в mapinfo с названиями «Матрица-1», «Матрица-2» «Матрица-3».Эти сетки ячеек соответствуют трем цифровым моделям: региональной с размером ячейки равной 100 метров, локальной с размером ячейки 40 метров и оперативной с размером ячейки 20 метров. На рис. 2 представлена визуализация сетки ячеек «Матрица-3». на фоне реального плана горных работ по пласту 27 шахты Первомайская

Тематическая БД в ГИС является набором списков (или атрибутивных таблиц). За структуру таблицы принимается совокупность используемых типов данных со всеми их свойствами. В атрибутивных таблицах ГИС записаны атрибуты (т.е. параметры = характеристики) графических объектов. Эти данные могут быть показаны пользователю в табличном виде со столбцами (=колонками = полями = атрибутами) и строками (= записями).

Столбцы и строки имеют определенные свойства: каждый столбец имеет уникальное имя, столбцы упорядочиваются слева направо, строки таблицы не упорядочены, в поле на пересечении строки и столбца имеется только одно значение, все строки таблицы обязательно отличаются друг от друга. В ГИС используются следующие типы атрибутивных данных: символьное, целое, короткое целое, вещественное, десятичное, дата и логическое. В зависимости от того, какие типы атрибутивных данных содержат поля, их называют числовыми, строковыми и т.п. Простейшие операции, которые можно выполнять в ГИС с атрибутивными данными: ввод данных, просмотр записей, редактирование значений атрибутов, выбор данных по запросу. Можно преобразовывать и таблицы: объединение данных двух и более таблиц, связывание данных двух и более таблиц. Для обработки атрибутивных данных в ГИС используются встроенные системы управления базами данных.

Для включения цифровой модели в ГИС необходимо совместить графическую и атрибутивную информации цифровой регулярно-ячеистую модели горного массива с векторной моделью цифрового плана горных работ.

Выбирается одна из трех дополнительно конвертированных в mapinfo таблиц «Матрицы». Эти таблицы несут информацию из регулярно ячеистой цифровой модели массива горных пород. Выбранная таблица помещается в окне рабочего стола mapinfo в виде карты, к которой добавляется новый слой «Матрица 3». Данный слой характеризуется новой таблицей, ее структурой, именем и полями списковых данных и отражает информацию по оперативной цифровой модели массива горных пород. Следующим шагом является введение соответствующих данных о столбцах в атрибутивную таблицу. «Номер строки » -столбец А; «Координаты» -Х-В, У-С; «Высотная отметка кровли»-столбец Д; «Мощность пласта» столбец Е; «Трещиноватость» столбец f; «Устойчивость» столбец g; и др. Далее в таблице «Матрица 3» создаются новые строки в таблице которые отмечаются ячейкой на карте. В результате обработке информацией наполняются около3000 ячеек. В итоге получается объединенная атрибутивная и картографическая информация со всеми ячейками и с данными по векторным объектам см. рис 2. Это означает, что цифровая модель горного массива встроена в базу географической информационной системы (ГИС). База матриц используется для прогноза устойчивости вдоль трассы проектируемой выработки с помощью запросов.