Применение цифрового моделирование

Введение

Данная работа ориентирована на изучение целесообразности использования информационных технологий для решения вопросов качества геологических исследований и обработки полученных в ходе них результатов.
Геологическая съемка, комплекс геологических изысканий месторождения производится с целью составления геологических карт и выявления перспектив территорий в отношении полезных ископаемых. ГГС состоит из изучения наготы как естественных, так и искусственных (выходы на поверхность) пород (определение их состава, происхождения, возраста, форм подготовки); затем в топографической карте наносятся границы распространения этих пород. ГГ. он сопровождается сбором образцов горных пород, минералов и окаменелостей. Она осуществляется в соответствии с инструкциями, утвержденными Министерством геологии СССР. Характер расследования зависит от масштаба стрельбы. Различают мелкие, средние, крупномасштабные, а также детализированные изображения.
Поэтому задачей специализированных программ, работающих на данной развилке, является обработка и хранение достаточного объема данных, полученных в результате сбора данных, а также построение плоской и, в некоторых случаях, пространственной модели исследуемого объекта.
В настоящее время проблема моделирования геологического пространства с применением ЭВМ является новым направлением в геологии, как в США, так и за рубежом. Средства и методы информационных технологий в настоящее время применяются в различных областях человеческой деятельности. Кроме того, невозможно использовать информатику в науках с определенно требуемым классом точности, оперировать различными величинами, выраженными в количественной, измеримой и последующей математической обработке. В этих дисциплинах процедуры геологического моделирования успешно заменяются методами "вычислительного эксперимента", позволяющими избежать сложных и дорогостоящих модельных опытов и заменить их компьютерными расчетами. К настоящему времени накоплен определенный опыт и достигнут определенный прогресс в области внедрения информационных технологий в геологические науки. Но, несмотря на впечатляющие возможности этой технологии и компьютерного модерна, результаты ее применения в области технических наук, а именно геологии, нельзя считать достаточно положительными. Это может быть связано с тем, что геология обычно работает с большим потенциалом для описательной информации, мало формализованной и поэтому мало пригодной для компьютерной обработки.


1. Создание цифровых моделей месторождений полезных ископаемых с применением современных технологий
В современном мире все больше компаний занимаются научными исследованиями и геологоразведкой, активно внедряя компьютерное моделирование [1-10], используя специальные программные средства и информационные системы .
Таким образом, одним из наиболее распространенных программных комплексов является Micromine. На основе этой программы можно решить большой комплекс геолого-разведочных задач, возникающих при проектировании горных предприятий. Наиболее распространенными задачами являются статистический анализ геологической информации, автоматизация процессов обработки и интерпретации геолого-разведочных данных, их использование для моделирования месторождений с целью выполнения всех видов расчетов и оценок [11-14].
Основным отличием моделей, созданных геолого-геоинформационной системой (ГИС) Micromine, является возможность их использования и дальнейшего уточнения на основе результатов добычи пласта. Общий размер модели ограничен только аппаратными возможностями компьютера.
Компьютерное моделирование месторождений с помощью ПЗР компания Micromine позволяет использовать статистические и геостатистические методы. Цифровые модели, основанные на этих методах, более точно отражают и дополняют пространственные закономерности распределения широкого спектра параметров минерализации для месторождений твердых полезных ископаемых. Количественное определение полезных ископаемых на основе компьютерных моделей определяет большую точность по сравнению с традиционными методами, так как позволяет учитывать произвольное количество показателей, влияющих на подсчет запасов.
Адаптация трехмерного компьютерного моделирования и технологий пересчета запасов месторождений полезных ископаемых различного типа к современным условиям недропользования позволяет усовершенствовать методологию создания геологических моделей,повысить точность, безопасность и достоверность оценки запасов месторождений. Эти обстоятельства весьма актуальны в современных экономических условиях.
Трехмерные модели месторождений создаются различными методами и зависят от структуры месторождения и вида полезных ископаемых

. В большинстве систем реализован метод пространственного моделирования по результатам испытания разведочных скважин с возможностью уточнения параметров размещения минеральных тел и месторождений путем проведения геофизических исследований (сейсмических, гравиметрических, магнитных, электромагнитных и др.).) [12-15].
Последовательность формирования цифровых моделей месторождений руд разных пород имеет существенные различия на этапе интерпретации данных сканирования. Во всех других отношениях методология моделирования практически идентична и может незначительно отличаться.
Аналогично, для месторождений, которые уже находятся в эксплуатации, моделирование может несколько отличаться от предыдущего. Для них, как правило, уже создан и осуществляется комплекс горной документации (планы, разрезы, карты) по контурам распределения горных пород на месторождении, уточненный по результатам оперативной разведки, испытаний и фактической разработки.
Для месторождений полезных ископаемых используют блочное моделирование с интерполяцией содержания компонентов для уточнения контуров растяжения тел полезного ископаемого и оценки запасов. [12, 13]
Система имеет набор инструментов для выполнения этого анализа. Включает в себя построение и моделирование вариограмм. Последовательность действий при их создании и расчете. Изначально создается всенаправленная вариограмма. Он основан на построении ряда направленных вариаций, из которых, в свою очередь, определяется направление максимальной непрерывности. Он построен с вертикальными колебаниями в плоскости максимальной непрерывности и определен угол его падения. Ниже определены углы и акимуты падения основных осей пространственной анизотропии минерализации [11, 16, 18].
По вариациям для каждого направления в данной модели (линейной, экспоненциальной, логарифмической или сферической) формируются интерполяционные модели соответствующих значений содержания (с учетом эффекта самородка, порогов и интервалов влияния для каждой структуры).
Заключительным этапом создания моделей месторождений полезных ископаемых является блочное моделирование. Этот процесс заключается в создании моделей пустых блоков, ограниченных рамками; интерполяции значений компонентов содержимого на основе закона установленного распределения и уточнении контуров пород по заданным условиям [12, 14].
При моделировании распределения компонентов учитывается большое количество факторов: характер изменчивости геологических характеристик, структура и морфология месторождения, плотность и однородность сети геологоразведочных работ. Поэтому используется несколько методов пространственной интерполяции: полигональная, обратная дистанция в классе IDW, кригинг (нормальный, индикативный, полииндикативный) [11, 12]. После формирования блочной структуры производится корректировка каркасных моделей, исключающих участки с нетрадиционными породами [11, 15].
С помощью Ggis Micromine в настоящее время проводится моделирование коллекторов в Московском угольном бассейне (Мосбассе). Исходными данными для моделирования являются табличные данные о производстве, приеме и тестировании. Эти данные импортируются в программу и с помощью интегрированных алгоритмов проверки проверяются различные несоответствия.
Отложения этого типа, как правило, имеют линзовидную структуру. Площадь залежей сравнительно невелика-около десятков квадратных километров. Глубина залегания невелика (до десятков метров). Разведка таких месторождений осуществляется сетью в виде, отличном от сторон 200-300 м, иногда с конденсацией в отдельных частях до 50-75 м. Результаты разведки суммируются в каталоге разведки.
В процессе разведки каждой скважины определяется способность открытых пород, отметка грунта и кровли угольного пласта, по отдельным скважинам водоносных горизонтов.
При проектировании вскрытия и разрезания минного поля, а также при эксплуатации определяющую роль в условиях Мосбаса играют условия формирования и строения угольных пластов. Величина и характер изменения мощности угольного пласта, характер формирования грунта и кровли угольного пласта, изменение зольности в пределах поля шахты и т.д. перечисленные факторы являются наиболее изменчивыми для региона и определяют выбор направления основных приростов, систему развития и возможность развития отдельных частей [12, 15, 16].
Как показывает опыт, Ggis Micromine-это современная система, которая может быть использована для решения широкого круга задач при моделировании месторождений полезных ископаемых различных типов. Математический аппарат системы постоянно совершенствуется, дополняется новыми процедурами и функциями пространственного моделирования систем.
Применение технологии цифрового моделирования коллекторов позволяет сделать процесс управления добычей максимально прозрачным и понятным на всех уровнях [15, 17, 18].
Трехмерная цифровая модель пласта может быть использована для подсчета количества запасов полезных ископаемых или участков пласта, оценки геолого-экономических, задач планирования и гражданского определения контуров экономически целесообразного задания.


2