Определение положения скважин БВР и их наклона на основании параметров линии сопротивления по подошве

Добрый день.

Ниже будет представлено описание очень частой и важной задачи, которая стоит перед маркшейдерскими отделами, отделами ПТО и участками буровзрывных работ на ОГР и решение которой пока не представлено не в одном ГГИС (ну по крайней мере я не сталкивался).

Возможно описание этой задачи поможет разработать ее решение в будущем в Макромайн, тем самым добавит ценности самого ПО и даст дополнительный толчок к его распространению на предприятиях.

Задача эта, на первый взгляд дилетанта, покажется элементарной, обыденной и настолько простой, что не заставит заострить на ней внимание, но в условиях постоянного увеличения объемов буровзрывных работ на карьерах, неожиданных изменений горно-технических и геологических условий и как следствие резкое изменение направления фронта работ в течении смены ( перегоны буровых станков на новые блока в течении смены по 2 -3 раза), в глазах сотрудников предприятия занимающемся проектированием буровых скважин, составлением паспортов на БВР, переносом проектного положения скважин в натуру и сотрудника отвечающего за качественное и оперативное выполнения БВР на карьере эта задача приобретает особый смысл.

Одним из основных параметров буровзрывных работ является паспортное значение линии сопротивления по подошве (ЛСП) – допустимое расстояние от нижней бровки откоса (по целику) до забоя скважин, расположенных в 1 ряду и допустимое расстояние от 1 ряда скважин ко 2 ряду (ЛСП 1-2) и т.д. В зависимости от горно-геологических, технологических и ряда других параметров оптимальное значение ЛСП на предприятиях определяется опытным путем-путем проб и ошибок.

Достижение оптимальной ЛСП позволяет добиться уменьшения выхода негабарита, достижения необходимой «проработки» массива энергией взрыва, соблюдение проектных параметров карьера, снижение потерь и разубоживания ПИ, сохранения производительности экскавации, транспортировки, переработки ПИ и вскрышных пород. Позволяет устранить необходимость повторного разрушения «непроработанного» массива (повторное взрывание, применение гидромолота и т.д.) и как следствие уменьшение себестоимости горных работ. Поэтому у нас на предприятии так важно соблюдать принятые значения ЛСП при производстве БВР.

Для выполнения этих условий в большинстве случаев 1 ряд (иногда и 2 ряд-«спарки») скважин БВР блока бурится под определенным азимутом и углом по отношению к целиковой части откоса «обуримого» уступа.

Для определения азимута и угла бурения скважины, ее глубины, специалистам организации приходится выполнять ряд операций, которые выполняются в полуавтоматическом режиме, что является достаточно «трудо» и временно затратным. Как это происходит на практике я попытаюсь донести.

Рис. 1 – схема вертикального разреза проектируемого блока БВР с указанием определяемых параметров при составлении паспорта БВР.

1. выполняется маркшейдерская съемка подошвы «обуреваемого» блока и его откоса.

В нашем случае это выполняется с помощью GNSS и тахеометра.

Съемка откоса с помощью тахеометра («безотражательный» режим), для более детальной интерпретации конфигурации откоса в ГИС, представлена на рисунке.

2. Результаты съемки подгружаются в ПО и мы получаем следующую картину:

3. размечаем устья скважин в соответствии с заданными параметрами сетки на бурение.

Тут возникает 1 проблема: верхняя бровка уступа имеет неправильную форму и 1 ряд скважин необходимо располагать на определенном фиксированном расстоянии от нее (обычно это фиксированная величина - 2 метра вдоль всей верхней бровки). Далее постепенно, путем сближения скважин, выравнивать последующие ряды, результат - крайний ряд скважин должен быть ровный - это необходимо для получения прямой линии отрыва. Макромайн при проектировании скважин БВР располагает скважины только по прямой линии или же параллельно ломанного полигона, и так на все ряды скважин. Также нет функции автоматического сужения сетки скважин при необходимости заполнения площади блока дополнительными скважинами Все это заставляет инженера вручную «раскидывать» скважины по площади блока, удобнее это делать в стороннем ПО: автокад или нанокад, что приводит к потере времени и производительности.

Автоматическое распределение скважин в Макромайн

Ручное распределение скважин в стороннем ПО

(скважины относительно верхней бровки и контура блока распределены равномерно – заполнены все участки)

4. Следующим этапом является определение угла бурения и азимута 1 ряда скважин – скважин вдоль верхней бровки, с учетом ЛСП.

Здесь появляется проблема № 2, которая отнимает основные силы при проектировании скважин БВР. В Макромайн эти манипуляции не предусмотрены (ну или я о них не знаю). Расчет производится в полуавтоматическом режиме.

А) по каждой скважине 1 ряда строится разрез перпендикулярно по отношению к верхней бровке:

Б) Переводим просмотр в 2D срез, отмечаем проектный горизонт бурения, горизонт бурения с учетом «перебура».

В) Проецируем целиковую часть откоса, которая находится за «прибортовой» просыпью, на горизонт бурения.

Г) От пересечения линии проекции целика откоса в сторону массива откладываем проектное значение ЛСП и отмечаем место положение забоя скважины 1 ряда. От верхней бровки отступаем максимально допустимое расстояние до устья скважины и определяем положение устья. Соединяем устье с забоем и определяем угол заложения выработки и ее глубину с учетом перебура.

Д) Далее производим те же операции только по отношению к скважине 2 ряда и т. к. далее. Точка отсчета будет являться забой скважины 1 ряда.

В итоге необходимо проводить вышеописанные операции по каждой скважине 1 ряда: строить разрезы, проецировать целик откоса на горизонт бурения, определять исходя из значения ЛСП угол 1 ряда скважин, рассчитывать их глубину (в зависимости от угла заложения она меняется). Определять положение и угол бурения скважин 2го а иногда и 3 ряда. Вручную переносить положение скважин с разрезов на план и так далее.

Т.е по сути необходим функционал, который бы позволял определять в автоматическом режиме геометрию скважин, их пространственное положения исходя не только из сетки бурения, горизонта бурения и перебура но и расстояния от верхней бровки до устья скважины, положения в пространстве целика откоса, значений линии сопротивления по подошве,  величины линии отрыва массива и т.д. Некоторые решения в ПО уже реализованы, но необходима доработка для того, чтобы оно стало еще более бесценно)

Ручной режим, когда в работе 10 станков отнимает время, силы. Ограниченность во времени приводит к ошибкам специалиста, который вынужден успеть выдать паспорт буровикам на руки пока станок едет от одного блока на другой и если бы в Макромайн был такой функционал, работать стало намного веселей))).

Спасибо!