Моделювання пластових родовищ за допомогою ГДІС Micromine - Журнал Гірська промисловість
В даний час практично не залишилося гірничодобувних компаній, не знайомих із можливостями спеціалізованого гірничо-геологічного програмного забезпечення. Різними компаніями пропонуються різноманітні програмні рішення для геологів, гірників, маркшейдерів та інших фахівців, що значно оптимізують трудовитрати та час, що потрібний фахівцям на вирішення тих чи інших завдань.
Компанія Micromine (Австралія) працює в Україні з початку 1990-х, і за цей період стала одним із лідерів ринку IT, орієнтованого на гірничу промисловість. Наші рішення використовують найбільші гірничодобувні компанії країни, і ми пишаємось цим. Більшість із них займаються видобутком ТВПИ, у зв'язку з чим, за нашою компанією закріпився якийсь штамп, що ПЗ Micromine не призначене для моделювання пластових родовищ. У цій статті хотілося б розвіяти цей міф і висвітлити деякі методики, що застосовуються в оцінці пластових родовищ комп'ютерними методами.
Мал. 1 Виведення даних у програмі
Вихідними даними для моделювання служать табличні дані з виробок, їх зйомки та випробування. Ці дані імпортуються в програму та, використовуючи вбудовані алгоритми перевірки, перевіряються на різні невідповідності. Під час перевірки виявляються різні помилки, які у більшості випадків зводяться до помилок під час введення даних. Весь процес перевірки вихідної інформації займає у середньому трохи більше 1–2 днів. Після стадій імпорту, перевірки та виправлення помилок створюється база даних підприємства, яка використовується для подальшого моделювання та оцінки родовища.
За процесом створення бази даних слідує стадія підготовки інформації до інтерпретації. Вона полягає ввиведення необхідної інформації, її оформлення, створення розрізів. Підготовчі роботи також включають імпорт всілякої векторної інформації з різних CAD додатків: ситуаційні плани, розрізи та інша графіка.
Крім векторних даних Micromine можна використовувати і скановану графіку, яка прив'язується в 3D-середовищі і використовується при інтерпретації.
Мал. 2 Прив'язка растрів у 3D-просторі
Залежно від параметрів залягання пластів та обраного методу моделювання виділяють такі способи інтерпретації вугільних пластів:
1. Класичне оконтурювання.
2. Інтерпретацію покрівлі/підошви.
3. Інтерпретацію центральної лінії.
Класичне оконтурювання пластів у більшості випадків використовується при крутопадаючому заляганні. Даний спосіб ідентичний інтерпретації рудних тіл при моделюванні твердих корисних копалин: проводиться оконтурювання пластів по розрізах, далі здійснюється з'єднання цих контурів в триангуляційні моделі об'ємів.
Інтерпретація покрівлі/підошви пласта – метод інтерпретації вугільних родовищ, що найчастіше зустрічається. У більшості випадків він використовується для порожнього і похилого залягання і може бути реалізований двома способами:
1) Безпосередньою інтерпретацією покрівлі і підошви кожного пласта по розрізах з допомогою ліній із наступним об'єднанням цих ліній в триангуляционные чи сіткові поверхні.
2) Розрахунком 3D-координат покрівлі/підошви перетину пласта з журналу випробування, вибірки цих точок в окремий файл та створення тріангуляційних чи сіткових моделей з обраних точок.
У результаті отримані поверхні покрівлі та підошви об'єднуються, утворюючи загальну об'ємну тріангуляційну модель пласта.
Мал. 3 Приклад каркасної моделі почту пластів
Інтерпретація по центральній лінії пласта – використовується виключно при пологому заляганні та слабкій гіпсометрії. Це обмеження випливає з інструментів, які використовуються для цього типу моделювання – мереж (гридів). Порядок його проведення наступний:
1. Здійснюється вибірка перетинів відповідного пласта з журналу випробування.
2. Розраховуються координати центральної точки перетину для кожного вироблення.
3. За висотними відмітками розрахованих 3D-точок будується гіпсометрична мережа (грид).
4. Додатково за даними потужності розрахованих 3D-точок (перетинів) будується мережа (грид) потужності пласта.
5. Заключним кроком даної інтерпретації є конвертація отриманих гридів гіпсометрії та потужності в єдину блокову модель з розмірами блоків X, Y рівними відстані між точками гриду, а Z рівними значенню грида потужності.
Використовуючи цей метод моделювання за наявності структурних порушень у масиві краще користуватися обмежувальними контурами, які дозволяють враховувати зміни при побудові поверхонь.
При даному методі інтерпретації процес побудови каркасних моделей не використовується, і виконавець одразу переходить до блочного моделювання та процесу її оцінки.
Отримані каркасні моделі заповнюються елементарними блоками так званої блокової моделі, яка призначена для більш докладного опису якості в межах даних обсягів. Розмір елементарних блоків блокової моделі вибирається спеціалістом методом підбору, виходячи з логічних міркувань про потужність продуктивного пласта та ресурсів свого комп'ютера. Тобто. чим більший елементарний блок моделі – тим грубішою буде оцінка, і чим вінменше - тим більше громіздка модель вийде на виході, що зробить роботу з нею неможливою.
Мал. 4 Приклад блокової моделі
Методик інтерполяції фактичних даних випробування в елементарні блоки блокової моделі не так багато:
1. Полігональний метод.
2. Метод зворотних відстаней.
3. Метод кригінгу.
Методи зворотних відстаней та різні варіанти кригінгу відносяться до комп'ютерних методик підрахунку, полігональний метод – більше ручний, але також знаходить своє застосування під час комп'ютерної обробки даних.
1. За кількістю виробок, що увійшли до еліпс пошуку.
2. По заданій відстані навколо виробок.
3. За стандартним відхиленням інтерполованих якісних характеристик.
Мал. 5 Загальний вид звіту з ресурсів
На виході цього процесу виходить блокова модель, у якій кожен елементарний блок має свою кількісну та якісну характеристику. Вся ця інформація природно виводиться в робочий 3D-простір і перевіряється щодо помилок візуально – за розрізами і планами. Інформацію можна подати у вигляді карт ізоліній, або завданням різних кольорів осередкам блокової моделі, які мають різні якісні характеристики. Використовуючи вбудовані процеси Micromine та ГОСТ 25543 $ 88 «Класифікації за генетичними та технологічними параметрами», досить просто налаштувати програму на автоматичний перехід від якісних характеристик вугілля до його марочного складу.
Заключні звіти оцінки подаються в табличному режимі і можуть створюватися як по всьому родовищу, так і локальним його ділянкам (рис. 5).