Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1 Анализ территориально-сближенных месторождений 7

1.1 Общая характеристика ИГД ДВО РАН 7

1.2 Состояние отраслей металлических полезных ископаемых 8

1.3 Проблемы развития отраслей металлических полезных
ископаемых 16

1.4 Принципы освоения территориально-сближенных
месторождений 19

1.5 Типы освоения территориально-сближенных месторождений 22

2 Программный комплекс расчета оптимального расположения
обогатительной фабрики 25

2.1 Постановка задачи программного комплекса 25

2.2 Представление исследуемой территории в матричном виде 27

2.3 Исходные данные и расчетные формулы 31

2.4 Алгоритм определения маршрута через недоступные участки
местности 35

2.5 Описание программного модуля 38

3 Расчет оптимального расположения обогатительной фабрики
ГК «Петропавловск» 50

3.1 Исходные данные для расчета 50

3.2 Результаты расчета 55

4 Перспективы развития программного комплекса 58

4.1 Использование геодезических данных для создания карты высот 58

4.2 Глобальные цифровые модели высот 59

5 Технико-экономическое обоснование разработки программного
комплекса 64

Заключение 72

Список использованных источников 74

Приложение А Текст программы модели поиска оптимального
расположения обогатительной фабрики в
математическом пакете MATLAB R2013b 79

Приложение Б Текст программы представления исследуемой территории
в матричный вид в Microsoft Visual Studio 2013 96

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ИГД ДВО РАН – Институт Горного Дела Дальневосточного округа Российской академии наук;

СПП – стационарный промывочный прибор;

ОФ – обогатительная фабрика;

ГБЗ – государственный баланс запасов;

ЭУ – элементарный участок;

МИТ – матрица исследуемой территории;

ТСМ – территориально-сближенные месторождения;

ЦМВ – цифровая модель высот.

ВВЕДЕНИЕ

Институт горного дела ДВО РАН занимается разработкой новых технологий в области добычи полезных ископаемых на территории Дальнего Востока, имеющего достаточно богатую минерально-сырьевую базу.

Наиболее богатые и находящиеся в освоенных районах месторождения уже отработаны или отрабатываются. В настоящее время в эксплуатацию все чаще вовлекаются месторождения с низким содержанием ценных компонентов, находящиеся в неосвоенных районах, что ведет к значительным затратам при их освоении. Часто отработка таких месторождений становится нерентабельной. Для снижения затрат месторождения со схожим происхождением и единством геологической структуры, расположенных относительно близко друг к другу, отрабатываются одновременно с извлечением полезных компонентов на общем стационарно-промывочном приборе – обогатительной фабрике [1].

Установка обогатительной фабрики на исследуемой территории осуществляется одноразово до полной выработки пород из обнаруженных месторождений. В связи с этим возникает необходимость устанавливать обогатительную фабрику в таком месте, где показатель эффективности фабрики будет максимальным. Критерием эффективности работы обогатительной фабрики является рентабельность освоения месторождений, которая вычисляется как соотношение чистого годового дохода от добычи полезных ископаемых на общепроизводственные расходы, возникающие в ходе
добычи [2,3].

При размещении обогатительной фабрики в том или ином месте изменяется его удаленность от месторождений. В зависимости от расстояния от месторождения до фабрики изменяются расходы на добычу и доставку горной породы к фабрике, а, следовательно, и рентабельность.

Размер исследуемой территории небольшой и составляет несколько десятков километров по длине и ширине. В связи с этим, задача нахождения оптимального расположения фабрики ставится многократно на различных местах территории Дальнего Востока.

Объектом исследования являются территориально-сближенные месторождения со сложными горно-геологическим условиями и низким содержанием полезных ископаемых, объединяемые общностью происхождения и единством геологической структуры.

Исследованию проблемы совместной разработки территориально-сближенных месторождений посвящены работы ученых, таких, как Анисимова А.Б., Добрецов В.Б., Кисляков В.Е., Опрышко Д.С., Мацко Н.А., Пешков А.А., Харитонова М.Ю. и другие.

Цель работы – разработка программы, моделирующей процесс извлечения полезных ископаемых из месторождений и нахождение с ее помощью оптимального расположения обогатительной фабрики, при котором рентабельность освоения месторождений будет принимать максимальное значение.

Требуется решить следующие задачи:

– исследовать принципы освоения территориально-сближенных месторождений, критерии расчета рентабельности освоения месторождений и размещения фабрики;

– разработать программу для представления исследуемой территории в матричный вид;

– разработать алгоритм построения кратчайшего маршрута между двумя точками через недоступные участки;

– разработать программу, моделирующую процесс извлечения полезных ископаемых из месторождений и выполняющую расчет оптимального расположения ОФ в зависимости от расположения месторождений и недоступных участков местности;

– выполнить тестирование программы расчета расположения ОФ на реальных примерах;

– провести анализ перспектив развития программного комплекса.

Новизна проекта состоит в создании программного комплекса, представляющей собой модель расчета оптимального расположения обогатительной фабрики.

В качестве метода исследования используется математическое моделирование выбора рационального расположения стационарного промывочного прибора. Предлагаемый метод для решения проблем освоения территориально-сближенных месторождений является новым.

Для составления математической модели выбран математический пакет Matlab R2013b. Выбранный математический пакет хорошо оптимизирован для работы с матричным типом данных. Для составления программы, представляющей исследуемую территорию в матричный вид, используется программная среда Visual Studio 2013.

Программный комплекс, разработанный в ходе выполнения проекта, может быть использован для решения транспортных задач в различных сферах научной деятельности и промышленности.

Результаты дипломного проекта докладывались на всероссийской научной конференции «Научно-техническое и социально-экономическое развитие транспорта и промышленности стран АТР в XXI веке (20.04.16)»: секция «Информационные технологии, автоматизированные системы и телекоммуникации» и опубликованы в [7]. По итогам конференции работа заняла призовое место, присвоен диплом второй степени.

Выпускная квалификационная работа (ВКР) включает в себя пять глав. В первой главе рассматривается состояние отраслей металлических полезных ископаемых России, даются принципы освоения ТСМ. Вторая глава описывает принцип работы программного комплекса поиска оптимального расположения ОФ. В третьей главе приводится расчет модели поиска расположения ОФ на примере отработки месторождений ГК «Петропавловск». Четвертая глава описывает перспективы использования геодезических данных в разработанном программном комплексе. В пятой главе приведено технико-экономическое обоснование разработки программного комплекса.

1 АНАЛИЗ ТЕРРИТОРИАЛЬНО-СБЛИЖЕННЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ

1.1 Общая характеристика ИГД ДВО РАН

Дальневосточный регион Российской Федерации является крупнейшим в стране по занимаемой территории и по богатству разнообразных природных ресурсов. Здесь сосредоточены основные запасы алмазов, более половины добываемого золота, серебра, меди и полиметаллов, месторождения железных руд, марганца, титана, редкоземельных металлов и многих других полезных ископаемых.

В 1983 году с целью повышения эффективности использования минерального сырья Дальневосточного региона, для решения фундаментальных стратегических научных проблем освоения его ресурсного комплекса был создан Институт горного дела ДВНЦ АН СССР, переименованный в 1992 г. в Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук. В настоящее время Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела ДВО РАН.

Целью и предметом деятельности Института является организация и проведение фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований для решения актуальных проблем в области горного дела таких как:

– изучение закономерностей и процессов освоения минерального сырья Дальневосточного региона;

– определение геомеханических и экологических основ взаимодействия природных и техногенных объектов геосистем;

– обоснование новых технологий комплексного извлечения ценных компонентов при разработке и глубокой переработке твердых полезных ископаемых.

Основные научные направления деятельности института:

– прогнозирование развития и технико-экономической эффективности горнодобывающей промышленности Дальнего Востока как экономически развитого региона;

– создание горных машин и оборудования, обладающих большей мощностью и производительностью, практика технологических процессов, в полной мере соответствующих горно-геологическим и экономико-географическим условиям Дальнего Востока и Северо-востока региона;

– повышение комплексности и полноты извлечения полезных компонентов из руд и россыпей;

– создание научных основ прогрессивной технологии разработки россыпных месторождений, основанной на применении оборудования высокой единичной мощности; определение основных направлений технической политики на разработке россыпей;

– решение региональных экологических проблем горного производства [2,3].

1.2 Состояние отраслей металлических полезных ископаемых

Современная отрасль производства металлического сырья состоит из таких комплексов производства как горнодобывающий, обогатительный и металлургический. Базовым является горнодобывающий комплекс, дающий сырье для всей отрасли в целом.

На сегодняшний день горнодобывающие мероприятия добывают 60 видов металлов и на их основе производят более 5000 различных видов сплавов. В условиях большого разнообразия, наибольшее значение в мировой промышленности представляют металлы, отображенные в таблице 1.1 [13]. Представленные металлы получают в результате переработки более 85% всех добываемых мировых руд и определяются как основные.

Таблица 1.1 – Группы основных добываемых металлов

Современные темпы развития отраслей промышленности металлических полезных ископаемых в мире и России определяются тремя основными факторами [14]:

1) развитием различных отраслей промышленности-потребителей;

2) направлениями развития внутренних систем отрасли;

3) финансовой системой мировой экономики.

Первый фактор формирует объемы потребления металлического сырья и задает темпы для освоения и использования минерально-сырьевой базы. Второй фактор определяет темпы внутреннего развития отрасли, распределяя потоки денежных средств внутри отрасли и предприятий. Последний фактор оценивает влияние мировой финансовой системы на отрасли мира или страны.

На сегодняшний день основной потенциал запасов металлических руд сосредоточен в таких странах как Австралия, Бразилия, Южная Африка, Канада, Китай, Россия, США, Индия. Так же значительные минерально-сырьевые базы сосредоточены в таких странах как Перу, Чили, Монголия, Индонезия и Казахстан [14].

В таблице 1.2 приводятся объемы и доли стран-лидеров по запасам металлического сырья в мире [15,16, 17-19].

Таблица 1.2 – Страны-лидеры по запасам руд металлов 2015-2016

Характеристики

Список файлов ВКР