Введение к работе
Актуальность работы. Эффективная отработка месторождений полезных ископаемых зависит от полноты и качества проведения поисково-разведочных работ, от объективной и достоверной информации о форме и размерах залежи полезного ископаемого.
При проведении поисково-разведочных работ в настоящее время широко используются различно-ориентированные в пространстве скважины. С помощью скважин добывается основная доля необходимой информации о форме, размерах, тектонической структуре залежи полезного ископаемого. Кроме того, жидкие и газообразные полезные ископаемые добываются исключительно с помощью скважин. Качественное и рациональное использование скважин в различных аспектах разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых, несомненно, является актуальной задачей, решение которой может быть усиленно геометрическим моделированием и более широким использованием САПР для решения различных горно-геологических научных и инженерных задач.
Недоступность геологических образований и процессов для непосредственного наблюдения обусловила распространение в практике геологических исследований выборочного метода изучения с помощью естественных и искусственных обнажений, в пределах которых отбираются образцы и пробы для различных исследований и анализов и главным образом используется математический аппарат теории вероятностей и математической статистики. Вместе с тем, геометрическое моделирование скважин является одним из наиболее перспективных направлений развития геометрии недр, так как позволяет решать задачи разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых как приемами прикладной геометрии, так и посредством отнесения их в систему автоматизации проектирования.
С помощью автоматизированного решения задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых по данным имеющейся эксплуатационной разведки можно получить информацию по параметрам залегания залежи до завершения поисково-разведочных работ, т.е. сокращаются сроки получения необходимой информации. Кроме того, это не требует больших материальных и временных затрат, а следовательно, позволит сократить затраты на натурные исследования.
В этой связи исследования, направленные на разработку программ автоматизированного решения задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых являются весьма актуальными.
Целью диссертационной работы является разработка метода геометрического моделирования и алгоритмов решения задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых, с использованием геологоразведочных скважин.
Поставленная цель потребовала решения следующих задач:
исследование и анализ геометрического моделирования разведочных скважин и приемов аппроксимации поверхностей залежей полезных ископаемых закономерными геометрическими формами;
разработка геометрических алгоритмов решения задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых при помощи геометрического моделирования, основанного на приемах аппроксимации закономерными геометрическими образами (геометрическими алгоритмами принято считать последовательность геометрических операций для решения задачи, выраженных в символах);
исследование возможности использования полученных геометрических алгоритмов для автоматизированного решения задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых;
разработка математического описания представленных графических алгоритмов решения поставленных задач;
разработка алгоритмов автоматизированного решения основных задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых, основанных на выполненном математическом описании, и разработка программного обеспечения.
Объект исследования: Оконтуривание залежей полезных ископаемых различной формы с использованием геологоразведочных скважин различного назначения.
Предмет исследования: геометрическое моделирование и алгоритмизация решения основных задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых, в решении которых участвуют геологоразведочные скважины.
Методы исследования. В работе использован комплексный метод исследований, включающий в себя анализ и обобщение ранее выполненных исследований, теоретические исследования, включающие в себя геометрическое и математическое моделирование разведочных скважин, графоаналитическое решение различных позиционных и метрических задач с помощью геометрически моделированных скважин.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
1. Разработан метод геометрического моделирования геологоразведочных скважин для решения задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых, позволяющий получить информацию по параметрам залегания залежей до завершения поисково-разведочных работ.
2. Разработаны геометрические алгоритмы определения точек пересечения скважины с залежью полезного ископаемого и определения элементов залегания залежи полезного ископаемого по столбу керна.
3. Разработано математическое описание геометрических алгоритмов решения задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых.
4. Разработаны алгоритмы автоматизированного решения основных задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых, основанные на предложенном методе геометрического моделирования.
Практическая значимость работы. Разработаны и предложены программы для решения основных задач разведки и оконтуривания залежей полезных ископаемых, использование которых позволяет до завершения поисково-разведочных работ получить информацию по параметрам залегания залежи и сокращает материальные затраты на натурные исследования и сроки получения необходимой информации, а следовательно, позволяет повысить качество и технико-экономический уровень результатов геологоразведки.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректными графоаналитическими исследованиями, а также результатами использования разработанного программного обеспечения организациями геологической отрасли.
Реализация результатов работы. Полученные результаты исследований используются геологической организацией ОАО «Севосгеологоразведка», а также в учебном процессе в СКГМИ (ГТУ) при подготовке инженеров горно-геологического профиля.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 11 печатных работах, в т.ч. 3 работы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ для публикации основных научных результатов.
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 95 наименований, и содержит 132 страницы машинописного текста, 39 рисунков, 1 таблицу и 2 приложения.
