Ю. Е. Капутин

Краткая характеристика
наиболее распространенных в мире
интегрированных горно-геологических систем
для проектирования и планирования горных работ.

  1. Интегрированные горно-геологические системы общего назначения
     1.1. Vulсan
     1.2. MineScape
     1.3. Datamine
     1.4. Gemcom
     1.5. Medsystem (MineSight)
     1.6. Surpac
     1.7. Micromine
  2. Системы планирования и оптимизации горных работ
     2.1. NPV Scheduler
     2.2. MINE2-4D
     2.3. WHITTLE
     2.4. MINEMAX
     2.5. Runge
  3. Системы моделирования и расчета рудничной вентиляции
     3.1. VENTSIM
     3.2. VnetPC 2000
  4. Разработки горных информационных технологий в СНГ
     4.1. GeoTech-3D
     4.2. Интегра
     4.3. Geoblock
     4.4. K-MINE

     Ниже приводятся сведения о наиболее распространенных продуктах на рынке программных средств для горного проектирования и планирования. Мы не будем по понятным причинам рассматривать здесь системы общего назначения, типа программ и пакетов для САПР (CAD), например AutoCAD, а также MS Excel, Access и других, которые широко применяются проектными организациями и горными компаниями СНГ.
     Более подробно рассмотрены системы Datamine, Gemcom и Minescape, которые используются компанией "Норильский Никель" и другими предприятиями РФ.

1. Интегрированные горно-геологические системы
общего назначения

     На мировом рынке программного обеспечения в настоящее время предлагается свыше 10 интегрированных систем (ИС), которые содержат примерно одинаковый стандартный набор функций:

Управление базами данных.

Интерактивная 3-мерная графика и картирование.

Статистическая и геостатистическая обработка информации.

Трехмерное каркасное и блочное моделирование геологических объектов и поверхностей.

Проектирование открытых и подземных горных работ.

Планирование развития рудников и календарное планирование.

Маркшейдерские расчеты.

     В системах разных компаний обычно предлагаются многочисленные дополнения к стандартному набору, которые заметно расширяют возможности программного продукта. Большинство ИС работают с различными операционными системами (Windows, Unix и т.д.), на любых платформах, а также имеют интерфейсы для работы с практически любой периферией (плоттерами, дигитайзерами, сканерами, стримерами и т.д.). Они предоставляют пользователю колоссальный набор инструментов и стоят достаточно дорого (10-70 тыс. долларов и более в зависимости от количества модулей и числа пользователей). Большинство серьезных систем рассчитано на работу в многопользовательском режиме в сетях. Такая конфигурация позволяет очень быстро обрабатывать громадные объемы информации, одновременно запускать несколько программ, а также в полной мере использовать все возможности 3-мерной динамической графики. Кроме того, в последние годы компании, разрабатывающие такие системы, предлагают клиентам консультационные услуги, в т.ч. услуги по развитию на объектах клиентов информационных технологий и основанных на них комплексных решений, выходящих далеко за рамки проблем, охватываемых их программными продуктами.
     Ниже приведена краткая характеристика наиболее распространенных в мире интегрированных горных систем применительно к выполняемым ими функциям горного проектирования и планирования. К сожалению, автор не располагает информацией, что в странах СНГ "произведена на свет" конкурентоспособная интегрированная горная система, которую можно считать рыночным товаром со всеми присущими ему атрибутами. Но работы в этом направлении идут в Москве (Интегра), Апатитах (Горный институт КНЦ РАН), Белгороде (ВИОГЕМ), Кривом Рогу и некоторых других местах. Краткая характеристика наиболее существенных разработок приведена в разделе 4.

1.1. Vulсan

     Австралийская компания KJRA Systems, являющаяся членом известной группы компаний МАРТЕК (http://www.maptek.com/), разработала и продает мощную и достаточно дорогую интегрированную систему "Vulkan", имеющую большой набор модулей для решения самых разных задач в области геологии, горного дела, маркшейдерии, экологии:

Программы для детальной обработки геологоразведочной информации.

Инструменты для моделирования геологических объектов, в т.ч. - месторождений нефти и газа.

Геостатистическое исследование месторождений и различные виды кригинга.

Моделирование и расчет гидрогеологических характеристик объектов.

Проектирование карьеров и подземных рудников на рудных и пластовых месторождениях.

Моделирование устойчивых бортов карьеров,  геомеханические расчеты.

Контроль качества добываемой руды.

Проектирование массовых взрывов на подземных рудниках.

Оптимизация календарного плана горного предприятия.

Проектирование генпланов предприятий.

Моделирование экологических ситуаций.

Детальные маркшейдерские расчеты, графика. Использование возможностей систем точного географического позицирования (GPS).

Возможности высокоточного лазерного моделирования объектов (I-Site).

Интерфейсы для импорта/экспорта информации для большинства горных систем и общераспространенных пакетов программ.

Мощные средства для получения изображений и вывода графики.

Обычный набор средств для составления горных планов любой продолжительности и их оптимизации.

     Начиная с 1998 года в компании работает служба, оказывающая помощь горным предприятиям в развитии у них Информационных Технологий с самым широким спектром предлагаемых услуг.
     Сейчас готовится к выпуску версия 5 системы, которая серьезно улучшает некоторые функции. Например, Вы можете в процессе проектирования карьера создать с помощью линий этапы отработки (pushbacks), для которых с помощью каркасов и блочной модели подсчитываются необходимые технико-экономические показатели. Можно также интерактивно изменять углы откоса бортов карьера и сразу получать объемы дополнительного или теряемого материала.

1.2. MineScape

     Австралийская компания Mincom Pty Ltd   (http://www.mincom.com/), которая уже 20 лет работает в области горных информационных технологий, разработала и предлагает на рынке горную интегрированную систему Minescape, а также ряд других мощных и весьма полезных программных продуктов, которые существенно облегчают продвижение горной компании к успешному бизнесу. Компания предлагает не только компьютерные программы, но и готовые технические решения, разработанные на их основе, а также консультационные услуги.
     Система Minescape является одной из составляющих частей мощного программного комплекса Ellipse - современной, работающей в реальном времени, системы планирования ресурсов интенсивно развивающихся компаний, которая позволяет клиентам принимать оптимальные  решения, быстрее реагировать на изменение ситуации, снижать риск и производственные затраты, за счет чего увеличивать прибыль компании.
     Комплекс Ellipse состоит из подсистем:
     Assets & Works Management - эффективный инструмент для управления активами компании (в т.ч. оборудованием), начиная от их приобретения до обеспечения персоналом, запчастями, контролем за эффективным использованием и окончательной утилизацией.
     Supply & Logistics Management - обеспечивает оптимальную работу служб снабжения компании оборотными средствами, начиная от поиска самых выгодных поставщиков и кончая контролем и учетом движения материалов и запчастей по службам компании.
     Financial Management - управляет финансовыми потоками компании и оптимизирует их.
     Human Resource Management - подсистема управления трудовыми ресурсами.
     Кроме того, компания Mincom предлагает целый набор элементов (решений) информационных технологий , которые могут быть использованы не только на горных предприятиях.
     Mincom Axis - современная система организации и контроля взаимоотношений компании с партнерами по бизнесу, поставщиками и потребителями.
     Business Intelligence - система для управления бизнесом компании, позволяющая на основе анализа поступающей в реальном времени информации формировать оптимальные управленческие решения.
     EnergyPoint - система управления энергетическими ресурсами компании.
     LinkOne - существенно улучшает информационное обслуживание персонала компании за счет использования электронных каталогов, внутреннего документооборота, получения сведений через Интернет и т.д.
     MineMarket - позволяет получать информацию о содержании, местонахождении и качестве всех видов продукции предприятия в течение прохождения ими производственного цикла, а также следить за продажей выпущенной продукции в соответствии с заключенными контрактами, уровнем цен и получаемой выручкой.
     Таким образом, система MineScape является только составной частью мощнейшего комплекса по управлению (с помощью информационных технологий) всей жизнью крупной компании. Она хорошо и надежно интегрируется с другими составляющими комплекса и обеспечивает беспрепятственный обмен информации с ними.
     MineScape - это интегрированная 3-х мерная CAD система, созданная для геологического моделирования угольных и рудных месторождений, планирования и проектирования открытых и подземных горных работ. Долгое время система была рассчитана только на использование на угольных шахтах и разрезах, но в последние годы ее разработчики существенно расширили область ее применения. Она использует технологию "клиент-сервер", сетевую поддержку и работает в любых современных операционных системах, включая Unix и Windows NT.
     Система включает в себя модули:
     Ядро системы. Это ядро MineScape работает со всеми модулями системы и включает в себя:

полностью интегрированную горную 3D CAD систему;
пользовательское программирование;
исчерпывающую, ориентированную на горную промышленность библиотеку функций, включая манипуляцию с поверхностями, создание сеток, управление событиями и табличными данными;
расчет объемов и запасов руды;
создание пользовательских отчетов.      Блочное моделирование. Выполняет эффективное и точное 3-х мерное моделирование нестратифицированных месторождений, используя встроенную систему автоматизированного проектирования MineScape для визуализации и управления моделями. Генерирует 3-х мерные модели месторождений с интерпретацией геологических данных для создания каркасов и экспортом данных во внешние оптимизационные инструменты типа Whittle 4D.
     Геологическая База Данных (GDB). Обрабатывая данные по скважинам: инклинометрию, литологию и результаты опробования, создает 'стандартные', заданные пользователем отчеты и нужные иллюстрации.  GDB показывает на чертежах литологию, интервалы опробования, геофизику и корреляцию, а также имеет функции композирования и расчета параметров обогатимости руд.
     Моделирование пластовых месторождений. В интерактивном режиме оперирует с 3-х мерными элементами моделей, включая 3-х мерные (rendered) изображения в любой ориентации. Модуль обеспечивает гибкость, многосторонность и точность, которую требуют геологи, чтобы создать оптимальную модель. Объемы и запасы руды могут также быть легко рассчитаны.
     Драглайн. Использует разнообразные методы перемещения вскрышных пород, включая предварительную вскрышу, бульдозерные работы на уступах  и взрывы на выброс, чтобы моделировать полные стратегии удаления вскрыши на карьере.
     Бурение и взрывание. Использует интерактивное 3D CAD окружение, чтобы быстро создать оптимальный шаблон размещения взрывных скважин в блоке и вычислить все параметры взрыва для этого шаблона.
     Дороги. Проектирование дорог в 3D интерактивном режиме. Определяет требования к выемке и заполнению для оптимизации и балансирования перемещаемых масс. Автоматически создает отчет для маркшейдеров и строителей в графическом или текстовом формате.
     Карьеры. Создает и проверяет горные проекты для краткосрочных планов работы производства и долгосрочных технико-экономических обоснований. Использует 3D CAD инструменты MineScape для визуализации и графического взаимодействия с проектом на любой стадии. Мощная подсистема оценки запасов гарантирует, что объемы, тоннаж и содержания каждого компонента в пределах проекта рассчитаны точно и могут быть надежно использованы в других модулях системы.
     Блокировка содержаний. В интерактивном режиме создает блоки содержаний, используя самую точную доступную информацию для вычисления запасов и формирования графических сигналов горному планировщику. Позволяет производственному персоналу оптимально контролировать классификацию горной массы и ее движение в карьере.
     Маркшейдерия. Автоматически генерирует маркшейдерские инструкции из имеющегося горного плана. Вводит результаты маркшейдерских съемок из инструментов или полевых книжек непосредственно в Базу данных MineScape. Создает  производственные отчеты, планы и использует информацию базы данных для дальнейшего восстановления и сопоставления данных краткосрочного планирования. Система поддерживает полный диапазон производственных требований маркшейдеров. Этот модуль контролирует управление и использование полевых маркшейдерских данных. Поддерживаются все форматы входных данных, начиная с записной книжки и кончая данными, создаваемыми современными маркшейдерскими приборами.
     Главные возможности модуля:
     Установки проекта - применяются для определения параметров требуемого проецирования и согласований местных координат, а также уровня доступного контроля. Обеспечивается полный контроль над согласованными обозначениями и кодами неограниченных точек и линий, а также характеристиками их изображения на экране. Также могут быть установлены База данных констант калибровки полевых инструментов и параметры ввода данных.
     Ввод данных - возможен ручной ввод или автоматическая загрузка данных непосредственно из полевых приборов с определенными маркшейдером кодами автоматической обработки. Поддерживаются все типы инструментов, от мерных цепей и набора точек замера до самого современного оборудования, включая GPS и роботизированные инструменты. Могут быть импортированы данные из других маркшейдерских и геодезических систем, включая аэрофотосъемку.
     3D - загружает данные в 3D пространство и немедленно делает их доступными для CAD редактирования.
     Функция COGO (COordinate GeOmetry - Геометрия Координат) - обеспечивает дополнительное множество мощных COGO  CAD функций.
     Расчет Объемов - включает триангуляционные выборки, вычисления выемок и заполнений, а также  расчеты, основанные на сечениях (конечных областях).
     Загрузка данных - поддерживает загрузку любых проектов MineScape обратно в  полевые приборы или в виде графических инструкций без необходимого копирования. Загрузка проектной информации (из любого источника MineScape) очень легка, позиционирование информации для любой цели доступно как в виде границ на планах, так и непосредственной записью информации в полевые приборы.
     Календарное планирование. Оптимизирует метод добычи и последовательность отработки запасов, обеспечивая прогноз движения материальных потоков и работу горных машин для долгосрочных и краткосрочных операций.
     Подземные горные работы. Создает и проверяет горные проекты для краткосрочных планов работы производства и долгосрочных технико-экономических обоснований. Использует 3D CAD инструменты MineScape для визуализации и графического взаимодействия с проектом на любой стадии. Включает в проект последнюю доступную информацию, например, недавнее бурение и точные маркшейдерские данные. Применяет специализированные функции CAD, которые позволяют использовать в проекте определенные пользователем символы для детального проектирования панелей, штреков и шахт.
Модуль ускоряет повторяющиеся и отнимающие много времени операции проектирования подземных рудников. Определяя параметры с помощью таблиц и шаблонов, можно быстро и точно создавать проекты и планы развития производства..
     Главные возможности модуля:
     Специализированные инструменты автоматизированного проектирования - создают перспективные и краткосрочные планы, используя всевозможные шаблоны проектирования, которые могут автоматически выполнять проекты из множеств заданных центральных линий выработок, узлов и полигонов.
     Оценка альтернатив проекта - оптимизирует проекты, применяя определенные пользователем наборы геометрических фигур, которые позволяют быстро вносить изменения в проект, визуализировать их и оценивать.
     Интерактивное 3D проектирование - использует мощные 3D CAD инструменты, развитые специально для проектирования систем вскрывающих, подготовительных и очистных подземных выработок.
     Интерактивное 2D проектирование - поддерживает  и увеличивает возможности  2D подхода с использованием CAD, а также обеспечивает полную интеграцию с 3D CAD системой для оптимальной оценки проекта.
     Упрощенное проектирование лав - использует заданные параметры и  создает проекты лав, используя шаблоны. Проект может быть далее расширен (используя 3D CAD инструменты), чтобы объединить или разделить панели, добавить выработки (дороги) и выполнить проекты их пересечений. Могут систематически создаваться проекты с CAD классификацией для долгосрочного планирования в терминах степени погашения лавы (процент отработки) и детальными краткосрочными компонентами, которые выдают отчет о деталях отработки.
     Мощная 3D визуализация - обеспечивает истинную 3D визуализацию того, как детали проекта размещаются в пласте. Полный 3D проект, элементы горного плана могут быть показаны в бесконечном разнообразии представлений, чтобы помочь эффективно связать данный проект с другими.
     Полная интеграция с маркшейдерскими данными - позволяет быстро модернизировать маркшейдерские расчеты с использованием специализированных функций автоматизированного проектирования. Система обеспечивает возможности для использования пользовательских дополнений, а также совместимость со стандартами различных маркшейдерских данных и оборудования. Другие особенности включают применение определенных пользователем символов, чтобы выделить местоположение оборудования, вентиляции, транспорта и т.д., что может потребоваться управлению компании или контрольным органам.
     Расчет объемов и календарное планирование - обеспечивает широкие возможности для оценки комбинаций долгосрочных (используя процент отработки) и краткосрочных проектов.

1.3. Datamine

      Компания Mineral Industry Computing Ltd ( http://www.datamine.co.uk/)  разработала и постоянно совершенствует интегрированную систему ДАТАМАЙН.
     Это одна из наиболее распространенных в мире систем (более 300 пользователей, в т.ч  в СНГ: МНПО "Полиметалл", АК "Алмазы России-САХА", Институт Гипроникель, АО "Карельский Окатыш", Казцинк, Оксус Ресоурсес и т.д.), позволяющая специалистам эффективно решать широкий спектр геологических, горных и маркшейдерских задач. Она работает на всех стандартных платформах со всеми главными операционными системами.
     Компьютерные продукты Датамайн в совокупности сегодня представляют собой наиболее мощную и гибкую систему в мире для моделирования рудных месторождений и проектирования горных работ. Система представляет собой реляционную базу данных (собственная разработка компании) и набор объединенных с ней модулей, которые пользователь может выбирать, исходя из специфики предприятия и решаемых задач.
Датамайн может успешно работать с любыми видами полезных ископаемых: рудами черных и цветных металлов, горно-химическим сырьем, драгоценными камнями, углем, нефтью, индустриальными минералами и т.д.
     Главный продукт системы - Датамайн-Студио создан на основе центрального Ядра, обеспечивающего гибкую, всеобъемлющую обработку и графический вывод информации, находящейся в реляционной Базе данных. Датамайн-Студио имеет новый стандартный интерфейс, позволяющий пользователям непосредственно обмениваться информацией с наиболее распространенными в мире компьютерными системами, а также писать макросы с помощью Javascript или  VBScript в формате HTML. Эти макросы могут затем загружаться в систему для запуска и сопровождения желаемого пользователем набора процессов Датамайн.
     В составе рабочих окон Датамайн-Студио имеется Окно проектирования, которое рассчитано, прежде всего, на  интерактивную графику (показ и манипуляция точками, линиями, данными опробования, создание и редактирование каркасных моделей тел и поверхностей, интерактивное создание чертежей).
     В состав Ядра входит большое число команд и процессов, которые имеют универсальное назначение:
     Манипуляция  файлами Базы данных -  ввод, вывод, редактирование, объединение, выборочное копирование, изменение системы координат и т.д.
     Обработка данных методами классической статистики - композирование, объединение, расчет вариограмм и т.д.
     Изготовление чертежей.
     Основные модули Датамайн-Студио:
     Геостатистический анализ включает инструменты для построения вариограмм, их анализа и интерактивной подгонки моделей. Также включает в себя  перекрестную проверку выбранных моделей вариограмм (cross-validation),  несколько видов трехмерного кригинга, оценку извлекаемых запасов и т.д.
     Моделирование месторождений. Этот модуль обеспечивает все возможности для построения, просмотра, оценки и редактирования блочных моделей месторождений. Интерполяция содержаний металлов и других показателей производится традиционными и геостатистическими методами.
     Каркасное моделирование пространственных тел и поверхностей. Включает в себя набор полуавтоматических и интерактивных трехмерных инструментов для создания, модификации, показа и оценки замкнутых и топографических каркасных моделей.
     Моделирование складчатых структур - технология расчета характеристик и моделирования геологических объектов со складчатой структурой с помощью их развертывания.
     Маркшейдерские построения и расчеты. Набор специализированных программ для маркшейдеров, автоматизирующий практически все вычисления, процесс создания и вывод необходимой графики.
     Проектирование и планирование открытых горных работ. Включает в себя полуавтоматические и интерактивные трехмерные инструменты для создания, модификации, показа проектов и планов открытых горных работ. Обеспечивает контроль углов откоса уступов и карьерных дорог при их проектировании.
     Календарное планирование горных работ. Содержит в себе инструменты, необходимые для многовариантной и эффективной разработки краткосрочных, среднесрочных или долгосрочных планов развития горных работ. План может содержать большое число разных рудопотоков, а также заданное количество целей и ограничений.
     Оптимизация процесса усреднения руды. С помощью этого модуля можно оптимизировать характеристики рудопотоков предприятия для заданных критериев качества руды и имеющихся горных ограничений.
     Краткосрочное планирование открытых горных работ. Включает в себя инструменты для проектирования размещения буровзрывных скважин в границах блоков на карьерах. Там же имеется программа, позволяющая планировать последовательность отработки этих блоков для получения рудопотоков требуемого качества.
     Система управления запасами руды на складах - позволяет оптимизировать рудопотоки на обогатительную фабрику.
     Проектирование и планирование подземных горных работ. Содержит полуавтоматические и интерактивные трехмерные инструменты для создания, модификации и показа проектов систем горных выработок на подземных рудниках.
     Проектирование массовых взрывов на подземных рудниках.
     Оптимизация размещения и выемочных блоков на карьерах и  подземных рудниках методом плавающего конуса.  Этот модуль позволяет Вам быстро и легко определить геометрию и наилучшую позицию экономически целесообразных забоев в пределах рудного тела. Процесс работает по известному алгоритму плавающего конуса, используемому для оптимизации карьеров.
     Трехмерный Стереонет, предназначенный для анализа структуры месторождения (анализ данных простирания и падения различных систем трещин), и определения углов их пересечения с горными выработками на заданных участках.
     Многомерная статистика для анализа геохимической информации
     По сравнению с системой Датамайн версии 5, Датамайн-Студио имеет следующие отличия и усовершенствования.
     Все процессы и возможности интерактивной графической оболочки ГАЙД находятся теперь в новом окне - Окне проектирования (Design Window).
     Для управления проектом введен новый файл (Project File), который лучше оперирует с Вашими данными.
     Новый промышленный стандарт позволяет использовать для написания макросов в формате HTTM оболочки JavaScript или VBScript.
     Дополнено более 20 новых процессов.
     Введено много усовершенствований в существующие команды.
     Имеется возможность выводить на экран аннотацию для линий и текстовые вставки.
     Визуализер GVP теперь встроен в основную программу
     Много улучшений и дополнительных удобств появилось в контекстном меню.
     Технология OLE-DB позволяет открывать нужные файлы с помощью технологии scripts и других соответствующих инструментов.
     Можно использовать в проектах имена файлов длиной до 20 символов.
     Кроме самой системы Датамайн компания с помощью дочерней фирмы Earthworks продает пакеты программ (системы) NPV Scheduler и Mine 2-4D.

1.4. Gemcom

      Система Gemcom for Windows - программный продукт фирмы Gemcom Software International (Канада) (http://www.gemcomsoftware.com/). Штаб-квартира фирмы находится в Ванкувере, несколько региональных офисов - на всех континентах мира. Система используется во многих странах мира с развитой горнодобывающей промышленностью. Gemcom активно работает в США, Канаде, Австралии, ЮАР, ряде стран Азии, Латинской Америки, Африки, Европы.
     Gemcom заинтересован в серьезном и долговременном сотрудничестве с горнодобывающими предприятиями России и других стран СНГ. Фирма предприняла реальные шаги, направленные не только на продвижение своего программного продукта на этот рынок, но и на создание соответствующей инфраструктуры, обеспечивающей обучение и техническую поддержку пользователей системы. В России и СНГ интересы Gemcom Software International представляет фирма НВК "ВИСТ", работающая в тесном сотрудничестве с компанией Gemcom.
     Gemcom представляет собой комплексную систему, позволяющую решать практические задачи инженерного обеспечения горного производства при добыче твердых полезных ископаемых как открытым, так и подземным способом.
     Основные особенности системы Gemcom:
    * Реализация в среде Microsoft Windows как стандартное Windows-приложение. Все функциональные модули системы разработаны и оптимизированы для работы под наиболее популярными сейчас операционными средами Windows95/2000/XT/NT,
    * Стандартная реляционная база данных (Microsoft Access или Microsoft SQL-Server), доступ к данным реализован на основе ODBC интерфейса, что обеспечивает не только удобный и понятный интерфейс, но и возможности по импорту-экспорту информации в другие приложения (AutoCAD, ESRI ArcView3, MS Excel и другие). Поддерживается многопользовательский доступ к базе данных.
    * Интерактивная двух- и трехмерная визуализация обрабатываемых пространственных данных.
    * Открытая среда системы с возможностью написания и подключения программ на языке Visual Basic.
    * Относительная простота в освоении и использовании. Программа рассчитана на эксплуатацию в отдаленных местах при минимуме технической поддержки и обучения.
     Система GEMCOM имеет многомодульную структуру, что позволяет ее гибко модифицировать для различных практических задач. Один из модулей играет особую роль и представляет собой ядро системы. Он обеспечивает все базовые и системные функции пакета. Другие модули являются прикладными - каждый из них позволяет решать определенную функционально и логически выделяемую группу задач.
     Для каждого конкретного предприятия и конкретного рабочего места может быть рекомендован определенный набор модулей, отвечающий его специфике. Такой набор всегда включает модуль ядра системы.
     Фирма Gemcom предлагает несколько стандартных наборов модулей программного обеспечения, соответствующих требованиям характерных областей применения системы. Это наборы для геологоразведки, для интерпретации геологоразведочных данных, построения модели месторождения и подсчета запасов, для решения горных инженерных задач подземной разработки, для решения горных инженерных задач открытой разработки, для маркшейдерии на открытых и подземных горных работах.
     Помимо стандартных, возможно формирование специальных наборов модулей, отвечающих специфике функций и требований конкретного рабочего места специалиста. Кроме того, программное обеспечение Gemcom может поставляться и внедряться на предприятиях в сочетании с дополняющими ее системами других фирм. Ниже представлен список основных модулей Gemcom с кратким комментарием по их назначению.
    1. База данных (Workspace). Функции по работе с базой данных.
    2. Печать (Plotting). Подготовка и вывод на печать графических документов.
    3. Скважины (Drillholes). Функции по работе с геологоразведочными скважинами. Манипулирование данными, визуализация и обработка данных.
    4. Точки и линии (Points and Polylines). Функции создания и редактирования точек и линий.
    5. Полигоны (Polygons). Функции создания и редактирования полигонов. Инструмент интерпретации геологоразведочных данных на разрезах и погоризонтных планах.
    6. Поверхности (Surfaces). Функции создания, визуализации триангуляционных поверхностей. Манипуляции с поверхностями.
    7. Объемные тела (Solids). Функции создания, визуализации каркасных моделей объемных тел. Манипуляции c объемными телами.
    8. Блочные модели (Block Models). Блочное моделирование.
    9. Сеточные модели (Grids). Сеточное моделирование поверхностей.
    10. Статистика (Statistics). Статистический анализ исходных данных.
    11. Объемы (Volumetrics). Функции подсчета объемов, запасов.
    12. Проектирование карьеров (Pit Design). Функции построения детальной геометрической модели карьера.
    13. Взрывные скважины (Blasthole Data Management). Функции проектирования БВР на открытых горных работах.
    14. Веера скважин (Blast Ring Design). Функции проектирования БВР на подземных горных работах.
    15. Optech интерфейс (Optech Interface). Интерфейс с прибором для съемки пустот фирмы Optech (Канада).
    16. Whittle интерфейс (Whittle Interface). Интерфейс с программным обеспечением фирмы Whittle для оптимизации проектных решений по открытым горным работам.
    17. Календарное планирование (Go Scheduler). Функции детального календарного планирования открытых горных работ, имитационного моделирования работы парка горного и транспортного оборудования карьера.
    18. Планирование горных работ (Сut Evaluation). Функции планирования горных работ.
    19. Управление качеством (Grade Control). Функции, позволяющие оптимизировать ведение горных работ с точки зрения достижения заданного содержания металлов в руде, поступающей из рудника (карьера).
    20. Маркшейдерия (Survey). Обработка данных маркшейдерской съемки, вынос проектных точек и контуров в натуру, пополнение и обновление цифровой модели горных работ.
     Система Gemcom реализована в двух различных редакциях - однопользовательской (Desktop) и сетевой (Network). Однопользовательская редакция предполагает относительно изолированное использование программного обеспечения на различных рабочих местах. При использовании сетевой редакции системы несколько пользователей, компьютеры которых связаны локальной сетью, работают с одной центральной базой данных (Microsoft SQL-Server) в режиме клиент-сервер. Прикладные функции системы, доступные пользователю, не зависят от общей технологии работы с данными.
     Техническая поддержка включает в себя регулярное обновление версий программы, консалтинг, устранение технических неисправностей.
     В настоящее время закончен перевод программного обеспечения и документации по системе на русский язык.
     Свыше 1600 систем GEMCOM используются горнодобывающими и геологическими компаниями в более чем 60 странах мира. В СНГ систему используют РАО "Норильский никель", "Бурятзолото", "Корякгеолдобыча", Южноуральская горно-рудная компания, "Карельский окатыш", ОАО "Высочайшее", Кумтор оперейтинг компани, Славянский университет (Киргизия)и др.
     Несколько лет назад Компания приобрела австралийскую группу Whittle, которая занимается развитием оптимизационных программ для карьеров.
     Не так давно фирма разработала на основе своей системы специальный продукт, который они назвали IRAMS (The Integrated Resource Asset Management System). Это интегрированная компьютерная система управления горным производством. Она способна управлять запасами руды, оптимизировать оценку минерального сырья, планировать горные работы и погашение запасов, а также выполнять ряд других операций .

1.5. Medsystem (MineSight)

     Американская компания Мiпtec Inс. (http://www.mintec.com/) сравнительно давно (с 60-х годов) одна из первых вышла на рынок со своей интегрированной системой Medsystem. Фирма насчитывает более 300 пользователей и в последнее время стремиться дать системе второе дыхание. Новое название главного компьютерного продукта - MineSight.
     Система особенно широко распространена на горных предприятиях США и Канады. Она имеет кроме Ядра пять основных модулей, каждый из которых - набор нескольких или многих специализированных программ.

Моделирование месторождений:
   создание и управление базой геологической информации;
   композирование информации по буровым скважинам;
   статистика;
   геостатистика;
   геологическая интерпретация;
   каркасное моделирование поверхностей и замкнутых объектов;
   блочное моделирование;
   всесторонняя оценка минеральных ресурсов.
Проектирование горных работ:
   трехмерное моделирование;
   оптимизация карьеров по Лерчу-Гроссману;
   проектирование карьеров, отвалов и складов;
   проектирование БВР на карьерах и шахтах;
   проектирование подземных рудников.
Планирование горных работ:
   1. Интерактивное планирование -
     планирование открытых и подземных горных работ;
     достижение требуемых параметров плана (тоннаж, качество рудопотоков);
     сохранение результатов планирования и создание презентаций.
   2. Планирование на карьерах -
     календарное планирование на длительную перспективу;
     детальное проектирование фаз развития карьеров;
     максимизация NPV;
     оптимизация бортовых содержаний.
   3. Стратегическое планирование -
     оптимизация долгосрочных календарных планов;
     управление системой рудопотоков предприятия;
     планирование и контроль за постоянными и переменными затратами;
     планирование работы транспортно-погрузочного оборудования.
Контроль за горными процессами
   система контроля качества руды;
   управление базой данных эксплуатационного (шламового) опробования;
   система корректного распределения материалов по рудопотокам;
   сопоставление плановых и реальных данных;
   оценка качества материала в любом месте рудопотока;
   связь и обмен информацией с используемыми GIS- и CAD-программами.
Инструменты общего назначения:
    1. acQuire(tm) -
     создание и доступ к разным базам данных;
     управление геологической информацией;
     связь с другими системами и программами с целью обмена информацией.
    2. Grail -
     интерфейс для использования в системе возможностей языка Script;
     создание и обработка потоков информации;
     помощь эффективному использованию процессов для горного планирования;
     интерактивная библиотека информации, используемой в разных подсистемах.
    3. DSS -
     организация работы пользователей, обмена и секретности информации;
     доступ пользователей к общим и ограниченным информационных ресурсам;
     контроль за авторством информации и данных, за прохождением ее в разных базах данных.

1.6. Surpac

     Австралийская компания Surpac Software International (http://www.surpac.au/) является автором широко распространенной в мире (около 1000 пользователей), динамично развивающейся и мощной системы Surpac Vision, а также других продуктов, связанных по большей части с планированием горных работ. Система из-за своей сравнительно невысокой стоимости и русскоязычной поддержки быстро распространяется в СНГ.
     Система Surpac Vision  состоит из следующих модулей:
     Обработка геологоразведочной информации.
     Обработка данных по скважинам, включая каротаж.
     Моделирование и оценка запасов месторождений, включая геостатистику.
     Проектирование карьеров и БВР.
     Проектирование подземных рудников и БВР.
     Маркшейдерские расчеты.
     Контроль качества рудопотоков.
     Календарное планирование.
     Макро команды.
     Система имеет большую библиотеку стандартных символов и изображений для создания высококачественной графики.
     Дополнительно поставляются следующие модули:
     Pit Optimisation - базируется на алгоритме Lerchs Grossman и работает непосредственно с блочной моделью, создаваемой в Surpac Vision. По аналогии с известными оптимизационными программами австралийской компании Whittle и NPV Scheduler модуль обеспечивает получение предельного (оптимального) карьера со встроенными оболочками и может разбивать его на этапы отработки (pushbacks).
     MineSched - это современный и динамичный инструмент для календарного планирования открытых и подземных горных работ. С ним горный инженер способен очень гибко выбирать время и место будущих работ. Результаты экспортируются в   Microsoft Excel и Project для создания таблиц, графиков и презентаций. Модуль начал развиваться 5 лет назад и сейчас используется почти на 100 рудниках в более чем 20 странах мира. Этот продвинутый планировщик работает непосредственно с блочной моделью месторождения, включая модели Датамайн.
     Графики производства могут составляться за несколько минут, позволяя быстро анализировать много сценариев. Горные работы могут производится одновременно в любом количестве забоев. Эти забои могут быть в одном карьере или представлять собой несколько карьеров (очистных блоков подземного рудника). Затраты и доходы компании также учитываются, что дает возможность оценивать варианты по NPV и потоку наличности.  В процессе составления плана достигается требуемая однородность рудопотоков за счет их усреднения.
     Планирование подземных горных работ обеспечивает  необходимое опережение вскрытия и подготовки запасов горизонтов. Система (график проходки) подготовительных выработок может создаваться интерактивно или автоматически.
     Этот инструмент подходит как для перспективного так и для текущего планирования. Весь процесс может быть автоматизирован, поэтому для создания нового варианта плана требуется нажатие всего одной кнопки.
     Предусмотрено планирование также и вспомогательных операций, обслуживающих основные процессы. Здесь учитываются все ресурсные ограничения, которые позволяют увеличить реальность горного плана.
     В системе создан модуль планирования работы рудных складов и динамического управления рудопотоков горного предприятия. Каждая порция материала, в зависимости от своего качества будет размещаться в требуемое место (склад, бункер и т.п.). Программа создает баланс металла по всем рудопотокам, что является гарантией отсутствия сверхнормативных потерь руды.
Модуль имеет интерфейс с Microsoft Project, что позволяет полностью использовать его громадные возможности создания программ и графиков работы.
     Maximiser - это инструмент для средне и долгосрочного планирования горных работ. Он дает горному инженеру возможность максимизировать вашу доходность в период жизни рудника, учитывая все реальные ограничения. Модуль был создан на принципах стратегического планирования и способен быстро найти оптимальное решение для обеспечения фабрики сырьем нужного качества с наименьшими затратами.
     Оптимизация чаще всего производится по критерию максимума NPV. В этом случае лучшими будут варианты с минимальными начальными капвложениями, повышенным бортовым содержанием и отсроченными вскрышными работами.
     В процессе работы модуля производится оптимизация последовательности извлечения запасов внутри карьера с учетом необходимого усреднения и переработки руды, капитальной вскрыши, расстояний транспортировки руды и вскрыши, а также используемого горного оборудования.

1.7. Micromine

     Система Микромайн (Micromine) разрабатывался австралийской фирмой Micromine Pty (http://www.micromine.com.au) с 1984 г.  главным образом для геологической индустрии. Он имеет много процессов и инструментов для решения задач, возникающих при разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых. Одна из основных задач пакета - это моделирование месторождений и оценка запасов.
     Программное обеспечение Майкромайн  переведено на русский язык и уже используется несколькими горными компаниями и ВУЗами  в основном в России. Распространение его идет достаточно быстро из-за низкой стоимости программ и простоты их освоения техническим персоналом.
     Пакет имеет  полный набор инструментов для решения следующих задач:
     1. Создание баз данных и работа с ними. Базы данных геологоразведочных организаций создаются и поддерживаются в пакете в табличном формате. Данные могут импортироваться в пакет из любых стандартных продуктов Windows или текстовых форматов, вводиться дигитайзером или импортироваться из систем GPS.
     2. Проверка данных опробования и геологической документации на предмет возможных ошибок при их вводе.
     3. Создание графики: разрезов, планов, трехмерных изображений  с выводом любых данных (результаты опробования, геологические коды, гистограммы, заливки и пр.).
     4. Классический статистический анализ геологоразведочной информации (опробование, геохимия, геофизика) с выводом на печать графиков, гистограмм, таблиц и результатов их анализа.
     5. Интерактивная трехмерная интерпретация геологических разрезов и планов (геология, минерализация и пр.) с кодировкой каждого периметра.
     6. Интерактивное трехмерное каркасное моделирование рудных тел, геологических формаций и поверхностей.
     7. Полный геостатистический анализ любых трехмерных данных, включая расчет и моделирование вариограмм, карт вариаций изменчивости и оценки пространственной анизотропии минерализации.
     8. Построение блочных моделей с заданным размером элементарных блоков.
     9. Интерполяция содержаний в элементарных блоках моделей, используя известные алгоритмы и кригинг.
    10. Оценка запасов методом разрезов, в пределах каркасных моделей или с использованием блочных моделей.
    11. Трехмерная визуализация любых данных, поддерживаемых Micromine с выводом их на печать.
     Кроме того, пакет имеет модули и процессы для ввода и обработки:
     геохимических и геофизических данных;
     геодезических данных с возможностью трансформации географических сетей;
     горных данных с возможностью проектирования карьеров и буровзрывных работ.
     При обработке информации  в пакете предусмотрены  макросы, которые значительно облегчают эту работу.
     Недавно система дополнена новым модулем PITRAM, который обеспечивает оперативное управление горным производством (с использованием информации от GPS) и контроль качества руды.
     В основную систему недавно был включен и модуль проектирования карьеров, выполняющие стандартные функции, характерные для большинства интегрированных горных систем.

2. Системы планирования и оптимизации горных работ

     Рассмотренные выше интегрированные горно-геологические системы не могут в большинстве случаев охватить полностью весь спектр специализированных задач, связанных с разведкой и разработкой месторождений. Поэтому они все больше концентрируются на задачах, связанных с моделированием и оценкой рудных запасов, проектированием горных работ и некоторыми другими. Область горного планирования постепенно становится объектом специализированных разработок, осуществляемых отдельными компаниями.

2.1. NPV Scheduler

     Американский математик Болеслав Толвинский создал систему NPV Scheduler для оптимизации карьеров и календарных планов открытых горных работ. Этот пакет состоит из 4-х частей, выполняющих:
     построение конечного оптимального карьера (алгоритм Lerchs-Grossman) и фаз его развития (MAXIPIT);
     выделение этапов отработки месторождения (PUSHBACKS);
     создание оптимального календарного плана отработки карьера (PRODUCTION; SCHEDULE);
     оптимизацию системы рудопотоков горного предприятия.
     Первая программа - MAXIPIT - использует блочную модель месторождения, импортируемую из Датамайн (или любых других горных пакетов) без предварительного создания регулярной модели. Далее она создает собственную экономическую модель месторождения с учетом разработки и переработки даже очень сложных многокомпонентных руд с различными ценами, затратами и параметрами извлечения.
     Затем создается модель безопасных бортов будущего карьера, которые могут иметь  очень сложную форму и углы наклона. Задаются коэффициенты дисконтирования и производительность карьера, а также максимальное количество промежуточных оптимальных карьеров (зон), из которых в будущем может быть выбран действительно оптимальный карьер.
     Оптимизация может быть произведена по различным критериям, в т.ч. - по критерию, созданному пользователем. Наиболее часто используемый критерий - максимального значения приведенного дохода за весь срок существования предприятия - max NPV (Net Present Value).
     На выходе из программы для каждого карьера рассчитывается:

Рекомендуемое экономическое бортовое содержание для всех полезных ископаемых.
Поток денежных средств (CashFlow), $.
Количество горной массы в контуре карьера, тонн.
Количество руды разных видов с учетом разубоживания, потерь и бортового содержания, тонн.
Количество всех извлекаемых металлов после переработки руды (золото и серебро в слитках), кг.
Оценка NPV, $.
Время работы карьера, лет.
     Программа рассчитывает также оптимальную последовательность извлечения запасов месторождения.
     Вторая программа пакета - PUSHBACKS - позволяет разбить карьер на наиболее выгодные этапы (pushbacks) с соблюдением всех горных ограничений и сохранением максимально возможного выбранного экономического критерия.
     Третья программа - PRODUCTION  SCHEDULE - создает оптимальный календарный план на любой требуемый отрезок времени. При этом пользователь может использовать практически любой из требуемых спецификой производства экономических или технических критериев оптимизации. Можно очень быстро рассчитать несколько программ для различных критериев и выбрать наилучший из них.
     Четвертая программа оптимизирует производительность предприятия и бортовое содержание в поставляемой на переработку руде. Она позволяет включать в процесс оптимизации все имеющиеся на карьере рудные склады, а также потоки руды, поставляемые с других горных предприятий.
     Все программы имеют современный дружественный интерфейс пользователя и позволяют использовать импорт и экспорт практически любых данных. В конце работы  каждой программы инженер получает подробный отчет о результатах расчетов.
     Программы позволяют также выполнять разнообразную графику для последующего использования ее в анализе  результатов и в различных отчетах:
     планы, разрезы и изометрические проекции моделей месторождения и карьеров;
     графики изменения всех используемых и полученных параметров во времени и кумулятивные графики.

2.2. MINE2-4D

     Эта система планирования подземных горных работ появилась сравнительно недавно, но уже широко используется крупнейшими горными компаниями по всему миру. Есть случаи применения ее и для планирования открытых горных работ. С этой целью был разработан специальный набор инструментов, который предлагает для такого планирования совершенно новый методологический подход.
     Главным достоинством системы является ее способность интегрировать перспективные и текущие планы. Обычно в процессе планирования создается долгосрочный план на весь срок службы рудника. У инженеров-планировщиков он носит имя "Бюджет" ("Budget"). Этот план не корректируется ежедневно, хотя каждый день ситуация изменяется, и это должно отражаться на "Бюджете". Каждый день делает Бюджет устаревшим.
     Эта программа использует термин "непрерывное планирование". Если изменен текущий план, то автоматически пересчитывается и все перспективные и среднесрочные планы.
     Горные процессы обычно управляются серией правил или ограничений. Инструменты Mine2-4D представляют собой набор правил для точного выполнения всех необходимых работ. Четвертое измерение - экономическое. Пользователь должен разработать и ввести необходимые правила, которые будут неукоснительно соблюдаться до тех пор, пока пользователь их не изменит, или пока не будет выполнена вся требуемая работа.
     Ситуация, в которой производятся горные работы, подсказывает горному инженеру выбор подходящих параметров и показателей плана. Программа позволяет в короткие сроки рассмотреть множество разных сценариев развития событий.
     Другие достоинства программы:
     Быстрый переход от проекта к планированию.
     Представления плана в виде электронных таблиц, анимации или высококачественной графики.
     Возможность легко импортировать данные из других систем.
     Mine2-4D предназначена, прежде всего, для горных инженеров, которые используют имеющуюся геологическую базу данных. Это система планирования, которая обеспечивает многие преимущества с помощью эффективного управления данными и их изменениями. Она позволяет управлять всем множеством данных, начиная от геологической модели, проектирования горных работ и кончая созданием полного и детального горного плана. Кроме того, программа способна быстро оценить финансовые последствия изменений деталей плана. Она может служить составной частью сложной горно-геологической системы  управления или быть дополнением уже существующего программного обеспечения.
     Время планирования сокращается почти на 90%. Программа выполняет процесс планирования в тесной связи с источниками данных и с помощью автоматического решения трудоемких задач, таких, например, как определение последовательности проходки системы горных выработок. Программа оперирует одновременно во всех созданных планах (от краткосрочных до перспективных), что позволяет быстро оценить финансовые последствия изменения любого из них.
     Mine2-4D может импортировать геологическую информацию из всех основных используемых в мире горных систем. Она имеет инструменты для подземного проектирования на основе импортированных данных. Когда данные импортированы, система запоминает эту операцию, и в следующий раз при обновлении исходной информации она сделает это автоматически.
Первым шагом в использовании программы является создание проекта горных работ. Mine2-4D автоматизирует большую часть процесса проектирования с помощью атрибутов линий, которыми задаются различные контуры выемки горной массы. Пользователь может создать новую линию требуемого цвета, стиля, с нужными символами, а затем автоматически задать для нее атрибуты, такие как плотность руды, производительность и другие характеристики планирования.
     Mine2-4D использует методологию реляционной базы данных для создания горных планов. Программа способна преодолеть многие из препятствий, с которыми сталкивается планировщик. В жизни горный план постоянно изменяется, поэтому от системы требуется управление этими изменениями и быстрый пересчет всех планов.
     Чтобы связать горный план и программу выемки запасов, необходимо использовать процесс расчета последовательности выемки руды (Sequencing). Определение такой последовательности без использования Mine2-4D является очень трудоемкой операцией, т.к. приходится в основном вручную указывать все взаимосвязанные выработки и блоки. Программа имеет уникальный инструмент для автоматического создания таких последовательностей, уменьшая необходимость множества рутинных операций. Пользователь только задает атрибуты к нужным линиям для того, чтобы создать элементы стенок выработок, которые должны быть вставлены в последовательности. Соединение производится графически, и пользователь может контролировать процесс, используя анимацию.
     Mine2-4D также обеспечивает пользователя процессами, которые автоматически оценивают созданные модели выработок по блочной геологической модели и вставляют полученные результаты в формируемый план и отчет. Положение ресурсов, атрибут и продвижения горных работ может быть указано графически внутри системы. С этого момента пользователь будет иметь полное 3-х мерное множество данных, доступных для планирования.
     Программа имеет набор инструментов для презентации, который позволяет всесторонне представить полученный план, начиная от деталей производственных затрат и кончая  трехмерными анимациями.

2.3. WHITTLE

     Австралийская компания Whittle Programming (сейчас - часть компании Gemcom) (http://www.whittle.com.au/) заслужила всеобщее признание в мире своими пакетами программ для оптимизации карьеров Three-D и Four-D. В них эффективно используется алгоритм Лерча-Гроссмана, и они включены практически во все интегрированные системы общего назначения, перечисленные выше. Сейчас на рынке предлагается новая версия развития этих пакетов программ - Four-X Analyser с набором дополнительных модулей.
     Система Four-X Analyser может анализировать сложные месторождения с многими полезными компонентами в руде или видами продукции горного предприятия. Все функции программы Four-D при этом сохраняются, включая обработку данных по многим типам пород и вывод информации в формате электронных таблиц. Кроме того, Вы можете задать параметры извлечения для каждого процесса и элемента (товара), а также производственные затраты для каждого извлекаемого элемента. Каждый элемент рассчитывается отдельно, поэтому нет надобности вводить категорию условного металла, как это практиковалось в программе Four-D. Вы можете также задавать цены и прочие условия для каждого элемента.
     Модуль Foundation является мощным ядром   системы Four-X Analyser, которая постоянно пополняется новыми модулями, расширяющими и улучшающими его базовые возможности. Профессиональные горные инженеры могут начать планирование с использования Foundation, а затем добавлять модули по мере возрастания требований.
     Основанный на последних достижениях графического интерфейса (GUI), известного как среда Proteus Environment(r), Foundation позволяет пользователям быстро и легко импортировать, манипулировать и визуализировать модели месторождений, отстраивать откосы карьеров, операционные и экономические модели, а также оптимизировать предельные и промежуточные оболочки карьеров. Пользователи могут составлять планы развития рудника трех типов, включая планы с соблюдением контрольных точек и графическим анализом результатов.
     Модуль Milawa Algorithm(r) добавляет новое измерение в процесс планирования на весь срок эксплуатации рудника. Он оптимизирует план, учитывая все ваши производственные и экономические ограничения при поиске максимума NPV. В качестве альтернативы он может применяться для "балансировки" вашего плана горных работ путем поиска варианта максимального использования доступных производственных мощностей по добыче и переработке.
     Milawa Algorithm(r) является запатентованным алгоритмом, который формирует планы добычи по каждому этапу работы рудника до конца отработки месторождения. Он реагирует на все производственные ограничения, цены и затраты для моделей в Four-X Analyser, а также дает дополнительные средства контроля над процессом составления графика горных работ.
     Milawa оптимизирует график добычи, определяя какие уступы каждого этапа жизни карьера должны быть отработаны в заданный период времени. Он следует всем правилам предшествующего разбиения на этапы и, кроме того, пользователь может контролировать добычу на каждом этапе установкой следующих параметров:
     минимальная и максимальная дальность откатки;
     максимальное опускание горных работ  в данном периоде.
     Как и все производственные ограничения в Four-X, элементы контроля Milawa можно изменять для каждого периода, обеспечивая максимально гибкое управление процессом.
     Графики добычи можно  просматривать период за периодом в виде 3D анимации, используя интерактивный визуализатор Four-X Analyser, а модель последовательности добычи можно экспортировать в используемый базовый горный пакет  для объединения с исходной блочной моделью и последующего детального проектирования карьера.
     Модуль Stockpile & Cut-off обеспечивает полную оптимизацию качества и бортового содержания на рудных складах с целью максимизации NPV. Он позволяет выполнять оптимизацию складирования руды и бортового содержания рудопотоков с учетом последовательности добычи, создаваемой системой Four-X Analyser. Модуль может применяться для:
     определения оптимального использования рудных штабелей;
     определения оптимальной стратегии выбора бортового содержания для каждого рудопотока.
     Модуль Stockpile & Cut-off включает полный расчет экономических показателей, позволяя  горным инженерам экспериментировать с различными типами складов, параметрами добычи и переработки и быстро анализировать влияние разных факторов на конечные экономические показатели. Дополнительные возможности включают оптимизацию стадии измельчения и времени нахождения материала на разных этапах переработки.
     Модуль Multi-element расширяет возможности Four-X Analyser, позволяя определять в модели до десяти элементов. Отчеты по каждому элементу выдаются отдельно, а качество и количество каждого элемента доступны для использования в задаваемых пользователем выражениях, графиках и отчетах.
     Модуль Multi-element весьма полезен для анализа рудников по добыче многокомпонентного сырья. Каждый из продуктов может иметь независимую функцию извлечения для одного или более потоков переработки. Каждый элемент может иметь различную структуру затрат и ограничений по выходу. Используя мощный построитель математических выражений в Four-X Analyser, можно легко воссоздать поведение одного продукта при переработке в зависимости от качества другого.
     Элементы не всегда являются продуктами, ими могут быть ядовитые или вредные минералы. Их также можно смоделировать и отслеживать с помощью модуля Multi-element.
     Модуль Multi-Mine позволяет одновременно использовать в процессе оптимизации данные сразу по нескольким горным предприятиям. Пользователь имеет возможность в течение одного запуска процесса оптимизации использовать набор специфических горных ограничений по каждому руднику.
Выполнение таких расчетов дает возможность получать более реалистичные единые горные планы для шахт и карьеров, расположенных в разных районах, что позволяет существенно экономить время и деньги.
     Новый модуль Blending помогает горным инженерам предусматривать в своих планах шихтовку материалов в соответствии со спецификациями на продукцию. Обогатителям необходимо шихтовать руду до ее подачи в процесс извлечения. Модуль шихтовки не только позволяет принять в расчет смешивание, он фактически оптимизирует шихтовку и использование штабелей.   Это программное обеспечение преследует общую цель максимизации NPV.
     Модуль Blending полностью интегрирован в систему планирования Four-X и множество этапов добычи можно планировать, используя один из трех стандартных методов планирования Four-X. Если одновременно для планирования этапов применяется алгоритм Milawa, то оптимизируются также шихтовка и использование штабелей. Пользователь контролирует минимальное и максимальное расстояние откатки и разделение уступов каждого этапа, которые, как многие другие переменные в Four-X, можно со временем изменить.

2.4. MINEMAX

      Австралийская компания MineMAX Pty Ltd. (http://www.minemax.com) специализируется на разработке программных продуктов для оптимизации карьеров, а также календарных планов для открытых и подземных горных работ. Фирма предлагает клиентам 3 пакета.
     Пакет MineMAX Planne, используя известные технологии оптимизации (алгоритм Лерча-Гроссмана)  и трехмерной интерактивной визуализации, обеспечивает горного инженера легким в использовании и быстрым инструментом для оптимизации границ карьера и стратегического анализа. Основные характеристики пакета:

Многокомпонентные руды.
Сложные технологии переработки руды.
Оптимизация по бортовому содержанию или максимуму  потока  наличности.
Учет сложных характеристик наклонов бортов карьера.
Переменные затраты на добычу и переработку руды.
Блоки могут иметь любое число подъячеек, которые сохраняют их собственную геометрию.
Генерация вложенных оболочек карьеров для проектирования этапов (pushback).
Трехмерная визуализация блоков и каркасов оболочек карьеров.
Детальная выходная информация о каждом карьере, типе руды и т.д.
Диаграммы изменения всех рассчитанных параметров во времени.
Интеграция с пакетом  MineMAX Scheduler для стратегического планирования.
     Пакет MineMAX Scheduler - мощный инструмент для оптимизации календарного плана открытых горных работ. Он может обеспечивать режим усреднения разных видов материала, а также учитывать в системе рудопотоков рудные склады. Преимущества пакета: Быстро анализирует многократные экономическое, производственные и инфраструктурные сценарии.
Вычисляет высококачественные и практичные графики производства.
Минимизирует количество удаляемой вскрыши.
Максимизирует извлечение с помощью поставки на переработку руды оптимального качества.
Увеличивает конкурентоспособность продукции с помощью жесткого контроля качества руды.
Находит эффективные стратегии управления работой рудных складов.      Для более плавного изменения коэффициента вскрыши во времени можно вводить в планирование соответствующие ограничения по объему перемещаемого материала. При необходимости вводятся также ограничения по возможностям процессов переработки руды. Каждый тип руды может иметь собственную технологию со своими технико-экономическими параметрами.
     В отличие от некоторых других пакетов планирования, MineMAX Scheduler может рассматривать ограничения по усреднению руды как жесткие рамки вместо простых предпочтений. Программа способна соблюдать заданную последовательность отработки разных участков карьера, а  также учитывать ограничения на максимальное количество одновременно работающих забоев.
     Пакет iGantt  является мощным инструментом для календарного планирования открытых и подземных горных работ, который объединяет возможности диаграмм Gantt, трехмерную визуализацию и электронные таблицы.  Преимущества пакета: Удобный в работе интерактивный интерфейс диаграммы Gantt позволяет новым пользователям создавать графики с первого дня.
Производительность увеличивается путем интеграции с другим деловым программным обеспечением и базами данных.
Создается набор планов с учетом непредвиденных обстоятельств и возможных экономических/рыночных изменений.
Быстрый пересчет планов с использованием iGantt при появлении незапланированных событий.
Дополнительный модуль оптимизации NPV с учетом эксплуатационных ограничений.
Задаваемые пользователями сообщения системы позволяют следить за ключевыми целями производства в табличной или в графической форме.
Трехмерные изображения графиков и презентаций и визуальная проверка практичности плана.

2.5. Runge

     Австралийская фирма Runge Mining Pty Ltd. (http://www.runge.com/) разработала и продает набор мощных программ для использования в горной промышленности. Руководитель компании - крупный специалист в области горного планирования - Ian C. Runge, автор широко известной книги "Mining Economics and Strategy". Фирмой предлагаются следующие основные пакеты:
     XPAC - База Данных по руднику и автоматическое многовариантное календарное планирование открытых и подземных горных работ. При этом производится отбор выемочных блоков и расчет доли каждого из них в рудопотоке для получения требуемого качества и тоннажа руды, поставляемой на переработку. Система может учитывать много  видов продукции с разнообразными контролируемыми показателями качества для каждого. Одна из функций системы - оценка бортовых содержаний в руде на основе анализа ситуации на мировых рынках. Пакет имеет 3 разновидности:
     XPAC Autoscheduler - это единственный в своем роде пакет, который использует установленные пользователем правила и ресурсные ограничения, объединяет их с указанными целями и автоматически создает оптимальный календарный план.  Процесс планирования состоит из 3-х шагов:
     1. Задаются правила или ограничения для планируемой горной операции, например, геологические границы рудного тела и ресурсные ограничения.
     2. Вводятся результаты, которых Вы хотите достичь в процессе реализации плана. Здесь для каждой цели может быть задано неограниченное количество требуемых технико-экономических параметров.
     3. Затем программа создает лучший вариант плана для Ваших данных, если задача имеет решение.
     Пакет дает возможность горному инженеру -
     - быстро рассматривать множество альтернативных стратегий;
     - гибко реагировать на изменения рыночных требований;
     - варьировать с разными бортовыми содержаниями в рудопотоках;
     - осуществлять жесткий контроль за качеством руды;
     - балансировать с объемами подготовительных, очистных работ и требуемых ресурсов;
     - контролировать весь процесс планирования;
     - захватывать и переносить полученные навыки и результаты на последующие этапы планирования.
     Пакет XPAC Underground Design разработан специально для угольных шахт. Он способен импортировать геологические модели пластов из всех известных систем такого рода. Пакет имеет совместимую с Автокадом графику, позволяет спланировать любой сценарий развития горных работ и оценить его экономические показатели. Запасы угля, их качество рассчитываются автоматически при указании   границ развития горных работ.
     XPAC Destination Scheduler - этот пакет предназначен для моделирования рудопотоков горного предприятия и создания на его основе оптимальных планов производства. Он учитывает все направления движения материалов: руды разных сортов, пустой породы, закладки и т.д. Также производится анализ всех видов транспорта. Определенные пользователем правила не позволяют программе выполнять непозволенные перемещения материала. За короткое время программа способна рассмотреть множество альтернатив распределения материальных потоков.
Что касается перевозки вскрышных пород, то пакет автоматически рассматривает возможности улучшения экономических параметров этой операции.
     XERAS - Финансовое моделирование, расчет калькуляции себестоимости, экономические расчеты.  Программа работает в среде Windows и легка в освоении. Она в отличие от распространенных аналогичных программ для Электронных Таблиц имеет более дружественный интерфейс и легкую передачу данных между пользователями. В программу включены множественные функции анализа риска и  чувствительности финансовых моделей. Пакет также имеет 3 разновидности.
     XERAS Financial Modelling - выполняет цикл операций, связанных с анализом финансовых потоков горной компании. Он рассматривает и анализирует финансовые результаты  множества возможных стратегий развития бизнеса, оценивает эффективность всех видов производственных  затрат. Одна из доступных функций - прогнозирование будущих затрат и поиск критических "точек" (операций) с завышенными затратами.
     XERAS Advanced Budgeting - предназначен для обслуживания рабочих групп при создании операционных бюджетов и отчетов по их результатам. Пакет обеспечивает -
     - обслуживание всех членов рабочих групп необходимой им информацией;
     - связь с выполняемым производственным планом и его целями;
     - вывод необходимой для создания всевозможных отчетов информации в наиболее подходящем виде;
     - детальное финансовое моделирование горных и обогатительных процессов, вспомогательных операций, административных действий и накладных расходов.
     XERAS Maintenance Forecasting - средство для создания бюджета обслуживания горного и другого оборудования. Пакет по алгоритмам и характеру работы похож на рассмотренный выше Advanced Budgeting, но сконцентрирован только на нужды оборудования компании.
     Пакет TALPAC создан для анализа и планирования работы погрузочно-транспортных комплексов горных предприятий. Он имеет широкое распространение по всему миру и позволяет пользователю определить стратегию погрузки и транспорта разных видов материала, выбрать наиболее подходящее оборудование и так спланировать его работу, чтобы получить максимальную прибыль.

3. Системы моделирования и расчета рудничной вентиляции

     На рынке сегодня предлагается 2 работающие в среде Windows программы для моделирования систем вентиляции подземных рудников:  VENTSIM и VnetPC 2000.

3.1. VENTSIM

     Австралийский пакет VENTSIM  (http://www.ventsim.com) позволяет выполнять трехмерное моделирование сети подземных выработок с расчетом всех параметров воздушного потока и загрязнений. Быстрые перерасчеты многих вариантнов с различными характеристиками вентиляторов и других устройств обеспечивают высокую достоверность получаемой информации.
     С помощью пакета моделируются воздушные потоки и многие другие типы данных, связанных с вентиляцией. Программа интегрирована с графическими возможностями Windows и построена с учетом новейших достижений CAD систем. Большинство операций легко выполняются с помощью мыши на экране. 
     Особенности пакета:

Моделируемая вентиляционная сеть может содержать до 20,000 отдельных воздушных потоков.
В сеть может быть включено до 1000 различных типов действующих вентиляторов.
Может быть использовано до 1000 горизонтов с воздушными потоками.
Вентиляционная сеть легко создается в 3-х мерном пространстве простым рисованием на экране воздушных струй с помощью мыши.
Можно легко поворачивать в пространстве моделируемую сеть для просмотра и корректировки.
Система моделирования (имитации) загрязнений позволяет легко создавать ситуации задымления и загрязнения воздуха другими вредными веществами.
Импорт и экспорт файлов из Автокада и других горных компьютерных систем.
Использование в модели вентиляционных окон и перемычек.
Моделирование напора вентиляторов и специфических воздушных потоков и др.
    Эти особенности дают пользователю возможность - - моделировать и регистрировать потоки в действующих шахтах;
- проводить анализ вентиляции типа "что, если.." для планируемых к проходке выработок;
- выполнять расчеты вентиляции при оперативном и перспективном планировании;
- выбирать подходящие вентиляторы для использования  на шахтах;
- проводить финансовый анализ вариантов вентиляционных сетей;
- моделировать возможные опасные ситуации на шахтах, связанные с вентиляцией.
     На сайте компании можно переписать полностью рабочую демоверсию программы для опробования, обучения и демонстрации. Единственным отличием ее от истинно рабочей программы является невозможность записи смоделированных вентиляционных сетей.

3.2. VnetPC 2000

     Американский пакет VnetPC 2000 (http://www.mvsengineering.com/), используемый на многих рудниках мира, наиболее близок к российским условиям и правилам безопасности. Он позволяет решить практически все перечисленные выше задачи, правда с несколько худшими, чем у пакета Ventsim возможностями графического представления вентиляционных сетей.
     На входе используется информация о геометрии сети горных выработок шахты, размеры воздушных потоков и характеристика сопротивлений, размещение и характеристика вентиляторов. Программа будет затем рассчитывать необходимые параметры, выводить информацию в текстовом и графическом виде о -

- воздушных потоках;
- местах падения напора;
- сопротивлениях потоку;
- потерях мощности потоков;
- себестоимости каждого потока;
- характеристиках вентиляторов (напор и потоки);
- потребности в вентиляционных окнах и дополнительных вентиляторах;
- газовых потоках и концентрациях загрязнений.

Рис. 9.  Вентиляционная сеть большой шахты.

     Выше показана вентиляционная сеть рудной шахты. Можно с помощью мыши и соответствующих кнопок установить в нужном месте вентилятор и проверить результаты его работы. Текст может быть добавлен в любом месте экрана.
     Пакет может моделировать существующие вентиляционные сети и получать все их характеристики. Можно также моделировать проектные сети во многих вариантах и получать оптимальные решения.

4. Разработки горных информационных технологий в СНГ

     Выше упоминалось, что в СНГ также осуществляются разработки специализированного программного обеспечения для горных и геологических предприятий и организаций. К сожалению, сжатые сроки работы не позволили автору связаться со всеми разработчиками и получить от них нужную информацию. Поэтому ниже приводятся лишь те сведения, которыми автор располагает. По его мнению в данный момент заслуживают внимания следующие пакеты и системы, которые предназначены на продажу и способны работать без постоянного присутствия разработчика этих программ.

4.1. GeoTech-3D

     Система GeoTech-3D, разрабатываемая Горным Институтом Кольского НЦ РАН. входит в состав системы автоматизированного планирования, проектирования и сопровождения горных работ (Горного интегрированного пакета) MinFrame и представляет собой модуль моделирования объектов горной технологии, предназначенный для решения широкого круга геологических, маркшейдерских и технологических задач, встречающихся в практике работы горнодобывающих предприятий, научных и проектных организаций. Для решения этих задач GeoTech-3D содержит широкий набор инструментов, позволяющих работать с трехмерными моделями (векторными, каркасными, блочными) -

- геологических проб;
- рудных тел и пластов;
- маркшейдерских точек;
- горных выработок;
- выемочных единиц;
- конструктивных элементов и узлов систем разработки;
- естественных и технологических поверхностей, включая карьеры и отвалы;
- складов (штабелей) и развалов горной массы.
     При работе с моделями объектов горной технологии GeoTech-3D использует три основные базы данных (БД): Геологическую, Технологическую, Конструктивных элементов. В качестве сервера БД выбран InterBase (Borland Inc.), что в сочетании с использованием стандарта ANSI SQL обеспечивает  возможность безболезненного перехода на серверы БД других производителей.
     БД могут работать как в однопользовательском, так и многопользовательском режиме. Для администрирования работы удаленной БД (многопользовательский режим) используется программа GeoUsers, входящая в состав MinFrame и позволяющая для каждого пользователя устанавливать свой уровень доступа, снизив тем самым вероятность случайной или несанкционированной модификации объектов.
     В Геологической БД хранятся данные по опробованию скважин и выработок. Для ее формирования используется редактор - GeoTools, входящий в состав MineFrame. Данные по опробованию в виде связанных списков скважин (выработок), проб, компонентов полезного ископаемого и инклинометрии используются для формирования моделей геологических проб и решения на их основе задач по созданию моделей рудных тел (пластов), геостатистическому исследованию месторождений, подсчету объемных и качественных показателей выемочных единиц.
     В Технологической БД хранятся модели объектов горной технологии, созданные как непосредственно инструментальными средствами GeoTech-3D, так и импортированные из других систем. Каждая модель объекта содержит информацию о своем местоположении в границах месторождения, форме отображения (видим, видим только на разрезе, не видим) для каждого из 100 возможных пользователей, а также состоянии - редактируется в данный момент или нет. Это позволяет, с одной стороны, накладывая на БД пространственный фильтр, делать выборку моделей объектов, опираясь на технологическую структуру месторождения, а, с другой стороны, обеспечить одновременную работу с одними и теми же объектами разных специалистов.
     Все объекты Технологической БД объединены в группы (геология, выработки, выемочные единицы, конструктивные элементы, маркшейдерские точки, поверхности), которые относятся к тому или иному проекту. Группа может одновременно принадлежать нескольким проектам, а объекты копироваться в другие Технологические БД.
     В БД Конструктивных элементов хранятся модели типовых конструктивных элементов и узлов систем разработки, что существенно облегчает и ускоряет процесс проектирования горных работ. По своей структуре БД Конструктивных элементов практически не отличается от Технологической БД. Для создания БД Конструктивных элементов используется среда GeoTech-3D, но при этом рабочая область системы трансформируется в 4-х оконную (объемного изображения и трех основных проекций), обеспечивающую максимальные удобства для выполнения конструкторской работы.
     Используя трехмерные модели объектов, GeoTech-3D обеспечивает автоматизацию решения основных геологических, маркшейдерских и технологических задач, встречающихся в практике горного дела. Среди них: 1. Визуализация данных опробования в трехмерном пространстве, на вертикальных разрезах и планах.
2. Формирование рудных интервалов с учетом заданных кондиций.
3. Построение векторных, каркасных и блочных моделей рудных тел (пластов), окисленных зон.
4. Геостатистический анализ месторождения, формирование пространственной модели распределения компонентов полезного ископаемого в границах рудного тела (пласта).
5. Подсчет объемных и качественных показателей выемочных единиц.
6. Построение геологических разрезов произвольной ориентации с отображением на них контактов рудных тел (пластов), разведочных скважин и картины распределения содержания полезного ископаемого.
7. Пополнение и редактирование каталога маркшейдерских точек.
8. Визуализация маркшейдерских точек в трехмерном пространстве, на вертикальных разрезах и планах.
9. Расчет и уравнивание теодолитных ходов, решение прямой и обратной геодезической задачи.
10. Построение векторных и каркасных моделей естественных и технологических поверхностей, включая: карьер, границы фронта подземных горных работ, отвалы и штабели (склады) горной массы.
11. Построение разрезов произвольной ориентации с отображением на них геологических, маркшейдерских и технологических объектов в стандарте горной графики.
12. Построение векторных и каркасных моделей элементов открытой и подземной систем разработки.
13. Визуализация элементов систем разработки в трехмерном пространстве, на вертикальных разрезах и планах.
14. Планирование добычи (секции, блоки, участки) с учетом объемных и качественных показателей выемочных единиц.
15. Оптимизация границ карьера по экономическим показателям.
16. Проектирование массовых взрывов для открытых и подземных горных работ.
     Для создания рабочих чертежей в состав GeoTech-3D включен конструкторский редактор VeCAD (Copyright (c) KolbaSoft), который также используется при создании конструктивных элементов и узлов системы разработки.

4.2. Интегра

     О системе компании "Интегра" (Москва), к сожалению, автор располагает только информацией пятилетней давности.
     Эта система была разработана и серьезно эксплуатируется на единственном крупном предприятии - Навоийском ГМК (Узбекистан), а точнее - на карьере Мурунтау, разрабатывающем одно из крупнейших в мире месторождений золота. Она способна создавать блочную модель месторождения, оптимизировать карьеры и планировать открытые горные работы. О других применениях системы сведений пока не поступало.

4.3. Geoblock

     Geoblock (http://getos.chat.ru) -  система, разработанная под руководством Павла Васильева в институте ВИОГЕМ (Белгород). Эта программа для горно-геологического моделирования, подсчета запасов, прогнозирования обогатимости руд на основе раскрытия минералов и применения нанотехнологий, управления базами данных и визуализации пространственных переменных. Она предназначена так же для использования на стадии детальной и эксплуатационной разведки месторождений полезных ископаемых, при проектировании и планирования горных работ, а также для моделирования технологических процессов, связанных с добычей и переработкой минерального сырья.
     Geoblock поставляется с открытым исходным кодом в качестве интегрированной системы решения задач в области наук о Земле, главным образом, для геологов, маркшейдеров, горняков и специалистов по обогащению полезных ископаемых.
     Программа поддерживает несколько типов пространственных данных: скважины и борозды, рассеянные точки, полигоны, сетки треугольников (TINs), оболочки тел, регулярные решетки (Grids) и сетки конечных элементов (Meshes). Комбинированные наборы данных могут быть организованы в коллекции проекта и отображаться в окне карты одновременно в виде сочетания контуров, каркасных и блочных моделей.
     В программе имеется набор процедур для создания 2D и 3D решеток и сеток, процедуры и модули для разведки и обработки скважинных данных:
        Анализ скважинных данных и их преобразование.
        Компоновка скважинных проб по слоям и горизонтам.
        Расчет XYZ координат проб по замерам траекторий скважин и борозд.
        Оценка степени раскрытия минералов и прогноз обогатимости руд.
     Основными методами интерполяции в программе являются следующие методы:
        Обратные расстояния.
        Линейная интерполяция по сетке TIN.
        Ближайшая точка.
        Kригинг, обычный и индикаторный.
        Естественные соседи на основе полигонов и полиэдров Вороного.
        Полиномиальная регрессия.
     Несколько пространственных цифровых моделей могут быть показаны одновременно в окне карты с использованием сервиса управления проектом. Использование библиотеки GLScene позволяет обеспечивать более реалистичное перемещение по виртуальным моделям после их загрузки в окно Геосцена.
      Созданные блочные модели месторождений могут быть экспортированы для дальнейшей обработки с помощью программ оптимизации контуров горных работ компаний Gemcom  Whittle или Earthworks Inc.
     Для подсчета запасов и определения объемов полезных компонентов, типов и сортов руд в контурных, каркасных и блочных моделях могут использоваться различные способы расчетов: от способа вертикальных разрезов до суммирования объемов тетраэдров, описывающих сложную минерализацию залежи.

4.4. K-MINE

     ГИС "K-MINE", разработанная Научно-внедренческой компанией "КривбассАкадемИнвест", позволяет средствами ГИС создавать различные модели поверхностей, планировать и проектировать открытые и подземные горные работы и т.д. К сожалению автору не удалось обнаружить в имеющейся информации сведений о создании в системе блочных моделей месторождений.

     Кроме упомянутых выше разработок, имеются сведения о создании компьютерных горных программ в Институте Гипроруда (проектирование карьеров), компании Бурятзолото, на руднике Кубаха в Магаданской области и некоторых других местах. Но говорить о появлении в СНГ конкурентоспособного рыночного продукта - горной интегрированной системы - по мнению автора пока преждевременно.