А. В. Жилкин, Д. А. Филиппов, С. Ю. Круглов, И. В. Шевченко фгуп «Горно-химический комбинат», г. Железногорск, Россия аннотация: Вдоклад

Вид материала

Содержание

Организация контроля безопасного состояния устойчивости подземных выработок
Структура базы данных
Синхронизация и репликация процесса сбора данных

Подобный материал:

Синхронизация процесса сбора и обработки данных параметров систем геомониторинга

А.В. Жилкин, Д.А. Филиппов, С.Ю. Круглов, И.В. Шевченко

ФГУП «Горно-химический комбинат», г. Железногорск, Россия

АННОТАЦИЯ: В докладе рассматриваются вопросы оптимизации аналитической обработки параметров контроля путем синхронизации процесса сбора данных в информационно-измерительной системе геомониторинга.

Эксплуатация горных выработок ГХК в сложных инженерно-геологических условиях нуждается в постоянном притоке информации об изменениях во времени напряженно-деформированного состояния, температурных полей, прочностных характеристик окружающего породного массива и несущих железобетонных конструкций камер. Длительные сроки эксплуатации горных выработок, приводят к уменьшению несущей способности междукамерных целиков, развитию опасных геологических процессов в бортах и кровле камер, частичной утрате прочностных характеристик горной крепи, деформациям и микросдвижениям в налегающей толще горных пород.

Для исследования и оценок влияния процессов природного и техногенного происхождения на состояние устойчивости подземных объектов комбината в начальных условиях эксплуатации была создана лаборатория горного надзора. Полученные почти за 50 лет материалы позволили значительно пополнить базу данных параметрами, на основании которых, образованный в 1997 году Научно-производственный центр геомониторинга (далее Геоцентр) разрабатывает пространственно-геологическую модель массива горных пород, вмещающего экологически опасные производства комбината. [1, 2]

Организация контроля безопасного состояния устойчивости подземных выработок

Геоцентр проводит регулярные регламентные и специальные наблюдения в подземных сооружениях ГХК с целью сбора информации о динамике пространственно-временного изменения состояния породного массива и элементов крепи для выполнения расчета их устойчивости. Эффективная безопасная эксплуатация подземных сооружений во многом зависит от надежности оценки реального инженерно-геологического состояния массива, правильности прогноза изменения его напряженно-деформированного состояния во времени под воздействием гравитационных и тектонических нагрузок, четкости контроля всех геодинамических и горных процессов, происходящих в геологической среде и оперативности принятия мер по предотвращению или снижению вредных последствий, вызываемых этими процессами. [3, 4]

Технический контроль состояния устойчивости комплекса подземных сооружений комбината включает следующий перечень параметров контроля и выполняемых наблюдений:

визуальные наблюдения за состоянием обделок, распорных конструкций и подвесных перекрытий;
инструментальный контроль за развитием трещин в обделках;
инструментальные наблюдения за изменением ширины сооружений (конвергенция стен);
наблюдения за деформациями целиков;
определение фактических напряжений в распорных конструкциях с помощью струнных датчиков;
измерение температурных режимов в объектах и породных целиках;
геологические и гидрогеологические наблюдения.

Наблюдение осуществляется постоянно через заданные временные интервалы на опорных станциях, подземных и поверхностных полигонах с применением маркшейдерских и геодезических измерений.

Структура базы данных

Структура базы данных должна иметь свойство оперативно давать информацию по всем разделам и параметрам геомониторинга фактического состояния любого контролируемого элемента.

База данных сформирована (С.Ю. Круглов «Инструкция по использованию программы ввода исходных параметров и результатов измерения в базу данных» Железногорск, 2004) следующими блоками информативности:

электронные версии объемно-планировочных решений по каждому контролируемому сооружению;
блок, содержащий данные по выявленным и вновь появляющимся дефектам в несущих конструктивных элементах объектов, изменение их во времени и оценки влияния на прочностные характеристики объекта;
блок геологических, гидрогеологических характеристик вмещающих объект пород;
блок параметров контроля с временными изменениями и оценочными данными состояния несущих конструктивных элементов объектов;
данные техногенного влияния на устойчивость и деформированность конструктивных элементов контролируемых объектов.

В процессе разработки базы данных на первом этапе формирования были внесены (оцифрованы) различные параметрические данные, накопленные в архиве на бумажных носителях.

Рис. 1. Ввод параметров пункта наблюдений

В связи с тем, что мониторинг состояния подземных сооружений и вмещающего горного массива требует наличия большого количества пунктов наблюдения, расположенных в сложной системе объектов комбината, специалистами Геоцентра выполнена работа по разработке системы визуализации данных – программы VDS (С.Ю. Круглов «Инструкция по установке и использованию VisualDateSystem», Железногорск, 2004), которая позволяет оперативно получать весь комплекс информации. [5]

Система визуализации данных состоит из трёх составных частей:

1. База данных.

2. Программа визуализации.

3. Файлы графических представлений.

База данных вмещает весь спектр информации по следующим составляющим:

пунктам наблюдения;
типам пунктов наблюдения;
объектам расположения пунктов наблюдения;
скважинам;
начальным параметрам;
данным замеров;
ссылки на файлы графических представлений.

Рис. 2. Таблица данных, имеющихся в базе, для пункта наблюдения

Все данные мониторинга могут быть размещены пообъектно и по соответствующим блокам.

Программа визуализации VDS предназначена для обеспечения доступа к данным при помощи графических объектов, а так же построения графиков, используя эти данные.

Рис. 3. Графическое представление данных пункта наблюдения

Программа визуализации позволяет создавать:

многослойные поверхности;
пункты контроля (скважины, измерительные станции);
объемные модели междукамерных целиков с геологической структурой;
сечения объектов по осям x, y, z;
ссылки на объекты и базы данных.

Синхронизация и репликация процесса сбора данных

Основная база данных располагается на сервере, ввод измеряемых параметров выполняется одновременно на нескольких рабочих местах, не соединенных между собой линиями связи. Следовательно, возникает необходимость синхронизации данных. Мы решили пойти путем создания реплик.

Репликация – процесс создания копий баз данных (реплик), которые могут обмениваться обновляемыми данными или реплицированными формами, отчетами или другими объектами, т.е. создание процесса обновления двух компонентов набора реплик, при котором происходит взаимный обмен обновленными записями и объектами. После синхронизации двух компонентов набора реплик изменения из каждой реплики оказываются примененными в другой реплике.

Основной репликой (единственной репликой в наборе реплик, в которой можно изменять структуру базы данных; эти изменения затем распространяются на другие реплики) является база данных на сервере. Первым этапом процесс синхронизации осуществляется на рабочих местах, затем синхронизируется главная реплика, находящаяся на сервере. Следует заметить, что для обеспечения безопасности синхронизации этот процесс осуществляется только администратором базы.

В результате осуществления данного процесса решается вопрос одновременной работы с базой на нескольких рабочих местах по разным направлениям (обеспечение многозадачности), выполняется резервное копирование базы на каждом компьютере пользователя. Так же при автономном вводе данных уменьшается риск утечки информации.

Таким образом, в рамках формируемой базы данных геомониторинга решаются следующие задачи по обеспечению устойчивости системы «Горный массив – подземные сооружения» и экологической безопасности объектов ГХК:

постоянный контроль и оценка геомеханической и геофизической обстановки в горном массиве в районе размещения подземных экологически опасных объектов комбината;
системный контроль текущих значений напряженно-деформированного состояния вмещающих конкретные объекты горных пород и состояния нарушенности нагруженных конструктивных элементов сооружений;
оценка устойчивости пород, слагающих междукамерные целики и горной крепи подземных сооружений;
оценка возможности проявления опасных горных событий в конкретных местах и условиях;
оценка объемов поступающей воды в подземные выработки и контроль за изменением водопритоков;
разработка и обоснование превентивных инженерных мероприятий по обеспечению длительной устойчивой и безопасной эксплуатации подземных объектов, вмещающих радиационно-опасные технологии;
обеспечение требований действующей нормативной документации Росатомнадзора по безопасной эксплуатации горных сооружений.

Литература