ЦИФРОВИЗАЦИЯ
Оригинальная статья
УДК 528.8 (571.17) ©К.И. Петерс, Л.Н. Щербакова, Е.А. Федулова, А.Д. Кузнецов, Л.Н. Бурмин, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 10-2024 /1185/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-10-110-117
Название
Практика применения 3D-модели в горной промышленности на примере угольных предприятий в Кемеровской области – Кузбассе
Авторы
Петерс К.И. заместитель генерального директора по перспективному развитию технологий БВР ООО «ВЗРЫВ ГРУПП», 650000 г. Кемерово, Россия, e-mail: k.peters@vgroup.one
Щербакова Л.Н. доктор экон. наук, профессор кафедры экономической теории и государственного управления ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000 г. Кемерово, Россия, e-mail: ludmilashc@yandex.ru
Федулова Е.А. доктор экон. наук, заведующий кафедрой экономической теории и государственного управления ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000 г. Кемерово, Россия, e-mail: fedulovaea@mail.ru
Кузнецов А.Д. директор центра геодезии, аэросъемки и кадастровых работ ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000 г. Кемерово, Россия, e-mail: adkuz@inbox.ru
Бурмин Л.Н. канд. техн. наук, доцент кафедры цифровых технологий Института цифры ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000 г. Кемерово, Россия, e-mail: Lnburmin@mail.ru
Аннотациия
В статье был выявлен ряд факторов, определяющих траекторию развития угольной промышленности в современных условиях, обоснована актуальность цифровой трансформации угольной отрасли как фактора оптимизации производственного процесса. В рамках процессе исследования определен ряд критических аспектов производства угольных работ как в части применения беспилотного воздушного судна (БВС), так и в случаях, не касающихся данного способа получения данных. На основе потенциальных способов улучшения скорости и удобства взаимодействия специалистов разработана схема бизнес-процесса по получению плана горных работ угольного предприятия, предполагающая решение проблемы коммуникационной сложности между разными участниками процесса для оперативности принятия решений и оптимизации добычи. Данная схема апробирована в реальных условиях угольного предприятия. В качестве дополнительного примера использования цифровых результатов в горной промышленности рассмотрена практика применения цифровой модели месторождения в качестве инструмента для оценки параметров развала взорванной горной массы после взрыва. На примере геопространственных материалов, полученных по результатам аэрофотосъемки и воздушного лазерного сканирования участка буровзрывных работ на угольном предприятии, продемонстрированы возможности разработанного программного обеспечения.
Ключевые слова
Угледобывающая отрасль, Кемеровская область – Кузбасс, деятельность угольных предприятий, цифровые трансформации, трехмерное моделирование, воздушное лазерное сканирование, аэрофотосъемка.
Список литературы
1. Мешков Г.Б., Петренко И.Е., Губанов Д.А. Итоги работы угольной промышленности России за 2023 год // Уголь. 2024. № 9. С. 18-29. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-3-18-29. Meshkov G.B., Petrenko I.E., Gubanov D.A. Russia’s coal industry performance for 2023. Ugol’. 2024;(3):18-29. (InRuss.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-3-18-29.
2. Разрезанный Кузбасс: что и сколько осталось российскому углю. URL: https://dzen.ru/a/ZFVL4fcxVzUSaqSE (датаобращения: 15.09.2024). Cut Kuzbass: what and how much is left for Russian coal. Available at: https://dzen.ru/a/ZFVL4fcxVzUSaqSE (accessed 15.09.2024). (In Russ.).
3. Щербакова Л.Н., Евдокимова Е.К., Федулова Е.А. Возможности «незеленой» декарбонизации в энергетических отраслях // Уголь. 2023. № 4. С. 79-83. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-4-79-83. Shcherbakova L.N., Evdokimova E.K., Fedulova E.A. Possibilities for “nongreen” decarbonisation in the energy sectors. Ugol’. 2023; (4): 79-83. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2023-4-79-83.
4. L ebot B., Weiland M. Policies and Programs Critical for Greater Energy Efficiency. Economic policy. 2020;15(2):148-167.
5. Cornelis M. Energy Efficiency, the Overlooked Climate Emergency Solution. Economic policy. 2020;15(2):48-68. https://doi.org/10.18288/1994-5124-2020-2-48-67.
6. Storey K., Halseth G., Murphy L., Markey S. Digitalization and changing value propositions for mining regions: Options for action. Resources Policy. 2024;(91):104861. DOI: 10.1016/j.resourpol.2024.104861.
7. Barnewold L., Lottermoser B.G. Identification of digital technologies and digitalisation trends in the mining industry. International Journal of Mining Science and Technology. 2020;30(6):747-757. DOI: 10.1016/j.ijmst.2020.07.003.
8. Storey K. From FIFO to LILO: The place effects of digitalization in the mining sector. The Extractive Industries and Society. 2023;(13):101206. DOI: 10.1016/j.exis.2022.101206.
9. Chien L.V., Thang N.D., Trung Ph.K., Nga N. The Impact of Digital Leadership on Organizational Performance: A Study in Vietnam’s coal Mining Companies. In?ynieria Mineralna. Journal of the Polish Mineral Engineering Society. 2023;(1). DOI: 10.29227/IM-2023-02-20.
10. Onifade M., Adebisi J.A., Shivute A.P., Genc B. Challenges and applications of digital technology in the mineral industry. Resources Policy. 2023;85(B):103978. DOI: 10.1016/j.resourpol.2023.10397.
11. Chen Y., Wang Yu., Zhao Ch. From riches to digitalization: The role of AMC in overcoming challenges of digital transformation in resource-rich regions. Technological Forecasting and Social Change. 2024;(200):123153. DOI: 10.1016/j.techfore.2023.123153.
12. Hazrathosseini A., Afrapoli A.M. The advent of digital twins in surface mining: Its time has finally arrived. Resources Policy. 2023;(80):103155. DOI: 10.1016/j.resourpol.2022.10315.
13. Астафьева Т. Цифровизация и искусственный интеллект – повышение эффективности и безопасности. [Электронный ресурс] // Деловой журнал недропользователя «Глобус». 2021. URL: https://www.vnedra.ru/tehnologii/informacionnyetekhnologii/czifrovizacziya-i-iskusstvennyj-intellekt-povyshenieeffektivnosti-i-bezopasnosti-13683/ (дата обращения: 15.09.2024).
A stafyeva T. Digitalization and artificial intelligence – improving efficiency and security. [Electronic resource]. Delovoj zhurnalnedropol'zovatelya «Globus». 2021. Available at: https://www.vnedra.ru/tehnologii/informacionnye-tekhnologii/czifrovizacziya-iiskusstvennyj-intellekt-povyshenie-effektivnosti-i-bezopasnosti-13683/ (accessed 15.09.2024). (In Russ.).
14. Восточная горнорудная компания: создать единое геоинформационное пространство. [Электронный ресурс] // Деловой журнал недропользователя «Глобус». 2020. URL: https://www.vnedra.ru/glavnaya-tema/vostochnaya-gornorudnayakompaniya-sozdat-edinoe-geoinformaczionnoe-prostranstvo-10047/ (датаобращения: 15.09.2024).The Eastern Mining Company: to create a single geographic informa https://www.vnedra.ru/glavnayatema/vostochnaya-gornorudnaya-kompaniya-sozdat-edinoegeoinformaczionnoe-prostranstvo-10047/ (accessed 15.09.2024). (InRuss.).
15. Юшкин В.Ф. Методы трехмерного моделирования породных массивов при исследованиях геомеханических свойств и ведении горных работ. [Электронный ресурс] // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2015. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-trehmernogo-modelirovaniya-porodnyh-massivov-priissledovaniyah-geomehanicheskih-svoystv-i-vedenii-gornyhrabot (дата обращения: 15.09.2024). Y ushkin V.F. Methods of three-dimensional modeling of rock massifs in the study of geomechanical properties and mining operations. [Electronic resource]. Interekspo Geo-Sibir. 2015;(3). Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-trehmernogo-modelirovaniya-porodnyh-massivov-pri-issledovaniyahgeomehanicheskih-svoystv-i-vedenii-gornyh-rabot (accessed 15.09.2024). (In Russ.).
16. Марченко Е.Г., Богаченко А.И. АО «Салек»: опыт планирования горных работ с применением 3D-моделирования // Уголь. 2018. № 8. С. 47-49. DOI: 10.18796/0041-5790-2018-8-47-49. Marchenko E.G., Bogachenko A.I. “Salek”, JSC: 3D simulation in mining planning. Ugol’. 2018;(8):47-49. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2018-8-47-49.
17. Kong D., Saroglou C., Wu F., Sha P., Li B. Development and application of UA VSfM photogrammetry for quantitative characterization of rock mass discontinuities. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2021;(141):104729. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2021.104729.
18. Buyer A., Aichinger S., Schubert W. Applying photogrammetry and semi-automated joint mapping for rock mass characterization. Engineering Geology. 2020;(264):105332. DOI: 10.1016/j.enggeo.2019.105332.
19. Moomivand H., Seadati S., Allahverdizadeh H. A new approach to improve the assessment of rock mass discontinuity spacing using image analysis technique. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2021;(143):104760. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2021.104760.
20. Singh B.K., Mondal D., Shahid M., Saxena A., Roy P.N.S. Application of digital image analysis for monitoring the behavior of factors that control the rock fragmentation in opencast bench blasting: a case study conducted over four opencast coal mines of the Talcher Coalfields, India. Journal of Sustainable Mining. 2019;18(4):247-256. DOI:10.1016/j.jsm.2019.08.003.
21. Kong D., Wu F., Saroglou C. Automatic identification and characterization of discontinuities in rock masses from 3D point clouds. Engineering Geology. 2020;(265):105442. DOI: 10.1016/j.enggeo.2019.105442.
22. A djiski V., Panov Z., Popovski R., Stefanovska R. Application of photogrammetry for determination of volumetric joint count as a measure for improved rock quality designation (RQD) index. Sustainable Extraction and Processing of Raw Materials Journal (SEPRM). 2021;2(1):12-20. DOI: 10.5281/zenodo.5594940.
23. Moomivand H., Seadati S., Allahverdizadeh H. A new approach to improve the assessment of rock mass discontinuity spacing using image analysis technique. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2021;(143):104760. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2021.104760.
Поддержка
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках соглашения о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидий от 30 сентября 2022 г. № 075-15-2022-1195 и в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Разработка и внедрение комплекса технологий в областях разведки и добычи твердых полезных ископаемых, обеспечения промышленной безопасности, биоремедиации, создания новых продуктов глубокой переработки из угольного сырья при последовательном снижении экологической нагрузки на окружающую среду и рисков для жизни населения» (утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 11 мая 2022 г. № 1144-р).
Для цитирования
Практика применения 3D-модели в горной промышленности на примере угольных предприятий в Кемеровской области – Кузбассе / К.И. Петерс, Л.Н. Щербакова, Е.А. Федулова и др. // Уголь. 2024;(10):110-117. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-10-110-117.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 26.08.2024
Поступила после рецензирования: 16.09.2024
Принята к публикации: 26.09.2024