Xây dựng cơ sở dữ liệu địa cơ mỏ (Áp dụng cho mỏ than đèo nai)

Nội dung text: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa cơ mỏ (Áp dụng cho mỏ than đèo nai)

1. T¹p chÝ KHKT Má - §Þa chÊt, sè 39, 7/2012, (Chuyªn ®Ò Tr¾c ®Þa má), tr.71-76 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CƠ MỎ (ÁP DỤNG CHO MỎ THAN ĐÈO NAI) KIỀU KIM TRÚC, Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam Tóm tắt: Phần lớn các báo cáo địa chất thường tập trung vào các đối tượng như cấu trúc vỉa than và trữ lượng than. Trong khi các thông tin dữ liệu địa kỹ thuật chính liên quan đến các vấn đề địa cơ mỏ như ổn định bờ mỏ, sụt lún dịch động đất đá, tiêu chí chống giữ đường lò lại chưa được chú ý đầy đủ. Đồng thời dữ liệu thường thiếu hệ thống. Bài báo trình bầy phương pháp và kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu địa cơ mỏ cho Mỏ Than Đèo Nai bằng công nghệ thông tin, bao gồm dữ liệu về cấu trúc địa chất, kiến tạo, quan trắc dịch động, tính chất cơ lý đá qua đó giúp người dùng cập nhật, xử lý thông tin địa chất kỹ thuật mỏ hiệu quả và dễ dàng. 1. Đặt vấn đề tích, thống kê, mô hình, bản đồ, mặt cắt, báo Các báo cáo địa chất tập trung chủ yếu vào cáo, biểu bảng, đồ thị cấu tạo vỉa than và trữ lượng than. Trong khi đó 2. Cơ sở dữ liệu địa cơ mỏ Mỏ than Đèo Nai các yếu tố địa cơ mỏ liên quan đến các vấn đề Cơ sở dữ liệu địa cơ mỏ mỏ than Đèo Nai địa chất công trình như biến dạng bờ mỏ, sụt được xây dựng từ tài liệu thăm dò địa chất và lún mặt đất, phá hỏa đá vách, chèn chống lò, khai thác, bản đồ địa hình, số liệu cơ lí đá và khoan nổ mìn chưa được đề cập đầy đủ. Hơn cấu trúc địa chất đã tổng hợp từ các thời kì, có nữa dữ liệu thường đươc lưu giữ rời rạc, thiếu hiệu chỉnh bổ sung các tài liệu khảo sát thực tế, hệ thống liên kết, từ nhiều nguồn và gồm nhiều kết quả quan trắc dịch động từ 20 năm qua. Tọa loại, nhiều định dạng, gây khó khăn cho người độ các thời kì được thống nhất theo hệ Nhà dùng. Chúng cần được liên kết vào một mối nước VN-2000. Nhiều nguồn tài liệu đã được thống nhất, có tính tương tác, được tổ chức sao sử dụng từ các mỏ than, Viện KHCN Mỏ, Đoàn cho người dùng có thể truy cập, tra cứu, sử Địa chất 913, XN TDKS4, Cty ITE, Cục Địa dụng, đặc biệt là lập mô hình, lập bản đồ, mặt chất VN cắt, phân tích thống kê, lựa chọn chỉ tiêu cơ lí, Cấu trúc CSDL địa cơ mỏ Đèo Nai gồm tính ổn định Do đó, việc xây dựng một cơ sở phần chính là CSDL địa chất quan hệ dữ liệu địa cơ mỏ là rất cần thiết để phục vụ sản (Relational geological database) khoáng sàng xuất và nghiên cứu, quản lý. Đèo Nai với các bảng dữ liệu liên kết trong 1 Hiện nay, máy tính điện tử với các thiết bị file Deonai.mdb; Đồng thời các loại thông tin ngoại vi đã được ứng dụng rộng rãi. Vấn đề dữ liệu khác nhau như về quan trắc dịch động, chính là cần có cơ sở dữ liệu (CSDL) đầy đủ và tính toán trữ lượng than, phá hủy kiến tạo phần mềm tin học thích hợp, máy tính sẽ giúp được sắp xếp thành Ngân hàng thông tin dữ liệu con người dễ dàng thực hiện các hoạt động dạng cây thư mục. chính như truy cập dữ liệu, xử lí dữ liệu, và đưa Cơ sở dữ liệu địa chất quan hệ được xây ra kết quả. Dữ liệu đầu vào là thông tin từ nhiều dựng bởi phần mềm rất thông dụng là nguồn như lỗ khoan thăm dò, cập nhật trong MsAccess database, với tên và định dạng file là khai thác, thí nghiệm hiện trường, bản đồ, ảnh, Deonai.mdb. Đây là định dạng phù hợp với hầu sổ ghi hiện trường được đưa vào thông qua hết các phần mềm tích hợp quốc tế trong ngành bàn phím, máy quét, bàn số hoá Các chức mỏ như Surpac, GeoLynx, Techbase Đồng năng xử lý được thực hiện thông qua các thời có thể xây dựng CSDL trực tiếp từ các chương trình phần mềm. Đầu ra là kết quả phân phần mềm chuyên dụng. 71
2. Các bước xây dựng CSDL trên MsAccess (1) Bảng Tọa độ miệng lỗ khoan (Collar): gồm tạo bảng, mở bảng, nhập dữ liệu : Chứa đựng các thông tin tọa độ miệng lỗ (1) Khởi động phần mềm MsAccess khoan, như toạ độ X,Y,Z, tương ứng với các cột database, sử dụng (click) Database Wizard. (colum) Hole, X,Y,Z. (2) Chọn New Database. Trong ô (2) Bảng Cột địa tầng lỗ khoan (Log): Mô Databases tab, nháy đúp biểu tượng loại CSDL. tả thông tin về các lớp nham thạch dọc theo cột (3) Đặt tên và vị trí thư mục cho CSDL. địa tầng lỗ khoan, bao gồm các trường Tên lỗ (4) Bấm Create và thao tác tiếp theo khoan (Hole), Từ độ sâu (From), Đến độ sâu hướng dẫn. (To), Tên và mô tả nham thạch (Description), CSDL bao gồm các bản ghi và tệp (record Tọa độ X,Y,Z các lớp đá, Góc ma sát trong , & file) có quan hệ logic với nhau, cụ thể là các Lực dính kết C, Trọng lượng thể tích , Độ bền bảng như: (1) Bảng tọa độ miệng lỗ khoan nén , Chiều dầy lớp Mv, Độ dốc, Tên vỉa (Collar), (2) Bảng cột địa tầng lỗ khoan (Log), (3) Bảng Trắc địa lỗ khoan (Survey): Ghi (3) Bảng phân tích mẫu theo khoan (Samp), và nhận thông tin không gian hay độ cong trục lỗ (4) Bảng độ cong lỗ khoan (Survey). Tiếp theo khoan theo các trường như: Tên lỗ khoan, Độ là nhiều bảng khác theo nhu cầu. Dữ liệu được sâu (Depth), Phương vị trục lỗ khoan sắp xếp trong bảng theo cấu trúc hàng và cột (Azimuth), Góc dốc (Dip). (Row & Colum), còn gọi là Bản ghi và Trường (4) Bảng số liệu Mẫu cơ hoá lí theo lỗ (Record & Field). Hàng thể hiện số liệu tương khoan (Sample, log-mech): Thể hiện các chỉ ứng bắt đầu từ tên lỗ khoan (Hole Id), còn cột tiêu thí nghiệm mẫu như Độ tro than, Nhiệt thể một loại dữ liệu nào đó theo các lỗ khoan lượng, Lưu huỳnh, Chất bốc, Chiều dầy lớp, hay các vị trí khác nhau trong cùng một lỗ Ma sát, Độ bền, Lực dính kết cũng theo các khoan. Cấu trúc dữ liệu các bảng chính trình trường Tên lỗ khoan (Hole), Từ độ sâu (From), bầy trên hình 1, tuy nhiên do khuôn khổ có hạn Đến độ sâu (To) và Tọa độ X,Y,Z các lớp. của một bài báo, các bảng phải chồng xếp trong (5) Bảng Vtcong tính ra tọa độ các lớp đá 1 hình và được mô tả như sau: theo trục cong các lỗ khoan Hình 1. Các bảng trong CSDL địa chất quan hệ Đèo Nai trên phần mềm MsAccess 72
3. Cùng với các bảng trên có thể thiết kế nhiều Kết quả mô hình vách trụ vỉa được thể hiện bảng dữ liệu khác theo yêu cầu như bảng Ak40 hình họa trên bản đồ đồng đẳng độ cao trong - độ tro các mẫu than bé hơn 40%, bảng View thư mục Vach_tru. Tại đây cũng thể hiện theo lưu giữ các thông tin mặt cắt, bảng Verify kiểm từng vỉa than và khu vực. Ví dụ muốn hiển thị tra tính logic tọa độ lỗ khoan bản đồ đẳng trụ vỉa G1 ta chỉ cần kích đúp vào 3. Ngân hàng thông tin dữ liệu file Ngân hàng thông tin dữ liệu có cấu trúc cây \ \DEONAI\vach_tru\DEONAIPR\G1\G1TR thư mục, bắt đầu từ tên chính Deonai, phân chia U.WOR trong cửa sổ Windows Explorer. thành các thư mục theo tính chất thông tin như Số liệu quan trắc dịch động được lưu trữ và Địa chất, Địa hình, Kiến tạo, Mô hình, Vách-trụ xử lí tại thư mục Qtdd, phân chia theo bờ bắc và vỉa, Trữ lượng, Quan trắc dịch động, Ổn định bờ nam. Các file liên quan đến các tuyến quan bờ mỏ Các file dữ liệu có nhiều kiểu dạng trắc được đặt tên có chữ Ab, Bb, Cb, Eb tương (extension) khác nhau, tùy thuộc vào phần mềm ứng với bờ bắc và An, Bn, Cn, En tương ứng tạo nên nó. với bờ nam. Có thể truy cập thẳng vào số liệu Việc trình duyệt file và sửa đổi dữ liệu có thể dịch động của nhiều năm qua tại địa chỉ thực hiện trong cửa sổ Windows Explorer hoặc \ \DEONAI\Qtdd\bac\northdata.xls, siêu liên kết của Windows, hoặc từ các phần mềm \ \DEONAI\Qtdd\bac\north_bd.xls thuộc bờ ứng dụng thông qua đường dẫn. Thư mục Địa bắc hay hình lưu trữ bản đồ số và các file DEM địa hình \ \DEONAI\Qtdd\nam\SOUTH_bd.xls, của các năm (ví \ \DEONAI\Qtdd\nam\SO_b_g.xls thuộc bờ dụ \ \DEONAI\Diahinh\DH98THU\DHINH98\ nam. DH98A3.WOR). Thư mục Kiến tạo chứa thông tin về các đứt gẫy địa chất và mô hình mặt trượt. Bảng tính điện tử về ổn định bờ mỏ lưu giữ Mô hình vách trụ từ Vỉa G1 đến Vỉa Dầy (11 vỉa trong thư mục Ondinh, có địa chỉ truy cập là than) trình bầy trong thư mục Mohinhvt (hình 2). \ \DEONAI\Ondinh\DEONAI_N.XLS. Hình 2. Thư mục Mô hình các vỉa than (Mohinhvt)[1] 75
4. Hình 3. Lập tuyến mặt cắt trên địa hình bờ mỏ Đèo Nai với các lỗ khoan [4] Hình 4. Đưa thông tin cần thiết vào mặt cắt (địa hình, đứt gẫy, vỉa than, lỗ khoan )[4] 4. Các ứng dụng với cơ sở dữ liệu địa cơ mỏ hình, cấu trúc, nham thạch, đồng đẳng, thành Đèo Nai lập mặt cắt, tính toán trữ lượng và khối lượng, Ứng dụng với cơ sở dữ liệu là xử lý thông xử lí số liệu đo đạc trắc địa và quan trắc dịch tin tạo nên các sản phẩm cần thiết. Các sản chuyển, tính toán ổn định bờ mỏ Trong khuôn phẩm có thể ở dạng báo cáo (văn bản, biểu khổ bài báo, dưới đây là minh họa một số kết bảng) hay đồ họa (bản đồ, mặt cắt, hình ảnh, đồ quả xử lý dữ liệu về xây dựng mặt cắt và hiển thị ). Một số ứng dụng cơ bản là: Tính toán thị mô hình 3D địa hình với việc ứng dụng thống kê và phân tích địa chất, trắc địa, mô hình phần mềm Surpac và GeoLynx. hoá cấu trúc khoáng sàng, thành lập bản đồ địa 74
5. Mèc quan tr¾c 2b 3 3' VÐc t¬ dÞch chuyÓn 350m 4 5 350m 6 7 §Þa h×nh c¸c n¨m 8 11 Lç khoan 300m 12' K21 300m 12 14 15' K88 MÆt tr•ît 15 K213 250m 16 250m 17 VØa G1 18 K86 K119 VØa G2 200m 200m VØa G1 K180 1976 19 1985 N¨m 1998 Seam G1 1992 20 21 150m 1989 150m Anfa3 Líp ®¸ 2001 100m 100m §øt gÉy k/t A4 A3 VØa DÇy 0 50 A2 100m Hình 5. Hiển thị xây dựng mặt cắt và mặt trượt bờ mỏ (Tuyến Bb Đèo Nai) [2] Trên cơ sở xây dựng mô hình cấu trúc, các thông số, lỗ khoan như độ sâu trụ lớp đá, độ phần mềm cho phép lập các mặt cắt bất kỳ theo tro mẫu than, phân bố các vỉa than, địa hình và giới hạn và phương vị yêu cầu. Tất cả các động đứt gẫy kiến tạo (xem hình 3, 4). Sản phẩm tác chỉ là vạch 1 nét tuyến trên bản đồ và khai nhận được là mặt cắt tuyến sau một số biên tập báo các thông số cần hiển thị: Thực hiện lệnh tiếng Việt như trên hình 5. vẽ mặt cắt địa chất “COMPUTE > CROSS Địa hình 3D bờ mỏ Đèo Nai cùng các lỗ SECTION” và chọn tuyến bất kỳ, chọn phạm vi khoan thăm dò được thể hiện như trên hình 6. ảnh hưởng, mầu sắc, góc dốc và hiển thị trên đó Hình 6. Địa hình bờ mỏ Đèo Nai và các lỗ khoan thăm dò [2] 75
6. 5. Kết luận nhập với phương hướng phát triển khoa học Cơ sở dữ liệu địa cơ mỏ Đèo Nai có kĩ thuật chung của thế giới. nhiều thông tin phong phú, đặc biệt trong đó có cơ sở dữ liệu địa chất quan hệ trên phần TÀI LIỆU THAM KHẢO mềm MsAccess, các hình họa nhiều định dạng format tương thích với nhiều phần mềm [1]. Kiều Kim Trúc và nnk, 2000. Xây dựng cơ chuyên dụng phổ biến. CSDL có tiềm năng sở dữ liệu điều kiện địa chất mỏ phục vụ điều ứng dụng phong phú, đặc biêt từ đó có thể mô khiển ổn định bờ mỏ lộ thiên. Báo cáo đề tài Bộ hình hóa, xây dựng mặt cắt, tính toán trữ Công nghiệp. Viện KHCN Mỏ. Hà Nội. lượng, hiển thị không gian 3 chiều [2]. Pustovoitova T.K., Kiều Kim Trúc và nnk, Đây là một trong những ứng dụng ban 2003. Nghiên cứu biến dạng bờ mỏ và các biện đầu về thành lập cơ sở dữ liệu địa cơ mỏ phục pháp đảm bảo ổn định bờ mỏ lộ thiên ở các mỏ vụ sản xuất và quản lý, nghiên cứu. Nó có thể Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn, Hà Tu, Núi Béo và tiếp tục được hoàn thiện và cập nhật, đồng Na Dương. Viện KHCN Mỏ-Viện VNIMI. Hà thời xây dựng không những cho mỏ Đèo Nai Nội-St. Peterrsburg. mà còn các mỏ khác để đáp ứng tốt hơn yêu cầu thực tế, tăng năng suất lao động, độ chính [3]. RockWorks TM, 1999. Instruction Manual. xác, sự thuận tiện trong lưu giữ, cập nhật, sự RockWare Inc. Golden, Colorado. USA. thống nhất, đồng bộ ở các công đoạn và ấn [4].Smith M. L, 1999. Geologic and Mine loát đẹp, rõ ràng, phù hợp nhu cầu hiện đại Modelling using Techbase and Lynx. AA. hóa, công nghiệp hóa ngành Than và hòa Balkema. Rotterdam. Netherland. SUMMARY Creating Geotechnical database (Case study of Deonai coal pit mine) Kieu Kim Truc, Vietnam National Coal and Mineral Industries Group (Vinacomin) Most geological reports focuses on coal seam structure and coal reserve. The geotechnical data to be dealed with geotechnical problem such as slope stability, land subsidence, seam roof controlling, mine working support is not covered enough, as well as not systematically. The paper introduces the way of creating and results of geotechnical database of open pit Deonai, which includes geological and tectonic structure, rock movement monitoring data, geotechnical properties The database makes its possible for users to update and process geotechnical data for the problems in easy and effective manner. 75