Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоинформационная система активационного контроля качества минерального сырья

ВАК РФ 25.00.35, Геоинформатика

Содержание диссертации, доктора технических наук, Антонов, Владимир Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. Принцип построения и структура геоинформационной системы.

1.1. Состояние активационного контроля качества минерального сырья.

1.2. Принцип построения геоинформационной системы.

1.3. Структура геоинформационной системы.

2. Унификация параметров геоинформационной системы.

2.1. Параметры стационарного состояния.

2.2. Параметры технологического движения.

2.3. Параметры многократной активации.

2.4. Статистическая погрешность активационного контроля.

2.5. Комплексирование параметров.

3. Взаимосвязь унифицированных параметров геоинформационной системы.

3.1. Критерии оптимизации.

3.2. Минимизация статистической погрешности.

3.3. Стационарное состояние горно-геологического объекта.

3.4. Состояние движения горно-геологического объекта.

4. Методика обработки данных и определения оптимальных параметров геоинформационной системы.

4.1. Формирование базы данных.

4.2. Порядок определений.

4.3. Блок-схемы алгоритмов.

5. Практическая оптимизация и реализация геоинформационной системы.

5.1. Сопоставление теоретических выводов с практическими результатами.

5.2. Решение практических задач оптимизации параметров ГИС.

5.3. Средства аппаратурно-програм много обеспечения геоинформационной системы.

5.4. Результаты испытаний и внедрения на промышленных предприятиях.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоинформационная система активационного контроля качества минерального сырья"

В задачах современного системного развития и организации эксплуатационной разведки, добычи и переработки минерального сырья наиболее актуальными являются проблемы создания таких информационно-измерительных систем, которые позволяют оперативно получать достоверную информацию о качестве минерального сырья с целью своевременного использования ее для принятия управляющих решений в технологическом цикле. Поскольку качество сырья, выраженное содержанием в нем рудных и примесных компонентов, относится к объемным массам горных пород в естественном залегании или в отбитом состоянии технологической переработки, то информация о качестве, наряду со сведениями о содержании компонентов, включает в себя скоординированные в пространстве объемные, линейные, скоростные, горно-геологические и технологические данные, непосредственно влияющие на саму технологию и, в конечном итоге, на качество сырья и промпродуктов. Для получения информации о параметрах качества минерального сырья, находящегося в разных фазово-кинетических естественных и технологических состояниях (далее горно-геологического объекта -ГГО), перспективным является применение активационного контроля. Наибольшую представительность и чувствительность получения информации о содержании соответствующих компонентов в алюмосиликатном (кремний, алюминий), марганцево-магниевом (марганец, магний), флюоритовом (фтор), щелочноземельном (натрий, магний), медно-цинковом (медь, цинк), редкоме-тальном (золото, серебро), железорудном (кремний, ванадий) сырье обеспечивает нейтронный и гамма-активационный контроль.

Непосредственно активационный контроль состоит из последовательного воздействия на ГГО активирующего излучения и затем измерения интенсивности ответного, т.е. вторичного излучения образовавшихся нуклидов, по которому судят о качестве ГГО. Активационный контроль проводится в широком диапазоне условий естественного и технологического состояния сырья: геологическое обнажение; борт карьера; стенка горной выработки; пласты горных пород, пересеченных скважиной; локальные пробы горных пород и руд в циклах геологического бороздового, кернового, а также товарного опробования; насыпная масса в транспортных емкостях, на конвейере или в бункере; жидкая пульпа в трубопроводах и баках. В каждом из приведенных состояний ГГО активационный контроль проводится по специальной методике, включающей набор способов, приемов и режимов активационного цикла.

Основная проблема, возникающая при постановке активационного контроля качества ГГО, состоит в определении и организации таких горногеологических, технологических, активационных параметров и режимов, которые обеспечивают получение на рабочем месте технолога графическое компьютерное представление выходных данных контроля с достаточной для практики экспрессностью и допустимой погрешностью. При этом возникает необходимость оценки информативности контроля ГГО в связи с изменением содержания в нем рудных и нерудных компонентов, геологических, горных и технологических условий. Требуется оценить не только содержание компонентов в ГГО, но и определить направленные в геопространстве его линейные или объемные размеры, вовлеченные в активационный контроль, с учетом их привязки к естественному залеганию или технологическим точкам контроля. Требуется также оценивать скорости технологического движения, скоординированные в пространстве и времени сетевые интервалы контроля, его экспрессность, производительность и погрешность. В процессе горных работ эти данные непрерывно изменяются. Поэтому необходимы регистрация, накопление и обработка результатов активационных измерений совместно с изменяющимися в пространстве и во времени параметрами ГГО и технологии его переработки до выхода информации в виде планов, разрезов, технологических графиков, таблиц, показывающих динамику изменения качества ГГО, его пространственных, линейных, объемных и скоростных параметров, и пригодных для принятия управляющих технологических воздействий с целью поддержания качества ГГО на оптимальном уровне.

Обозначенная проблема решалась разными авторами путем оптимизации режимов активационного контроля. Начиная с пятидесятых-шестидесятых годов прошлого столетия подобные исследования проводились в специфических и, казалось, не связанных между собой нескольких направлениях, соответствующих разным состояниям ГГО. В результате получены в отдельных случаях частные оптимизационные закономерности стационарного активационного контроля точек ГГО и его проб Г.С. Возженико-вым, A.C. Штанем, непрерывного активационного каротажа скважин - Ю.П. Булашевичем, И.И. Бредневым, активационного технологического контроля ГГО на конвейере и трубопроводах - И.Н. Ивановым, Е.Р. Карташовым. Данные исследования, по сути являющиеся пионерными, привели к формированию основополагающих принципов и школы оптимизации активационного контроля. При высокой значимости таких исследований необходимо отметить вполне естественную в то время их особенность, состоящую в фрагментарности подходов и идеализации состояний ГГО, а также условий активационного контроля, допускающих, в частности, наличие лишь одно-компонентного ГГО и соответственно упрощенной интегральной регистрации излучения. Отмеченные особенности исследований и то обстоятельство, что их результаты не всегда представлены линейными картографическими горно-геологическими параметрами ГГО и графиками параметров технологических точек контроля, объясняется отсутствием в то время широко доступных вычислительных и компьютерных средств и, как следствие, соответствующего системного отображения. Необходимость применения таких средств и технологий очевидна, т.к. решение поставленной выше проблемы, связанное с отображением большого множества данных, осложняется с учетом разнообразия видов и состава многокомпонентного сырья, широкого набора форм его естественного и технологического состояния, способов активации и регистрации излучения.

В связи с разнообразием, разнородностью и многопараметровостью пространственных и атрибутивных горно-геологических, технологических, и активационных данных их взаимосвязи настолько сложны из-за многофакторных влияний, что выявление каких-либо корреляционных или иных системных закономерностей, связывающих эти данные в режиме реального пространства и времени приводит к непреодолимым затруднениям. В процессе дальнейших исследований оказалось, что могут быть взаимосвязаны и даже выражены в функциональном аналитическом виде некоторые безразмерные комплексные параметры, определенным образом объединяющие разнородные данные реального пространства и времени. Поэтому проблема оптимизации активационного контроля качества многокомпонентного минерального сырья, как показано в данной работе, наиболее полно решается на основе интегрально-системного подхода к способам получения, сбору, регистрации, хранению и обработке поступающей от средств активационных измерений и директивно заданной пространственной информации путем разработки и создания соответствующей геоинформационной системы. Активационные отсчеты, поступающие на вход геоинформационной системы в процессе обработки, используются не для определения содержаний компонентов в ГГО, что является отдельной задачей примененного средства контроля, а для определения таких горно-геологических,. технологических и активационных параметров и режимов, привязанных к местонахождению ГГО, которые обеспечивают поступление информации о его качестве с заданными или определяемыми экспрессностью и погрешностью. Геоинформационные принципы, изложенные в работах Хохрякова B.C., Кузнецова О.Л., Аленичева В.М. и др. выражаются в данном случае интегральным преобразованием координированных на местности или в технологии разнообразных пространственно-временных, атрибутивных данных ГГО и результатов активационных измерений в систему весьма ограниченного множества унифицированных формализованных параметров, связь между которыми устанавливается аналитическим и компьютерным моделированием. В соответствии с классификационными признаками данная геоинформационная система, как совокупность технических, программных и информационных средств, обеспечивающих получение, сбор, хранение, обработку, математическое моделирование и образное интегрированное представление географических и соотнесенных с ними атрибутивных данных для решения проблем планирования и управления горным производством, соответствует по назначению системе исследовательской и принятия решений, по территориальному охвату является локальной, а по виду пространственно распределенной информации относится к семантической и метрической.

Данные исследования относятся к области науки и техники, отражающей и изучающей геоинформационные аналитические системы (ГИС) тематического содержания, их взаимодействие и развитие, математическое информационное обеспечение посредством компьютерного моделирования на основе информационно-измерительных систем, баз данных и баз знаний, что соответствует паспорту специальности 25.00.35 «Геоинформатика».

Исследования выполнялись в соответствии с планом научно-исследовательских работ Института горного дела УрО РАН. В более ранний период работа выполнялась по утвержденной бывшими Государственным комитетом СССР по науке и технике, Госпланом СССР, Академией наук ССР целевой комплексной научно-технической программой на 1981-1990 гг. «Развитие техники и технологии добычи и обогащения полезных ископаемых». (Приказы бывшего Минцветмета СССР №399 от 24 августа 1983 г. и №182 от 27 июня 1987 г. «О разработке и внедрении на предприятиях цветной металлургии систем управления качества руды с использованием ядерно-физических методов»).

Объектом исследования является горно-геологический объект в виде геологического обнажения, борта карьера, рудного пласта, насыпной дробленой массы минерального сырья в навале, на конвейере, в бункерах и транспортных емкостях, а также пульпы и жидкости в трубопроводах.

Предметом исследования являются взаимосвязанные горногеологические, технологические и активационные параметры исследуемого объекта, объединенные в специализированную геоинформационную систему.

Целью исследований является выявление взаимосвязей и установление закономерностей изменения параметров геоинформационной системы акти-вационного контроля качества ГГО, обусловленных изменением в пространстве и во времени его состояния, технологических и активационных факторов, и, в конечном итоге, их оптимизация для принятия управляющих решений в технологическом процессе добычи и переработки минерального сырья.

Идея исследований состоит в объединении разнородных горных, технологических и физических данных активационного контроля минерального сырья в геоинформационную систему ограниченного множества унифицированных параметров и использовании для аналитического и компьютерного моделирования их состава, вида и взаимосвязей известных геоданных ГГО и соотношения, выражающего статистическую погрешность активационного измерения.

Задачи исследований.

1. Исследовать способы и формы интегрального преобразования разнообразных пространственных и временных горно-геологических, технологических и активационных данных в ограниченное множество унифицированных параметров ГИС, отражающих одинаковым образом разные фазово-кинетические и технологические состояния ГГО.

2. Создать аналитическую модель информационной структуры ГИС путем физико-математических исследований функциональных взаимосвязей унифицированных параметров, их оптимизации по практически значащим критериям минимизации погрешности и экспрессности активационного контроля, формировании базовых оптимизационных уравнений и соотношений.

3. Разработать на основе аналитической модели ГИС методику обработки директивно заданных и активационно-измерительных данных, включающую порядок и последовательность: формирования базы данных; комбинирования данных входа и выхода ГИС; выборки и использования уравнений и соотношений аналитической модели по блоковым алгоритмам; учета дополнительных нуклидных индикаторов и дестабилизирующих факторов; выхода пространственной и атрибутивной информации.

4. Разработать структуру аппаратно-программного обеспечения ГИС на базе активационных анализаторов промышленного типа и практически решить ряд задач активационного контроля качества ГГО для некоторых промышленных предприятий.

Методы исследований. В работе применен комплекс методов исследований, включающий: научный анализ результатов информационного поиска и обобщения опыта, физическое и математическое моделирование; методы математической статистики и теории вероятности; методы функциональной оптимизации и дифференциального исчисления, метод системного анализа и компьютерной обработки данных, опытно-промышленные испытания и внедрение разработанной геоинформационной системы активационного контроля качества ГГО на предприятиях.

Личный вклад автора в получении результатов состоит:

- в выборе и постановке в целом проблемы создания геоинформационной системы активационного контроля качества ГГО;

- в формулировке и постановке задач исследований, в выборе путей их решения и анализе данных;

- в разработке способов и форм интегрированного представления данных в виде унифицированных параметров ГИС активационного контроля качества ГГО;

- в разработке, оптимизации и исследовании аналитической модели ГИС;

- в разработке методики обработки данных ГИС;

- в разработке структуры и средств аппаратно-программного комплекса ГИС;

- в решении ряда практических задач активационного контроля качества ГГО, представленных в диссертации;

- в организации, проведении и анализе результатов применения ГИС активационного контроля качества ГГО на некоторых промышленных предприятиях.

В диссертации защищаются следующие научные положения.

1. Интенсивность наведенного излучения минерального сырья или промпродукта, находящихся в разных фазовых состояниях и формах непрерывного технологического движения, является одним из унифицированных параметров геоинформационной системы активационного контроля их качества в обобщенном аналитическом виде удвоенного произведения насыщенной интенсивности излучения, показательной функции параметра паузы и гиперболического синуса параметра активации.

2. В процессе активационного контроля качества многокомпонентного минерального сырья, находящегося в разных естественных и техногенных фазово-кинетических состояниях и соотношениях с технологическим оборудованием и средствами контроля, в т.ч. по координатам положения, размерам, скорости движения, видам и уровню излучения, составу нуклидов и режиму измерений., оптимальные по критериям минимизации статистической погрешности и экспрессности контроля горногеологические, технологические и активационные параметры в интегральном преобразованном унифицированном виде взаимосвязаны и изменяются в пределах разработанной аналитической модели геоинформационной системы, позволяющей с учетом входных координатных данных в конкретных технологических условиях и состояниях минерального сырья выбрать оптимальные параметры контроля.

3. Оптимальные пространственно-координированные и атрибутивные данные геоинформационной системы активационного контроля качества минерального сырья и промпродуктов, обеспечивающие оценку их качества с заданными статистической погрешностью и экспрессностью, определяются в компьютерных процессах сбора, регистрации и обработки системных параметров по специальной методике, основанной на адекватной аналитической модели и содержащей:

- формирование базы исходных и системных данных;

- приведение их к унифицированному виду;

- выбор критерия оптимизации и варианта обработки данных по комбинации их входа и выхода;

- задание стартовых значений параметров;

- расчеты и определения в последовательности, заданной блоковыми алгоритмами;

- графическое и атрибутивное представление выходных данных.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена:

- теоретическими расчетами и логико-аналитическим анализом выявленных закономерностей взаимосвязей параметров геоинформационной системы;

- совпадением полученных выводов обобщенных теоретических расчетов с известными результатами частных расчетов и практических актива-ционных экспериментов;

- опытно-промышленной и производственной проверкой параметров геоинформационной системы активационного контроля качества минерального сырья;

- решением задач активационного контроля качества минерального сырья и управления технологией его добычи и переработки в результате внедрения и долгосрочного использования геоинформационной системы на промышленных предприятиях.

Научная новизна работы состоит в следующем.

1. Разработана геоинформационная система активационного контроля качества минерального сырья.

2. Получено простое аналитическое выражение унифицированного параметра геоинформационной системы - интенсивности наведенного излучения минерального сырья или промпродукта, находящихся в разных фазово-кинетических состояниях и формах непрерывного технологического движения.

3. Разработана аналитическая функциональная математическая модель геоинформационной системы, в рамках которой в обобщенном виде развита теория оптимизации унифицированных и преобразованных в реальное пространство и время горно-геологических, технологических и актива-ционных параметров многокомпонентного минерального сырья, находящегося в разных естественных и техногенных фазово-кинетических состояниях и соотношениях с технологическим оборудованием и средствами контроля.

4. Разработана специализированная методика определения оптимальных параметров геоинформационной системы, в которой на основе адекватной аналитической модели в определенном порядке и последовательности регистрируются, накапливаются, преобразовываются, обрабатываются и графически отображаются директивно заданные данные и результаты акти-вационных измерений.

5. Для обеспечения функционирования геоинформационной системы разработана специальная аппаратура, в т.ч., нейтронные активационные анализаторы технологического контроля стационарного типа и переносный с управляемым активирующим источником.

Новизна предложенных теоретических и практических решений подтверждена авторским свидетельством и патентом на изобретение.

Научная значимость результатов работы состоит в установлении выявленных основных фундаментальных закономерностей получения, формирования, обработки и распространения информации качественно нового уровня, отражающих состояние и направление оптимальных активацион-ных и горно-технологических процессов, осуществление которых повышает эффективность производства. Полученные закономерности обосновывают создание геоинформационной системы активационного контроля качества минерального сырья и, вследствие своей обобщенности,могут использоваться в системах информационного обеспечения производственных процессов в других отраслях промышленности.

Практическое значение работы состоит в следующем:

- создана структура, математическое и методическое обеспечение геоинформационной системы активационного контроля качества сырья;

- показаны широкие возможности практического применения геоинформационной системы на примерах конкретных ГИС-решений оптимизационных задач активационного контроля качества ГТО разных видов и состояний;

- разработано аппаратурное обеспечение геоинформационной системы;

- получена высокая эффективность применения геоинформационной системы на некоторых промышленных предприятиях (ОАО СУБР, ОАО «СУАЛ» - УАЗ) в результате ее испытаний и внедрения.

Апробация работы. Материалы по теме диссертации представлялись и докладывались на:

- пятой зональной конференции по применению радионуклидов и ионизирующих излучений в научных исследованиях и народном хозяйстве Урала (Свердловск, 1979 г.);

- научно-технической конференции по применению радионуклидов и ионизирующих излучений в научных исследованиях и народном хозяйстве (Свердловск, 1983 г.);

- третьей научно-практической конференции по автоматизированным системам управления на предприятиях цветной металлургии (Свердловск, 1983 г.);

- научно-технической конференции по проблемам автоматизации медной подотрасли (Свердловск, 1988 г.);

- Международных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, 2002-2003 г.);

- Симпозиуме «Геофизика XXI века» (Екатеринбург, 2002 г.);

- Международной научно-технической конференции «Проблемы открытой разработки месторождений полезных ископаемых» (Екатеринбург, 2002 г.);

- Международной конференции «Геоинформационные системы в геологии» (Москва, 2002 г.);

- Международной научно-практической конференции «Проблемы открытой разработки недр и обогащения полезных ископаемых» (Житикара, 2003).

Результаты отдельных этапов научных исследований и их практического применения составляли лекционный материал, читаемый автором в институте повышения квалификации (ВИПК) для специалистов аналитических служб предприятий цветной металлургии (Свердловск, 1980-1989 гг.). Цикл исследований автора по данной проблеме составил основу монографии «Оптимизация активационных измерений» (Екатеринбург, 1996 г.), рекомендованной к печати Ученым советом Института горного дела УрО РАН и предназначенной для инженеров и научных работников, а также студентов физико-технических и горных факультетов, специализирующихся в области контроля технологических параметров.

Результаты исследований по теме диссертации изложены также в 41 печатных работах и в 4 отчетах научно-исследовательских работ, выполненных по заказу производственных горных и металлургических предприятий Урала.

Объем и структура работы. Диссертация, кроме введения, заключения и приложения, состоит из пяти глав. В первой главе дан анализ современного состояния активационного контроля качества минерального сырья. Приводится принцип построения, а также структура геоинформационной системы активационного контроля качества минерального сырья. Во второй главе приводится порядок интегрирования разнообразных горно-геологических, технологических и активационных данных в унифицированные параметры геоинформационной системы активационного контроля качества ГГО. В третьей главе рассматриваются критерии и процедура оптимизации параметров геоинформационной системы. Устанавливается и исследуется аналитическая модель информационной структуры. Приведены результаты оптимизации в виде функциональных уравнений и соотношений, которые рассмотрены в обобщенном виде и в частных случаях состояния ГГО. Выявлены соответствующие закономерности и границы изменения оптимальных параметров системы. Четвертая глава посвящена описанию методики обработки системных данных и определения оптимальных значений унифицированных и реальных параметров активационного контроля качества минерального сырья на основе алгоритмов компьютерного моделирования аналитической информационной структуры. В шестой главе приводятся результаты практической реализации геоинформационной системы при решении ряда производственных задач на отдельных предприятиях с использованием аппаратурных средств активационного контроля и системных средств обработки информации.

В заключении приводится краткое изложение результатов и выводов диссертационной работы.

Глубокую и искреннюю признательность автор выражает консультанту -доктору геолого-минералогических наук A.M. Мухаметшину, оказавшему профессиональную и всестороннюю поддержку в исследованиях соискателя. Автор выражает благодарность и признательность доктору технических наук A.B. Гальянову, также постоянно оказывавшему поддержку и содействие в организации и проведении исследований.

Автор признателен ученым и специалистам, принимавшим участие в обсуждении работы и давшим ценные советы: Уткину В.И., Давыдову Ю.Б., Яковлеву B.JL, Але^ничеву В.М., Корнилкову C.B., Суханову В.И. и др.

Большая помощь в испытаниях, практическом использовании оказана специалистами производственных предприятий: Черепановым Ю.П., Чухаревым А.И., Тулуповым И.В., Андреевым В.В., Сальциным Ю.Ф., Макаровым Н.М. Всем им автор выражает свою благодарность.

Заключение Диссертация по теме "Геоинформатика", Антонов, Владимир Александрович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основании выполненных автором исследований разработаны теоретические положения, совокупность которых можно квалифицировать как решение крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение. Основным итогом является создание методологии построения, функционирования и использования специализированной метрической геоинформационной системы активационного контроля качества многокомпонентного минерального сырья. Данная система, как теоретически и на практике показано автором, на основе входящих и обработанных ею горно-геологических, технологических и активационных параметров позволяет получать с необходимой и достаточной для практики экспрессностью и погрешностью информацию о качестве координатно обозначенного в естественном залегании или технологическом движении сырья с целью своевременного использования ее для принятия управляющих решений в технологическом цикле, что в конечном итоге повышает эффективность добычи и переработки минерального сырья.

Данная геоинформационная система допускает многокомбинаторные по входу и выходу варианты функционирования, что дает возможность использовать ее для решения различных задач активационного контроля. Такая универсальность обоснована тем, что геоинформационная система может обрабатывать данные контролируемых горно-геологических объектов, находящихся в разных естественных и техногенных фазово-кинетических состояниях и соотношениях с технологическим оборудованием, а аналитическая информационная структура системы с этой же целью пригодна для неограниченного количества активируемых в минеральном сырье нуклидов, разных видов применяемых излучений, способов их возбуждения и регистрации. Традиционно сложившуюся информативность активационного контроля качества минерального сырья в виде содержаний в нем химических компонентов разработанная геоинформационная система расширяет выходом таких данных, как линейные или объемные размеры горно-геологического объекта, на которые распространяются оценки качества; пространственные и временные интервалы контроля; линейные и объемные размеры активационных измерительных устройств и соотнесенного с ними горно-геологического объекта, а также технологического оборудования; скорость технологического движения; погрешность и экспрессность активационного контроля; его производительность за выбранный интервал времени. Возможная визуализация данных в виде планов, разрезов, графиков и таблиц дает объемное перспективное представление о распределении качественных показателей минерального сырья в пространстве и времени.

В процессе исследований получены обладающие новизной оригинальные результаты, имеющие теоретическое и прикладное значение. Основные результаты и выводы исследований состоят в следующем:

1. Повышение эффективности принятия управляющих решений в технологических процессах добычи и переработки минерального сырья становится возможным в результате синтезирования, комплексной обработки и графического отображения его горно-геологических, технологических и активационно-измерительных данных в составе геоинформационной системы.

2. Разработаны структура геоинформационной системы активационного контроля качества минерального сырья, а также содержащиеся в ней способы и приемы интегрального преобразования разнородных координированных на местности или в технологии пространственно-временных атрибутивных горно-геологических, активационных и технологических данных в ограниченное множество унифицированных параметров системы. Впервые получено унифицированное аналитическое выражение интенсивности наведенного излучения минерального сырья, находящегося в разных фазовых состояниях и формах непрерывного технологического движения.

3. Создана аналитическая модель геоинформационной системы активационного контроля качества минерального сырья, содержащая функциональные взаимосвязи и соотношения оптимизированных по практически значимым критериям как унифицированных, так и обратно преобразованных в реальном пространстве и времени параметров системы. Установлены ограничения и диапазоны изменения оптимальных унифицированных параметров, с учетом изменений горно-геологических, технологических и активационно-измерительных данных.

4. Разработана методика использования созданной аналитической модели геоинформационной системы для решения конкретных задач с учетом возможного комбинирования входных и выходных данных, порядка и последовательности выбора оптимизационных уравнений и соотношений аналитической модели и расчетов в определенной последовательности или по специально созданным блоковым алгоритмам оптимальных значений параметров системы.

5. Создана структура аппаратно-программного обеспечения специально разработанных для целей технологического контроля активационных анализаторов типа «Нуклон», современного компьютерного сервера на основе ШМ PC, пакетов известных прикладных программ MatLab и AutoCAD.

6. Впервые решены по методу ГИС-системы ряд оптимизационных задач активационного контроля качества разных видов минерального сырья, на которых показаны широкие практические возможности ее использования. Результаты практического применения геоинформационной системы активационного контроля качества в течение И лет на ОАО СУБРе, в течение 20 лет по настоящее время на ОАО «СУАЛ» - УАЗе и некоторых других предприятиях убедительно доказывают ее высокую эффективность в улучшении показателей добычи и переработки минерального сырья.

7. Аналитическая модель геоинформационной системы в виде обобщенных оптимизационных уравнений и соотношений, а также методика определения ее оптимальных параметров могут быть использованы в информационных системах активационного контроля качества различных материалов на химических, угольных, металлоперерабатывающих предприятиях или в отдельных активационных лабораториях.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Антонов, Владимир Александрович, Екатеринбург

1. Нейтронное активационное определение алюминия и кремния в порошковых пробах бокситов и других алюмосиликатных пород с помощью анализатора «Нейтрон-2» / М.: ОНТИ ВНИИЯГГ, 1970.

2. Антонов В.А. Применение анализатора «Нуклон-1» для опробования продуктов глиноземного производства // Цветная металлургия. 1983. -№17.-С. 29-33.

3. Пишванов В.Л., Антонов В.А. Опробование боксито-щелочных смесей //Применение радионуклидов и ионизирующих излучений в научн. исследованиях и народном хозяйстве: Тез. докл. науч. техн. конф. -Свердловск: НТО. - 1983. - С. 58-60.

4. Возжеников Г.С. Активационный анализ в рудной геофизике. М.: Недра, 1965.-70 с.

5. Возжеников Г.С., Давыдов Ю.Б., Мягков В.Ф. Нейтронно-активационное опробование медноколчеданных руд / Геол., поиск, и развед. рудн. и нерудн. местор. полезн. ископ. Урала. Свердловск: изд. СГИ, 1986. - Вып. 6, - С. 92-97.

6. Экспрессный анализ бокситов в пробах большого объема / Кошелев И.П., Шишакин О.В., Суярова О.В., Халдеев О.Д. // Изотопы в СССР. -1975.-№42,-С. 50-56.

7. Бахтерев В.В. Количественный гамма-спектрометрический активационный каротаж на медь на колчеданных месторождениях Урала и Башкирии: Автореф. дис. конд. геол.-мин. наук / УНЦ АН СССР. -Свердловск, 1971.

8. Давыдов Ю.Б., Кучурин ЕС. Методические рекомендации понейтронному активационному каротажу медных руд. Свердловск:горный институт, 1988. С. 144.

9. Микшевич В.Н., Трубов З.А., Егорченков Н.Е. О возможности активационного анализа на шлакообразующие элементы и ванадий в рудах и концентрате Качканарского горно-обогатительного комбината // Изв. вузов. Горный журнал. 1968. - №1 - С. 3-9.

10. Нейтронный активационный анализ качканарских руд и концентратов на ванадий / Возжеников С.Г., Возжеников Г.С., Лебедев В.В., Самойлов П.И. // Изв. вузов. Горный журнал. 1982. - №3, - С. 3-6.

11. Аббосов О., Кодири С., Старчик Л.П. Гамма- и нейтронно-активационный анализ с применением линейного ускорителя электронов на 4,2 МэВ // Ядерно-физические методы анализа вещества. М.: Атомиздат, 1971. - С. 244-250.

12. Микшевич В.Н., Антонов В.А., Моисеев В.Е. Определение содержания золота, иридия и платины в пироксенитах методом нейтронно-активационного анализа // Активационный анализ. Ташкент: ФАН, 1971.

13. Камышев B.C. Ядерно-геофизические методы при поисках, разведке и разработке фторосодержащего сырья. М.: Недра, 1985.

14. Карташев Е.Р., Чулкин В.Л., Штань A.C. Автоматический активационный анализ растворов в потоке // Ядерно-физические методы анализа вещества. М.: Атомиздат, 1971, С. 150-156.

15. Анчевский Э.В. и др. Нейтронный активационный метод определения алюминия в нефелиновых концентратах и хвостах апатитовой флотации / Труды ВНИИ горнохим. сырья. 1977. - №40, - С. 6-10.

16. Нейтронно-активационный анализ и его применение в народном хозяйстве / Тбилиси: Мецние реба, 1980. 107 с.

17. Чанышев А.И., Чанышева Т.И., Лобанов Е М. Нейтронно-активационная установка и методика определения содержания фтора в образцах флюоритовых руд и концентратов // Ядерно-физические методы анализа вещества. М.: Атомиздат, 1971, С. 159-165.

18. Isenhaur T.L., Morrison G.H. A computer program to optimize times of irradiation and decay in activation analysis // Analytical Chemistry. 1964. -vol. 36, №6. - P. 1082.

19. Isenhaur T.L., Evans C.A., Morrison G.H. Computer programs to optimize times of irradiation and decay in multielement activation analysis // Proc. Intern. Conf. on Modern Trends in Activation Analysis, USA, Texas. se: sn, 1965, P. 123.

20. Иванов И.Н., Филиппов В В., Штань АС. Оптимизация временных параметров и обработка результатов активационного анализа с применением ЭВМ // Ядерно-физические методы анализа вещества. -М.: Атомиздат, 1971. С. 351-356.

21. Николаенко O.K., Штань А.С. К вопросу о чувствительности определения кислорода методом активации быстрыми нейтронами // Заводская лаборатория. 1967. - №9. - С. 1102-1105.

22. Егизаров Б.Г., Зюбко В.А., Новиков А.И. Выбор оптимальной аналитической методики при инструментальном активационном анализе // Атомная энергия. 1968. - Т. 24, №5, -С. 435.

23. Егизаров Б.Г., Крытко Л.А., Селяков Ю.П. Измерительная техника в инструментальном нейтронно-активационном анализе. М.: Атомиздат, 1972.

24. Егизаров Б.Г., Зюбко В.А., Селютин Р.П. Выбор аналитической методики в инструментальном активационном анализе с учетом чувствительности и статистической точности измерений // Атомная энергия. 1969. - Т. 27, №5. - С. 460.

25. Росляков Н.П. Оптимизация инструментального нейтронно-активационного анализа биологических объектов: Дис. канд. физ.-мат. наук/МИФИ. М., 1973.

26. Гордадзе Г.П. Оптимизация активационного анализа. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 114с.

27. Черепанов H.A. Оптимизация временных параметров в активационном анализе. Дис. канд. геол.-мин. наук / СГИ. Свердловск, 1989.

28. Черменинов В.Б., Веселкова Н.М., Феденев В.Т. Комплекс ядерно-геофизических методов для поисков кварц-флюоритовых жил // Ядерно-геофизические исследования. Свердловск: УрО АН СССР. 1991. С. 1321.

29. Исследование и оптимизация режима многократного облучения в активационном анализе / Гамбарян Р.Н., Иванов И.Н., Филиппов В В., Штань A.C. // Радиационная техника. М.: Атомиздат. 1970. - Вып. 4. -С. 151-161.

30. Возжеников Г.С. К оптимизации активационных измерений // Атомная энергия. 1971, Т. 31, вып. 5. - С. 526-527.

31. Возжеников Г.С. Временная селекция в активационнном анализе // Атомная энергия. 1973, Т. 34, вып. 2.

32. Возжеников Г.С., Загорюев A.JI. Определение содержания натрия в грубодробленых пробах горных пород. Свердловск, 1984. - 4 с. (Информ. листок / ЦНТИ. - №243-84).

33. Булашевич Ю.П., Шулятьев С.А. Оптимальные условия непрерывного активационного каротажа // Изв. АН СССР. Серия Геоифизика. 1960. -№2.-С. 253-262.

34. Булашевич Ю.П., Сенько-Булатный И.Н. Экспериментальная проверка условий оптимального непрерывного активационного каротажа // Изв. АН СССР. Серия Геофизика. 1961. - №4. - С. 541-543.

35. Булашевич Ю.П., Бреднев И.И. Об оптимальных скоростях активационного каротажа // Изв. АН СССР. Серия Физ. Земли. 1972. -№5. - С. 95-96.

36. Бреднев И.И. Определение зольности углей в скважинах активационным методом // Тезисы докладов к конференции по итогам научно-исследовательских работ, выполненных в 1968 г. Свердловск: Изд-во Свердловского горного института, 1969.

37. Каненкова В.М., Савинец И.А. Применение непрерывного активационного каротажа скважин при разведке флюоритовых месторождений Узбекистана: Информ. сообщ. / ВИЭМС. М., 1969. -(Сер. Региональная разведочная и промысловая геофизика, №39).

38. Применение активационного спектрометрического гамма-каротажа по азоту-16 при разведке месторождений флюоритового сырья / Кошелев И.П., Краснопёрое В.А., Шишакин О.В. и др. // Вопросы рудной геофизики в Казахстане. Алма-Ата: Казахстан. 1968.

39. Инструкция по нейтронному активационному каротажу / Бурменский А.П., Головков Г.П., Кошелев И.П. и др. // Алма-Ата: Казфилиал ВИРГ. 1980.-С. 28-29.

40. Музюкин Л.В. Некоторые результаты непрерывного активационного каротажа с генератором нейтронов на месторождениях меди / Свердловск: УНЦ АН СССР. 1980. С. 24-29.

41. Давыдов Ю.Б. Непрерывно-дискретная методика нейтронноактивационного каротажа при поисках и разведке медноколчеданныхруд // Ядерно-геофизические исследования. Свердловск: УрО АН СССР. 1991.-С. 26-29.

42. Некоторые закономерности нейтронного активационного анализа состава вещества на транспортере / Иванов И.Н., Маркун Н.Ю., Казаченков Ю.Н. и др. // Радиационная техника. М.: Атомиздат. 1970. -Вып. 5.-С. 103-110.

43. Карташев Е.Р., Штань A.C. Нейтронные методы непрерывного анализа состава вещества. М.: Атомиздат, 1978. - 159 с.

44. Григорьев JI.H., Чулкин В.А. Активационный анализ в потоке с использованием источников калифорний-252. // Радиационная техника.- М.: Атомиздат. 1977. - Вып. 15. - С. 99-102.

45. Прокопчик В.И. Оптимальные условия проведения активационного анализа для непрерывного определения флюорита в потоке пульпы // Атомная энергия. 1970. - Т. 29, Вып. 1.-е. 50-51.

46. Карташев Е.Р., Чулкин B.JI., Штань A.C. Активационный анализ растворов в потоке // Аппаратура активационного анализа: Труды конф. СЭВ, Будапешт, 1968. М.: изд-во СЭВ, 1969. - С. 97-107.

47. Иванов И.Н., Филиппов В.В., Штань A.C. Расчет оптимальных временных режимов в активационном анализе // Радиационная техника.- М.: Атомиздат. 1969, Вып. 3. - С. 94.

48. Возжеников Г.С., Черепанов H.A. Оптимизация временных параметров активационного цикла / Ред. ж. изв. в. Геология и разведка. М., 1988. -48 с. - Деп. в ВИЭМС 13.10.88, №649.

49. Возжеников Г.С., Черепанов H.A. Оптимизация дискретных активационных измерений // IV Всесоюзное совещание по ядерной геофизике при поисках и разведке твердых полезных ископаемых. Тез. докл. научно-техн. конф. Якутск, 1986. - С. 38-40.

50. Черепанов H.A. Выбор времени измерений при активационном анализе // Изв. вузов. Геология и разведка. М., 1988. - Деп. ВИЭМС 1.06.88. №589 - МГ. - 7 с.

51. Черепанов H.A., Туманов С.Э. К оптимизации активационных измерений // Внедр. результат, науч. исслед. на горных и геологоразвед. предприятиях Урала. Тез. докл. научно-техн. конф. СГИ. Свердловск, 1988.-С. 82.

52. Возжеников Г.С., Черепанов H.A. Оптимизация дискретных активационных измерений // Ядерная геофизика и геология. Тез. докл. научно-техн. конф. ЛГУ. Л., 1988. - С. 10.

53. Кучурин Е.С. Новые технологии ядерногеофизического и радиоактивного каротажа для поисков и разведки месторождений твердых полезных ископаемых. Дисс. докт. техн. наук в форме науч. доклада / Институт геофизики УрО РАН. Екатеринбург, 1994.

54. Кучурин Е.С., Зараменских Н.М., Гулимов A.B. Некоторые вопросы оптимизации непрерывного нейтронного активационного каротажа. -М.: Деп. ВИНИТИ, 1988. №1788-В88. - 20 с.

55. Нейтронный активационный анализ в геологии и геофизике / Бланков Е.Б., Бланкова Т.Н., Русяев В.Г. и др. М.: Наука, 1972. - 328 с.

56. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. м.: Наука, 1981.-603 с.

57. Антонов В.А. Система оптимизации активационных измерений движущихся веществ // Атомная энергия. 1993. - Т. 75, вып. 2. - С. 121-132.

58. Антонов В.А. Оптимизация размера зонда и скорости его движения в активационном каротаже М.: Деп. ВИНИТИ, 1996. - №495-В96. - 10 с.

59. Антонов В.А. Определение временных интервалов в многократных активационных измерениях // Геофизическая аппаратура. 1990. - Вып. 93.-С. 74-81.

60. Антонов В.А. Система оптимизации активационных измерений // Атомная энергия. 1992. - Т. 73, Вып. 6. - С. 482-492.

61. Антонов В.А., Пишванов В.Л., Ягодин А.П. Средства ядерно-физического опробования руд и продуктов их переработки // Проблемы автоматизации медной подотрасли: Тез. докл. науч.-техн. конф. -Свердловск. НТО. 1988. - С. 20.

62. Антонов В.А. Номограммы для активационного анализа. Свердловск, 1985. - 4 с. (Информ. листок / ЦНТИ. - №283-85).

63. Антонов В.А. Оптимизация временных интервалов в активационных измерениях // Атомная энергия. 1988. - Т. 65, Вып. 6, - С. 410-417.

64. А. с. 1602180 СССР, МКИ3 в 01 23/221. Способ активационного анализа состава вещества / Антонов В.А. (СССР). №4441477 / 23-25. - 1988.

65. Антонов В.А., Пишванов B.J1. Кадочникова В.И., Двойщес Л.А. Концентратомер кремнезема. М., 1979. - 4 с. (Информ. листок / ЦНТИ и ТЭИ ЦМ. - №069-79, серия 09Б-17).

66. Антонов В.А. Экспрессный анализатор состава твердых, пульповых и жидких веществ «Нуклон-1». Свердловск, 1981. - 41 с. (Информ. листок / ЦНТИ. - №60-81).

67. Антонов В.А., Старков E.H., Пишванов B.J1. Опробование боксито-содовой шихты спекательного передела анализатором «Нуклон-1» / Цветная металлургия. 1983. - №22.

68. Антонов В.А. Оценка качества бокситов нейтронным активационным гамма-методом // Применение радионуклидов и ионизируюзщих излучений в науч. исследованиях и народном хозяйстве: Тез. докл. науч.-техн. конф. Свердловск: НТО. - 1983. - С. 57-58.

69. Пишванов В. Л., Антонов В.А. Опробование бокситов и продуктов их переработки анализатором «Нуклон-1» / Автоматиз. системы управл. на предпр. цветн. металл. Урала. Тезис, докл. третьей научн.-прак. конф. Свердловск, 1983. С. 27-28.

70. Антонов В.А. Нейтронные активационные исследования при оценке качества бокситовых руд (на примере уральских предприятий): Дис. канд. геол.-мин. наук / СГИ. Свердловск, 1984.

71. Антонов В.А., Ягодин А.П., Шипилова Н.П. нейтронный активационный анализатор дробленых веществ «Нуклон-2». Свердловск, 1988. - 4 с. (Информ. листок / ЦНТИ. - №88-27).

72. Технология экспрессного контроля алгомерационного сырья / Светлов М.И., Марков А.Т., Антонов В.А., Тетенев В.Н. Екатеринбург, 1993. -4 с. (Информ. листок / ЦНТИ. - №84-93).

73. Антонов В.А. Минимизация статистической погрешности в активационных измерениях. М.: Деп. ВИНИТИ 1995. - №3430-В95. -31 с.

74. Антонов В.А. Минимизация времени активационных измерений. М.: Деп. ВИНИТИ, 1995. - №3429-В95. - 15 с.

75. Антонов В.А. Оптимизация активационных измерений в режиме прерывания облучения. М.: Деп. ВИНИТИ, 1996. - №493-В96. - 9 с.

76. Антонов В.А. Оптимизация режимов активационных измерений движущихся жидкостей и газов. М.: Деп. ВИНИТИ, 1996. - №496-В96. -14 с.

77. Антонов В.А. Оптимизация активационных измерений с учетом основного и дополнительных индикаторов. М.: Деп. ВИНИТИ, 1996. №1086-В96.-18 с.

78. Антонов В.А. Оптимизация активационных измерений. Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 1996. - 170 с.

79. Антонов В.А. Исследование и аспекты применения управляемого нуклидного источника нейтронов в анализе веществ / Дефектоскопия. -1996. №6.-С. 82-85.

80. Давыдов Ю.Б., Кузин В.Ф. Основы теории и методики опробования медных руд по данным радиоактивного каротажа скважин. Иркутск: Иркутский университет, 1986. - С. 108.

81. Зараменских Н.М., Кучурин Е С., Борисов В.И. Выбор шага осреднения данных ядерногеофизического каротажа при непрерывно-дискретных измерениях. М„ ВИНИТИ, 1789-В88. 1988,11 с.

82. Гольданский В.И., Куценко A.B., Подгорецкий М.И. Статистика отсчетов при регистрации ядерных частиц. М.: Физматгиз, 1959. -С. 86.

83. Драгунова Л.А. и др. Измерение малых концентраций делящихся нуклидов в растворах методом пульсирующих нейтронных источников / Вопросы атом, науки и техн. Сер. Радиационная техника. 1986. - Вып. 2(33).-С. 31-36.

84. Тустановский В.Т. Генераторы нейтронов и контроль технологических процессов. М.: Атомиздат, 1980.

85. Антонов В.А., Кадочникова В.И., Пишванов В.Л. Экспрессный анализ кремнезема с применением концентратомера // Цветная металлургия. -1977.-№22.-С. 39-41.

86. Бак М.А., Шиманская Н.С. Нейтронные источники. М.: Атомиздат, 1969. - 166 с.

87. Экспериментальны методы нейтронных исследований / Крамер-Агеев Е.А., Лавренчик В.Н., Самосадный В.Т., Протасов В.П. М.: Энергоатомиздат, 1990. - С. 58.

88. Введение в геоинформатику горного производства / Под ред. B.C. Хохрякова: Учебное пособие Екатеринбург: - УГГГА, 2001.

89. Кузнецов О.Л., Никитин A.A. Геоинформатика М.: Недра, 1992.

90. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли / РАН, АГН, РАЕН, МИА; Под ред. К.Н. Трубецкого. М.: Изд. АГН, 1997-478 с.

91. V.A. Antonov, A.M. Muchametshin. The parameters optimization method ofthe activation measuring geoinformation system of the geologic and miningenterprises / Extended abstracts "GIS in geology" M.: Vernadsky SGM RAS, P. 12-13.

92. Гальянов A.B., Антонов B.A., Лаптев Ю.В. Определение выхода заданного класса крупности кускового материала на конвейерных потоках методом отраженного гамма-излучения. Дефектоскопия, 2001, №7, С. 78-83.

93. Яковлев B.JL, Бурыкин С.И., Стахеев H.JI. Основы стратегии освоения минеральных ресурсов Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 1999, 278 с.

94. Аленичев В.М., Суханов В.И., Хохряков B.C. Моделирование природно-сырьевых технологических комплексов (горное производство). Екатеринбург: УрО РАН, 1998, 147 с.

95. Каталог-справочник. Рынок геоинформатики России 2001, Вып. 7, 2001, С. 76-77.

96. Карпов Б., Баранова Т. С++: специальный справочник СПб: Питер, 2001 -480 с.

97. Антонов В.А. Оптимизация параметров информационной системы активационного контроля качества минерального сырья / Техногенезис и экология. Екатеринбург: УГГГА, 2002, С. 103-106.

98. Антонов В.А., Мухаметшин A.M. Информационная система активационного контроля качества минерального сырья. Горный информационный аналитический бюллетень. - 2003. - №1. - С. 87-89.

99. Гальянов A.B., Антонов В.А., Лаптев Ю.В. Ковалев М.Н. Способ определения заданного класса по крупности в кусковом материале, перемещаемом в технологическом потоке Патент РФ №2125257; №96104508, 1996.

100. Антонов В.А. Активационно-измерительная система информационного обеспечения на открытых горных работах // Проблемы открытой разработки недр и обогащения полезных ископаемых. Материалы 1-ой Междун. научн. практ. конференции. -Житикара, 2003, С. 111-113