Ứng dụng tin học trong công tác trắc địa mỏ tại Tập đoàn công nghiệp TKV

Trong số các nội dung công tác trắc địa mỏ, phương pháp truyền thống phục vụ cho việc xây dựng bản đồ, tính toán phân tích khối lượng đất bóc và khoáng sản, lập kế hoạch khai thác, tính khối lượng than tồn kho… cho độ chính xác thấp, chiếm nhiều thời gian, cống sức; không thuận lợi trong việc kiểm tra, kiểm soát, cập nhập bổ sung dữ liệu, lưu trữ tài liệu và không trao đổi được thông tin qua mạng Vinacoalnet, Internet… Hiện nay, máy toàn đạc điện tử đã được trang bị hầu hết trong các công ty khai thác mỏ của Tập đoàn TKV. Máy cho phép ghi nhận số liệu trong bộ nhớ chuyên dụng kết hợp với các phần mềm tiện ích cho phép thực hiện được nhiều nội dung công tác trắc địa ở mỏ. Việc lựa chọn phần mềm phù hợp để áp dụng trong Tập đoàn TKV là rất cần thiết để hiện đại hoá công tác trắc địa - địa chất mỏ.

Để có cơ sở lựa chọn phần mềm khả ứng cao trong công tác thành lập bản đồ tính toán phân tích khối lượng mỏ, đầu năm 2004, TKV đã thành lập nhóm nghiên cứu gồm một số chuyên gia nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực tin học, trắc địa, địa chất và khai thác mỏ. Nhóm đã tiến hành xây dựng tiêu chí, tính toán thử nghiệm, phân tích kết quả và đã đánh giá lựa chọn được hai chương trình phần mềm có tính khả ứng cao để áp dụng trong Tập đoàn TVN đó là: Phần mềm Mapsite của Trung tâm Trắc địa bản đồ CIGC – Hà Nội; phần mềm bản vẽ bản đồ TOPO, tính khối lượng HSMO của công ty TNHH Tin học Hài Hoà.

1. Chương trình triển khai công nghệ tin học trong trắc địa mỏ

a) Phần mềm Mapsite

Hệ điều hành Windows, với giao diện đồ hoạ và tương thích với nhiều phần mềm hiện có, phần mềm Mapsite làm việc trong môi trường Autocad, được xây dựng tương thích với các phiên bản từ Autocad 2000 trở lên. Phần mềm Mapsite biểu diễn địa hình dưới dạng mô hình tam giác gần kề với tự nhiên. Mô hình này là cơ sở để tiến hành lập bình đồ đường đồng mức và tính toán khối lượng. Phần mềm Mapsite được tổ chức liên thông từ khâu lập bản đồ số 3D đến tự động tính khối lượng và lập kế hoạch khai thác.

b) Phần mềm TOPO, HSMO

Các phần mềm TOPO và HSMO được thiết kế bằng ngôn ngữ ULM (Unified Modeling Language). Các thuật toán áp dụng trong các phần mềm cho phép phát huy hiệu quả tối đa, tạo các giao diện phong phú, nâng cao mức độ thuận tiện cho việc sử dụng. Công nghệ ObjectArx khai thác tối đa khả năng của AutoCAD. Việc sử dụng VC.net + ObjectArx trong các phần mềm TOPO và HSMO cho phép người dùng thao tác được với các bộ dữ liệu lớn và rất lớn mà vẫn đàm bảo tốc độ thực hiện và độ chính xác yêu cầu. TOPO mô tả địa hình tự nhiên theo phương pháp tam giác. Lưới tam giác được xây dựng dựa trên các thông số của các đối tượng địa hình: các độ cao, các đường đặc trưng của địa hình (mép, chân tầng), các đỉnh của các tam giác là các điểm toạ độ chi tiết đo được ngoài thực địa hoặc các điểm bổ sung. Độ chính xác của mô hình phụ thuộc vào mật độ toạ độ (X, Y, Z) xác định từ thực địa và độ phức tạp của bề mặt địa hình. Khối lượng được tính theo mặt cắt đứng song song chạy trên nền Autocad. Các mặt tách chiết từ mô hình địa hình số của TOPO.

Có gần 50 đơn vị thuộc Tập đoàn đã được đào tạo nâng cao trình độ tin học ứng dụng trong trắc địa mỏ. Tính đến cuối năm 2005, tổng số học viên được đào tạo tập trung tại Tập đoàn là 94, các đơn vụ tự đào tạo 228 học viên. Kết quả các lớp tập trung có 100% học viên đạt yêu cầu học tập được cấp chứng chỉ. Mặt khác, Tập đoàn đã chỉ đạo và hướng dẫn các đơn vị trang bị phần mềm và máy tính có cấu hình mạnh đáp ứng nhu cầu sản xuất. Tính đến cuối năm 2005, đã trang bị bổ sung 194 máy tính, 82 phần mềm TOPO, 87 phần mềm HSMO, 29 phần mềm Mapsite. Các phần mềm và máy tính được trang bị ở các công ty đã và đang phục vụ hiệu quả cho sản xuất.

2. Hiệu quả ứng dụng

Cho đến nay, hầu hết các loại bản đồ ở các công ty đều được thành lập ở dạng bản đồ số, khối lượng thống kê được tự động hoá xác định bằng các phần mềm chuyên dụng cho độ chính xác cao, đáp ứng yêu cầu quy phạm. Ngoài ra, một số các công ty lộ thiên lớn như Nội Địa, Hà Tu, Núi Béo, Cọc Sáu… đã sử dụng thành thạo phần mềm để lập kế hoạch khai thác, xây dựng kế hoạch, lập hộ chiếu. Bản đồ số 3D là nền phục vụ các lĩnh vực thiết kế, quy hoạch, tính toán khối lượng, lập kế hoạch khai thác mỏ, lưu trữ, truyền dữ liệu qua các mạng thông tin v.v…

Cũng cần lưu ý rằng: Các phần mềm đang sử dụng vẫn chưa đáp ứng hết các yêu cầu về chức năng của thực tế sản xuất như chưa có khả năng tự động bóc tách, phân tích khối lượng trong và ngoài kế hoạch khai thác, thiết kế khai thác…. Sự can thiệp, bổ sung thông tin của con người vẫn phải duy trì. Quy trình tính toán của các phần mềm HSMO và mapsite được xây dựng tương tự quy trình thủ công đang áp dụng trong Tập đoàn TKV. Đây là phương pháp gần đúng, độ chính xác tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như hướng thành lập các mặt cắt, khoảng cách giữa các mặt cắt, khoảng cách các điểm nội suy độ cao v.v… khi các yếu tố này thay đổi, thể tích tính toán cũng thay đổi.

Sự nâng cấp chức năng các chương trình phần mềm vẫn phải được tiếp tục hoàn thiện để có thể tự động hoá quá trình tính toán, xử lý và hiển thị số liệu mỏ được hiệu quả hơn.

3. Kết luận

Được sự quan tâm chỉ đạo của Tổng giám đốc, với sự triển khai thực hiện đồng bộ các bước lựa chọn, trang thiết bị phần mềm, phần cứng, đào tạo kỹ năm sử dụng của Ban Tài nguyên – Môi trường, Phòng Công nghệ thông tin, kết hợp với sự hưởng ứng tích cực của lãnh đạo, cán bộ làm công tác trắc địa, địa chất các công ty cũng như các cơ quan sản xuất phần mềm, nên ứng dụng phần mềm tin học trong công tác trắc địa, địa chất mỏ của Tập đoàn TKV những năm vừa qua đã thu được kết quả đáng khích lệ. Tuy nhiên, để khai thác hiệu quả các tính năng của phần mềm và máy tính điện tử thì đòi hỏi những người làm công tác trắc địa, địa chất và công nghệ thông tin trong Tập đoàn TKV còn phải tiếp tục bổ sung cập nhật các phiên bản mới theo thời gian để phục vụ sản xuất tốt hơn.