Application of GIS analysis for engineering and geological assessment of kimberlite deposits

Abstract

The purpose of the research is to develop a methodology for analyzing the geological data of a kimberlite deposit based on the presence of kimberlite indicator minerals to optimize mining operations using geoinformation systems. Method. Interpolation and approximation methods are used to represent the terrain, with the choice depending on the quantity, density, and uniformity of input data distribution within the study area. Spatial interpolation enables the identification of distribution patterns of the studied parameters using Kriging methods and radial basis functions. Trend surfaces are generated using polynomial regression. For rapid evaluation of large datasets, minimum curvature and triangulation methods with linear interpolation are applied. Findings. The result of the study is an analysis of the spatial location of the deposit, mapping of mineral deposit zones with the identification of change patterns, and the construction of a digital three-dimensional model of the deposit with spatial analysis of the distribution of numerical indicators of kimberlite indicator minerals. Originality. This article proposes, for the first time, a methodology for optimizing mining operations by creating a 3D geoinformation model that displays information on the location of geological zones within the studied deposit and the prevailing kimberlite indicator minerals in these zones. This methodology allows for increased exploration accuracy, optimized mineral extraction, and reduced environmental risks. Practical implementation. The practical significance lies in optimizing the planning and execu-tion of mining operations based on GIS analysis of kimberlite deposits. This allows for more accurate prediction of indicator mineral distribution, identification of profitable areas, reduction of costs, and environmental impact. The application of GIS facilitates decision-making at all stages of the mining process.

Метою дослідження є розробка методики аналізу геологічних даних кімберлітового родовища за наявністю мінералів-індикаторів кімберліту для оптимізації гірничодобувних робіт із застосуванням геоінформаційних систем. Методика. Для відображення рельєфу застосовуються методи інтерполяції та апроксимації, вибір яких залежить від кількості, щільності та рівномірності розподілу вихідних даних у межах досліджуваної території. Просторова інтерполяція дозволяє виявити закономірності роз-поділу досліджуваних параметрів за допомогою методів Крігінгу та радіальних базисних фу-нкцій. Трендові поверхні створюються за допомогою поліноміальної регресії. Для швидкої оцінки великих масивів даних застосовуються методи мінімальної кривизни та тріангуляції з лінійною інтерполяцією. Результатом дослідження є аналіз просторового розташування родовища, картографування зон залягання корисних копалин із виявленням закономірностей змін, побудова цифрової тривимірної моделі родовища з просторовим аналізом розподілу числових показників мінералів-індикаторів кімберліту. Наукова новизна. У статті вперше запропоновано методику оптимізації гірничодобувних робіт шляхом створення 3D геоінформаційної моделі, яка відображає інформацію щодо розташування геологічних зон в межах досліджуваного родовища і переважаючих мінералів-індикаторів кімберліту в цих зонах. Ця методика дозволяє підвищити точність розвідки, оптимізувати видобуток корисної копалини та зменшити екологічних ризиків. Практична значимість полягає в оптимізації планування і виконання гірничодобувних робіт на основі ГІС-аналізу кімберлітових родовищ. Це дозволяє точніше прогнозувати розподіл мінералів-індикаторів, виявляти прибуткові ділянки, знижувати витрати та екологічний вплив. Застосування ГІС полегшує прийняття рішень на всіх етапах гірничодобувного процесу.