Статья:ИТ в горнорудной промышленности — TADVISER


2018/01/24 10:10:55

8 задач горнорудной промышленности, которые можно решить с помощью ИТ

TAdviser пообщался с представителями российских горнодобывающих компаний и отраслевыми экспертами и выяснил, какие задачи стоят перед отраслью и как в решении этих задач помогают информационные технологии.

Содержание

Основные проблемы горной добычи – это некорректные данные по запасам, некорректные проекты отработки, внезапные обрушения и смещения пород, травмы вспомогательного персонала при осуществлении контрольно-мониторинговых функций и некорректные расчеты геолого-маркшейдерских данных, которые приводят к ошибкам в продвижении горных работ, значительным простоям производства и финансовым потерям а иногда и к человеческим жертвам, перечислил TAdviser аналитик АКРА Максим Худалов. Для решения этих проблем горнодобывающая отрасль, разумеется, прибегает к ИТ-решениям.

Повышение точности и скорости геологоразведки

Повышение эффективности и точности геологоразведочных работ является одной из главных задач горнодобывающей отрасли (Фото - "Норникель")

Повышение эффективности и точности геологоразведочных работ - одна из наиболее «горячих» задач и тенденций горнодобывающей отрасли. Главный исполнительный директор Polymetal International Виталий Несис в интервью «Ведомостям» отмечал, что компании должны быстро анализировать перспективы того или иного месторождения и уметь отсеивать не эффективные проекты. По его мнению, именно из-за отсутствия навыков и возможностей проводить качественную геологоразведку, компании ориентируются на данные советских времен, которые не всегда точны и в отрасли складывается ситуация, когда « бурят много, а находят мало».

Решить эту задачу помогают, например, лазерные дальномеры повышенной мощности. Они позволяют формировать маркшейдерскую картину рудника (пространственно-геометрические измерения в недрах земли и на соответствующих участках её поверхности с последующим отображением результатов измерений на планах, картах и разрезах при горных и геологоразведочных работах) и существенно уменьшить количество ошибок, в оценке фактического рельефа горных работ. Раньше этот процесс контролировался маркшейдером, от качества работы которого сильно зависело понимание текущего статуса горных работ, пояснил Худалов в разговоре с TAdviser.

Работа маркшейдера (одна из специализаций горных инженеров) необходима для того, чтобы понимать, сколько и в какие сроки на конкретном участке можно добыть, поясняет он.

«
Раньше работа маркшейдеров выглядела следующим образом: маркшейдер становился на одной точке карьера, и прибором, который также называется маркшейдер, замерял, как и где залегает рудное тело, замерял параметры рудника, разрезы или шахты. Это был очень долгий процесс и к тому же предполагал постоянные ошибки в данных. Чтобы получить данные о подземном залегании рудного тела, необходимо было сначала произвести взрывные работы и только потом маркшейдер мог производить свои замеры. Сейчас же лазеры сканируют подземную часть месторождения без предварительных взрывных работ. Это повышает точность и скорость работы, - рассказывает эксперт.
»

План и график разработки месторождения должны быть максимально точно высчитаны. В противном случае, предприятие может оказаться неэффективным и столкнуться со штрафами со стороны контролирующих органов.

«
Применение на месторождениях лазерного дальномера повышает скорость оценки рельефа и позволяет наблюдать за ходом геологоразведки в реальном времени, - поясняет Максим Худалов.
»

Лазерные дальномеры направлены также и на повышение безопасности и эффективности работ: нет необходимости отправлять замерщиков на края карьеров, которые являются опасным местом, а снег, взрывные работы и туман больше не являются препятствием для проведения съемки.

«
Использование результатов лазерной съемки при оценке текущей ситуации на участках горных работ позволяет снизить погрешность в расчетах с допустимых 4% до 1-0.5%, - приводит данные Худалов.
»

И по его подсчетам, экономия от использования лазерной съемки и технологий «больших данных» для обработки ее результатов сокращает расходы горнодобывающих компаний в среднем на $150 000 ежегодно. Такие подсчеты верны для больших объемов вынимаемой горной массы: даже на малых карьерах этот показатель в среднем составляет 3 млн м3 в год.

Evraz (добыча угля в 2016 г., по данным годового отчета, составила 9,9 млн т) активно внедряет ИТ-решения, направленные на повышение эффективности производственных процессов и безопасности работ. На КГОКе Evraz ввел систему планирования горных работ MineShed. Лазерное сканирование и использование 3D-моделей позволяют улучшить точность планирования и работы маркшейдеров, рассказал представитель компании TAdviser.

Evraz также рассматривает возможности венедрения автономных машин в карьерах, интеллектуального анализа информации датчиков в шахтах.

Создание актуальной модели месторождения

Создание максимально точной модели месторождения - одно из необходимых условий эффективной добычи ресурсов. Здесь горняки прибегают к технологиям больших данных и имитационного моделирования.

Технология больших данных, по мнению Максима Худалова, позволяет не только более корректно строить модель разработки месторождения - своевременно получить информацию о залегании низкокачественных руд, изломах в расположении рудных парод, вкраплениях посторонних пород, но и повысить качество ежедневной эксплуатационной разведки.

«
Предприятие ежедневно ведет эксплоразведку, на основании которой маркшейдеры определяют ежедневное направление работ. Результаты этой разведки могут и должны быть использованы для уточнения первоначальной горной модели, ведь вновь приобретенные данные заметно уточняют характер залегания рудного тела, что позволит более точно определить его вероятные параметры. Раньше эта работа проводилась спорадически зависимости от добросовестности геологов предприятия. Сегодня, с использованием технологий больших данных эта информация мгновенно поступает в расчетный модуль системы, которая автоматически достраивает геологическую модель месторождения в реальном времени и может существенно помочь руководству компании оперативно реагировать на изменения геологических характеристик породы, - поясняет аналитик.
»

Горно-металлургическая компания «Норникель» внедрила технологию имитационного моделирования. О ней рассказал на дне инвесторов осенью 2017 г. финансовый директор компании Сергей Малышев. Технология позволяет анализировать возможности увеличения добычи в режиме реального времени. Такая модель составляется на базе трех групп исходных данных: 3D-модель рудного тела, созданная с использованием программы MicroMine, план горной выработки на базе программы MineSched, детальная информация, в том числе по оборудованию шести рудников.

Имитационная модель ситуации на конкретном руднике позволяет в режиме реального времени ответить на вопросы о корректировке режимов работы, безопасности маршрутов, необходимости пересменок, ремонтов и т.д. В результате работы ведутся под постоянным контролем, а затраты на их осуществление снижаются, отмечал Малышев.

К большим данным прибегает и крупнейший добытчик алмазов в мире (27% мирового производства) «Алроса». На рудниках компании работает система автоматизированного управления буро-взрывными работами (АСУ БВР) – BlastMaker, рассказал TAdviser представитель компании. Он пояснил, что система позволяет обеспечить оптимальное проектирование буровзрывных работ на карьерах за счет сбора, обработки и передачи данных о свойствах массива горных пород непосредственно с бурового станка в процессе бурения взрывных скважин.

"Большие данные" обеспечивают оптимальное проектирование буровзрывных работ на карьерах (Фото - "Алроса")

Подготовка кадров

По мнению Максима Худалова, несмотря на то, что отрасль постепенно двигается в сторону создания «рудника без людей», где перевозки осуществляются самосвалами беспилотниками, а добычу ведет управляемый из центрального офиса экскаватор, важную роль играет подготовка горняков, работающих непосредственно на промышленном объекте.

Важную роль играет подготовка горняков, работающих непосредственно на промышленном объекте (Фото - "Норникель")
«
Активное внедрение промышленных тренажеров в горном деле позволяет существенно ускорить обучение сотрудников горных компаний с минимальным ущербом для производства. Затраченные на обучение сотрудников время и средства окупаются за счет предотвращения возможных ошибок. Учитывая мощность современной техники для добычи, каждая ошибка имеет фатальные последствия, - добавляет Худалов.
»

Мониторинг транспортного оборудования

Одна из ключевых программ ИТ-стратегии Evraz - автоматизация процессов в горной добыче. Например, на разрезе «Распадский» внедрена система мониторинга горнотранспортного оборудования: датчики, установленные на самосвалах и экскаваторах, позволяют контролировать объемы добычи, передвижение транспорта, уровень расхода топлива и другие параметры. Аэрофотосъемка с дронов дает возможность точно вести учет объемов вынутой горной массы, рассказал TAdviser представитель Evraz .

«
На комбинате началось внедрение системы диспетчеризации горнотранспортного оборудования с использованием датчиков на самосвалах и другой горной технике. Одна из основных целей - повышение эффективности логистики движения автотранспорта в карьере, - добавил представитель.
»

С ноября 2017 г. идет внедрение системы мобильной диспетчеризации автотранспорта, позволяющей в автоматическом режиме оптимально распределять потоки транспорта в зависимости от разных факторов: затаривание угольных складов, возникновение очередей на пунктах погрузки/разгрузки, оперативное замещение транспортных средств в случае выхода их из строя, рассказал собеседник TAdviser в горно-металлургической компании.

Осенью 2017 г. «Алроса» оснастила системой ГЛОНАСС/GPS мониторинга 1300 единиц автотранспорта (Фото - "Алроса")

Система базируется на мобильных телефонах, по аналогии с решениями такси, и применяется в случаях, когда невозможно установить стационарные типовые системы, пояснил он.

Осенью 2017 г. «Алроса» оснастила системой ГЛОНАСС/GPS мониторинга 1300 единиц автотранспорта общего назначения на производственных площадках. С помощью новой системы компания рассчитывает снизить реальный пробег автотранспорта на 10-15% и обеспечить значительную экономию топлива, сообщил TAdviser представитель компании.

«
Автоматизированная система управления горно-транспортными работами - Wencо - решает широкий набор задач, начиная с отчетности по оперативной информации из карьера, высокоточного позиционирования и управления техникой, и заканчивая информацией по техническому состоянию карьерной техники и передовой системой диспетчеризации производственных процессов на открытых карьерах, - рассказал представитель «Алросы».
»

Кроме того, на активах алмазодобытчика действует «Система мониторинга добычных комплексов», предназначенная для мониторинга работы комбайнов и буровых машин, задействованных на подземных рудниках.

Контроль безопасности

Вопросы безопасности являются приоритетными для всех добывающих компаний. Распадская угольная компании Evraz в этой области активно внедряет мобильные решения.

«
Там используются мобильные решения на базе новых подземных облегченных взрывозащищенных планшетов (ARMA). Эти решения позволяют фиксировать технологические нарушения, составлять чек-лист прямо в горных выработках и проводить фотофиксацию нарушений. Данные оперативно передаются на-гора, отчетность о нарушениях автоматически рассылается руководству, - рассказали в компании.
»

Вопросы безопасности являются приоритетными для всех горнодобывающих компаний (Фото - Polymetal)

Система позиционирования горнорабочих и транспорта (СПГТ- 41), работающая на промышленных объектах «Алросы» предназначена для обеспечения наблюдения за положением персонала и внутришахтного транспорта, находящихся в подземных выработках.

«
Система оперативно информирует о местонахождении транспорта и персонала шахтные и аварийно-спасательные службы. Она может быть использована как резервный канал аварийного оповещения, - пояснил TAdviser представитель «Алросы».
»

Управление производством

Глобальная цель промышленных компаний во всех отраслях экономики – сокращения операционных затрат. Горно-металлургические компании работают над повышением эффективности и оптимизацией производственных процессов на всех уровнях. В числе систем, которые компании внедряют для этого, - ERP (Enterprise Resource Planning) и MES (Manufacturing Execution System).

Стратегия «Норникеля» предполагает ежегодное снижение операционных расходов на $200 - $300 млн с 2020 г. В основе этой программы лежат, помимо прочего, внедрение систем ERP, автоматизация систем управления и внедрение систем промышленной автоматизации. Об этом заявил на дне инвесторов осенью 2017 г. финансовый директор компании Сергей Малышев. По его словам, модернизация ИТ-инфраструктуры является платформой для повышения операционной эффективности.

Горно-металлургические компании оптимизируют производственные процессы на всех уровнях

Компания успешно реализовала пилотный проект SAP ERP, в промышленную эксплуатацию он уже запущен на Читинской площадке, в 2018 г. будет реализован на Заполярном филиале компании. Совместно сHoneywell, Schneider Electric, Micromine и Geovia «Норникель» реализует программы модернизации производственных систем - MES-слой. По состоянию на начало 2018 г. уже запущен пилот системы диспетчеризации в Норильске, завершено 3D-проектирование шахт для одного рудник и программа развертывается на другие промышленные активы, на Талнахской обогатительной фабрике реализован пилотный проект баланса металлов.

На Айхальском ГОКе «Алросы» по состоянию на начало 2018 г. завершается пилотный проект по внедрению автоматизированной информационной системы управления производственными процессами класса MES. Затраты на внедрение системы составили около 90 млн руб.

«
Она предназначена для сбора и обработки технологических данных, учёта и анализа производственной деятельности структурных подразделений с целью повышения качества и достоверности информации при оперативном управлении горно-обогатительным комплексом, - рассказал представитель компании.
»

Сокращение ремонтных простоев

Одной из ключевых задач, которые «Норникель» планирует решить с помощью ИТ-проектов, является повышение эффективности ремонтной деятельности, отметил Сергей Малышев.

"Норникель" рассчитывает снизить внеплановые простои на 70% (Фото - "Норникель")
«
Задача компании - сокращение операционных расходов на ремонты до 15% и снижение внеплановых простоев на 70%. Для этого компания разработает систему планирования ремонтов, управления активами на базе системы мониторинга, сбора и анализа данных об отказах, их причинах и уровне загрузки, - рассказал Сергей Малышев.
»

Борьба с подменой продукции

В России горнодобывающие компании с осторожностью смотрят на технологию блокчейна, в том числе и из-за ее неопределенного юридического статуса, но потенциально она может компаниям помочь решить такие проблемы как контроль за данными о поставках, о движении товаров, а также упростить систему контроля за контрактами, уверен старший аналитик Центра экономического прогнозирования «Газпромбанка» Евгений Гранкин.

Уже есть примеры зарубежных компаний в отрасли, которые тестируют применение этой технологии.

«
Например, De Beers (второй по объемам после «Алросы» производитель алмазов в мире) внедряет основанную на блокчейн систему контроля движения алмазов от момента их извлечения из недр до поступления в ювелирные мастерские и розничные магазины. Это позволяет отслеживать происхождение каждого отдельного алмаза и манипуляции, которые с ним производились. Такая технология снижает риски, связанные с возможной подделкой продукции или продажей продукции заведомо более низкого качества, - приводит пример эксперт.
»

Блокчейн снижает риски, связанные с возможной подделкой продукции (Фото - "Алроса")

В будущем по мере развития технологии и совершенствования отраслевого законодательства горнодобывающие компании будут все больше внедрять блокчейн в свою операционную деятельность, уверен он.

«
Это приведет к появлению новых возможностей по управлению производством у компаний. Например, компания может оценить доступные запасы минералов с помощью доверенной третьей компании и выпустить токены на доступный объем минералов еще до их фактической добычи. Эти токены будут привязаны к добываемым минералам и передаваться при их продаже, что позволит отслеживать историю их передвижения и использования. Другим вариантом может быть продажа этих токенов на рынках еще задолго до фактической добычи минералов. Это позволит компаниям создавать рынок для реализации своей продукции и хеджироваться от колебаний цен на сырье без использования инструментов традиционных финансовых рынков, - рассуждает Евгений Гранкин.
»