Фото: пресс-служба
Горнодобывающий сектор сегодня проходит активную цифровую трансформацию. Ее темпы несколько уступают динамике отраслей — лидеров в сфере цифровизации: IТ и телеком-инфраструктура предприятий часто не готовы к внедрению современных решений, кроме того, не всегда хватает компетентных кадров. Чтобы «цифра» в этом секторе ускорилась, необходимо обеспечить прокладку кабельных трасс и беспроводных сетей с широким географическим охватом, подобрать оптимальные технологические решения, обучить персонал работе с новым оборудованием.
Главная цель развития цифровых инициатив — получить экономический эффект. Современные информационные системы позволяют оптимизировать затраты карьеров на 15%, а затраты шахт и обогатительных фабрик — до 20%. Система повышения эффективности [ПМА1] работы самосвала снижает расход топлива на 6% и продлевает срок службы основных агрегатов, уменьшая износ шин, по оценкам «Давтех». Общий эффект от ее использования на горном предприятии может достигать, по нашим данным, более 300 млн руб. в год.
В фокусе цифровизации горнодобывающих предприятий в настоящий момент — управление качеством руды, диспетчеризация открытых и подземных горных работ, повышение эффективности самосвалов, а также оценка качества буровзрывных работ. Учитывая, что на долю буровзрывных работ приходится, по данным издания «Добывающая промышленность», до 30% от общего объема затрат горного предприятия, потери в этом сегменте заметно сказываются на общей эффективности.
Важный показатель качества в таких работах — это средний размер фракций взорванной горной массы и доля негабарита. Крупная фракция увеличивает издержки при погрузочно-транспортных работах, снижает эффективность работы экскаваторов, дробильных машин, а также увеличивает расходы на взрывание. Уменьшается и эффективность загрузки кузовов карьерных самосвалов, приходится организовывать дополнительные рейсы. А из-за отсутствия единых методов измерения фракций возможны споры по качеству услуг между карьерами или горно-обогатительными комбинатами и подрядчиками по буровзрывным работам.
Из нашей практики внедрение только систем измерения качества буровзрывных работ может принести горному предприятию экономию более 100 млн руб. в год. В том числе за счет оптимизации использования взрывчатых веществ — на их долю приходится около 15% затрат при взрывных работах. Такая система может повысить эффективность циклов экскавации и транспортировки горной массы вместе с увеличением их количества и снижения износа дробильного оборудования.
В прежние годы на многих российских горнодобывающих предприятиях использовались импортные ПО и оборудование. Это сделало многих игроков отрасли практически заложниками ситуации, когда прекращение поддержки систем со стороны вендоров грозило привести не только к технологическому отставанию от аналогичных зарубежных предприятий, но и к нарушению всего производственного цикла. Теперь проекты импортозамещения на предприятиях идут очень активно.
Например, ранее оборудование западных производителей применяли для анализа фрагментации гранулометрического состава взорванной горной массы. Его замещение необходимо было реализовать быстро и не прерывая производства.
Мы за полтора года разработали и запустили в серийное производство приборы для повышения эффективности буровзрывных работ и для измерения скорости детонации взорванной горной массы. Как показала практика, за счет применения 3D-технологий, системы стереозрения, а также алгоритмов глубокого машинного обучения российская разработка опередила ранее внедренные зарубежные системы.
Используя 3D-изображение развала горной массы, решение «Давтех» может делать анализ фрагментации состояния и с точностью до нескольких миллиметров определять линейный размер каждого куска камня. Благодаря машинному обучению (ML) погрешность измерений не превышает 5%.
Принцип действия прибора (планшета) заключается в фотографировании развала горной массы, после чего методом 3D-обработки строится объемный рельеф, а интегрированная нейронная сеть детектирует каждый фрагмент и автоматически считается его размер. В среднем на каждом снимке определяется от 500 до 2500 фракций размером от нескольких сантиметров с расстояния от нескольких метров, а время обработки занимает не более нескольких секунд. После серии снимков на приборе формируется отчет по фрагментации грансостава и отправляется на электронную почту. Такие расчеты позволяют оперативно вносить измерения при проектировании параметров буровзрывных работ: оперативно корректируются сетка скважин, удельный состав взрывчатых веществ.
Оборудование тестируется непосредственно на карьере, и параллельно дообучаются необходимые модели ML для улучшения качества фрагментации, то есть обработки снимков. Например, на золоторудных предприятиях ведется работа с переизмельченной горной массой, а на угольных производствах задачи могут отличаться. Соответственно, различаются и вводные, и данные для «умных» моделей.
Практику предиктивной аналитики с «умными» моделями для буровзрывных работ мы разрабатываем совместно с крупнейшим цифровым интегратором «Ростелекомом», который активно развивает направление по цифровизации горнодобывающих предприятий для повышения эффективности бизнес-процессов. Также в партнерстве с «Ростелекомом» мы предлагаем заказчикам из отрасли опытно-промышленную эксплуатацию на карьерах.
Внедрение занимает в среднем три—шесть месяцев. На финальном этапе проводится обучение персонала работе с прибором и оптимальному его использованию для получения отчетов по гранулометрическому анализу взорванной горной массы.
Надо было сделать прибор универсальным, чтобы с небольшим количеством настроек использовать его с учетом различных условий и специфик производств. Мы разработали собственную электронику, которая может эффективно работать в условиях сложных климатических зон, например в Арктике или на Крайнем Севере, при температурах до минус 50–60 градусов. Для работы планшета не нужен интернет — все вычисления нейронных сетей выполняются в самом устройстве. Это дает возможность оперативного анализа фрагментации и дальнейшей оптимизации параметров буровзрывных работ.
Таких решений у зарубежных вендоров пока нет. Сегодня для отрасли важно не только импортозамещение, но и импортоопережение — чтобы новые решения отечественной разработки обеспечили горному предприятию лучшие показатели, чем ранее внедренные системы.
Разработка уже действует на предприятиях «Полюс», ООО «КРУ-Взрывпром», «УралАсбест» и др. Планируем выходить с ней на внешние рынки горной добычи в странах СНГ и Латинской Америки. Уже работаем с заказчиками из Казахстана и Узбекистана. Получаем запросы из Перу, Ирана и некоторых стран Африки.
Дальнейшее развитие нашего продукта — установка «умных» камер над лентой на обогатительной фабрике перед дробильным оборудованием. Такие системы, например, помогут снижать поломки от негабаритов дорогостоящего дробильного оборудования. В планах — разработка системы для автоматического определения грансостава на стреле экскаватора, которая будет работать в режиме 24х7 при любых погодных условиях, а также системы для установки на рампу — для измерения фрагментации грансостава в кузове самосвала с анализом смещения горной массы. Контроль этого смещения позволит сократить износ шин. Новая ниша — развитие решений по измерению скорости детонации эмульсионных взрывчатых веществ, выпуск оборудования как для использования в скважинах, так и для контрольных измерений и патронированных зарядов.
About The Author
