Горнодобывающая отрасль традиционно считается одной из самых капиталоёмких и технологически сложных. Сегодня, в условиях глобальной конкуренции и необходимости повышения эффективности, цифровизация и автоматизация становятся не просто трендом, а ключевым фактором устойчивого развития. Современные цифровые технологии помогают компаниям оптимизировать производственные процессы, повысить безопасность и экологичность, а также адаптироваться к новым вызовам рынка.
Цифровые стратегии холдингов, актуальные тренды и вызовы
Цифровизация в горнодобывающем комплексе — это не просто внедрение отдельных решений, а комплексный стратегический подход, затрагивающий все звенья производственной цепочки. Крупные российские холдинги, такие как ПАО «Норильский никель», ГК «Металлоинвест» и ПАО «АЛРОСА», активно реализуют цифровые стратегии, направленные на создание «умных шахт» и переход к модели «цифрового рудника».
Ключевые тренды включают:
- внедрение IIoT и облачных платформ;
- развитие промышленного интернета вещей;
- использование больших данных и предиктивной аналитики;
- интеграцию ИИ и машинного обучения в производственные процессы.
Однако реализация цифровых стратегий сталкивается с рядом вызовов: нехватка квалифицированных кадров, слабая телеком-инфраструктура в удалённых регионах, а также высокая стоимость модернизации.
Статус и перспективы развития проектов геометаллургии
Геометаллургия — это междисциплинарный подход, объединяющий геологию, минералогию, металлургию и технологии переработки. Цель — более точное планирование и управление добычей, переработкой и логистикой полезных ископаемых.
В России геометаллургические проекты получают развитие, в частности в ПАО «Полюс» и Удоканской медной компании. На Удоканском месторождении реализуется масштабная цифровая модель рудного тела с учётом пространственного распределения свойств руды, что позволяет прогнозировать поведение материала на всех стадиях технологического цикла.
Преимущества:
- оптимизация технологических режимов;
- снижение затрат на переработку;
- повышение извлечения ценных компонентов.
Кейсы внедрения автоматизированного управления производством
АСУТП (автоматизированные системы управления технологическими процессами) становятся неотъемлемой частью цифровой трансформации горных предприятий.
«Сибирский Антрацит» реализовал автоматизированную систему управления обогатительными фабриками с элементами машинного обучения, позволяющими в реальном времени регулировать параметры технологического процесса на основе анализа качества исходного сырья. В результате достигнуто снижение расхода реагентов на 12% и повышение выхода концентрата на 8%.
АО «Яковлевский ГОК» (входит в ГК «Северсталь») внедрил цифровую платформу управления подземными работами на базе SCADA и интеграции с ГГИС. Система автоматически собирает данные с датчиков бурового и погрузочно-доставочного оборудования, формируя отчёты и аналитику для оперативного управления. Это позволило на 15% сократить время простоя техники и повысить безопасность работ.
Цифровое планирование горных работ — методы и реализация
Цифровые методы планирования включают интеграцию 3D- и 4D-моделей месторождений, оперативное моделирование сценариев, цифровые карты опасностей и расчёт экономических показателей в реальном времени. Использование программ вроде Deswik, Surpac, Micromine и MinePlan позволяет интегрировать планирование с фактическими данными по производству и геологии.
В АО «Апатит» цифровое планирование позволило внедрить автоматическое сравнение фактических и проектных контуров выработок, улучшить контроль за отклонениями и ускорить корректировку планов. Это повысило коэффициент соответствия плана и факта с 70 до 90%.
Сквозное планирование процессов добычи: проблемы и решения
Сквозное планирование — это единый управленческий контур, объединяющий все этапы жизненного цикла месторождения: от геологоразведки и проектирования до добычи, переработки, логистики и реализации продукции. Основная цель — синхронизировать действия различных подразделений и исключить разрывы между этапами. Однако в реальной практике горнодобывающих предприятий внедрение сквозных процессов сталкивается с рядом серьёзных проблем.
Основные проблемы:
- Разрозненные ИТ-системы. Геологи, маркшейдеры, производственники, технологи и логисты часто используют разные программные решения, плохо интегрированные между собой (например, Micromine, Surpac, SAP, Excel). В результате происходит потеря или искажение данных при передаче между подразделениями.
- Отсутствие единого центра принятия решений. Планы разрабатываются отдельно для каждого этапа: геологии, добычи, обогащения и сбыта, без учёта ограничений и требований друг друга. Это приводит к несогласованности действий: например, добытчики ориентируются на одни параметры руды, а обогатители — на другие.
- Разные горизонты планирования. Геологоразведка планируется на годы вперёд, добыча — помесячно, обогащение — посуточно, логистика — в режиме реального времени. Отсутствие механизма согласования этих горизонтов снижает гибкость и эффективность планов.
- Низкая прозрачность отклонений. При отсутствии онлайн-мониторинга и аналитики отклонения от плана выявляются с задержкой, часто постфактум. Это затрудняет оперативную корректировку планов и ведёт к накапливанию проблем (например, переобогащению или дефициту руды нужного качества).
- Человеческий фактор и ручное вмешательство. Использование Excel и ручного ввода данных повышает риск ошибок, снижает повторяемость процессов и мешает масштабированию решений.
Пути решения:
- Внедрение единой цифровой платформы. Создание централизованной ИТ-системы, объединяющей геологию, производство, переработку и логистику. Пример: проект «Цифровой рудник» в ПАО «Норильский никель» — интеграция ГГИС, MES, ERP и BI-систем.
- Использование цифровых двойников и сквозного моделирования. Создание цифрового двойника месторождения, в котором можно моделировать производственные сценарии, включая качество руды, производственные ограничения и логистические потоки. Это позволяет синхронизировать цели и ресурсы всех подразделений.
- Интеграция планирования в реальном времени. Подключение датчиков, SCADA-систем и систем контроля качества позволяет получать актуальные данные и адаптировать планы «на лету». Использование AI/ML для предиктивного управления: прогнозирование выхода продукта, возможных отклонений, узких мест.
- Унификация форматов и стандартов данных. Внедрение корпоративного стандарта на структуру геологических, технических и производственных данных, что облегчает интеграцию между системами и обмен данными.
- Обучение персонала и изменение организационной культуры. Важно не только внедрить технологии, но и выстроить процесс принятия решений на основе данных (data-driven management), с вовлечением всех уровней управления.
Пример решения — «АЛРОСА»
В ПАО «АЛРОСА» реализуется проект по сквозной интеграции планирования на базе платформы SAP S/4HANA, геологических решений Micromine и системы оперативного управления производством. В результате:
- планирование от разведки до продажи алмазов осуществляется в едином информационном контуре;
- снизилось время согласования планов между подразделениями;
- улучшено соответствие добычи требованиям к качеству сырья для конкретных клиентов.
Кейсы внедрения АСУ ГР
АСУ ГР (автоматизированные системы управления горными работами) включают в себя мониторинг буровзрывных работ, диспетчеризацию техники, контроль параметров выемки.
АО «СУЭК-Кузбасс» внедряет АСУ ГР с полным охватом буровзрывных, транспортных и выемочных работ. Система на базе платформы «Гранит-М» интегрирует GPS-мониторинг, телеметрию и визуализацию процессов. Это привело к 18% росту производительности техники и снижению затрат на топливо.
АО «Шахта Южная» (входит в «Русский уголь») реализовало проект по внедрению автоматизированной системы управления подземными горными работами. Система включает контроль за положением и параметрами работы очистных комплексов, анализ параметров вентиляции и состояния оборудования. Использование цифровых моделей рудничной атмосферы позволило повысить безопасность и минимизировать время реагирования при нештатных ситуациях.
Системы диспетчеризации, удаленного мониторинга, удаленного управления объектами, Mesh-сети
Современные системы диспетчеризации позволяют в режиме реального времени отслеживать состояние техники, ход работ, потребление ресурсов и уровень безопасности. Их внедрение особенно актуально в условиях труднодоступных и опасных объектов.
В АО «Уралкалий» внедрена централизованная система диспетчеризации шахт на базе платформы AVEVA System Platform. Она объединяет мониторинг машин, вентиляции, электрооборудования и параметров безопасности. Использование сетей стандарта Mesh позволяет поддерживать устойчивую связь даже в сложных горных условиях без прокладки кабеля.
ПАО «Полиметалл» на своих объектах в Магаданской области развернуло систему удалённого управления насосными станциями и вентиляционными установками через Mesh-сети. Это позволяет сократить количество персонала под землёй и повысить оперативность управления объектами.
Развитие промышленных беспроводных сетей (в том числе Wi-Fi 6 и LTE-Private) также активно происходит в АО «Русская платина», где реализуются проекты автономного управления буровыми станками на удалённых карьерах.
Практики применения ГГИС – проблемы, решения, перспективы
ГГИС — важнейший инструмент для формирования цифрового двойника месторождения. Однако существует ряд проблем:
- отсутствие единого стандарта хранения геоданных;
- сложности с обучением персонала;
- высокая стоимость лицензий и интеграции с ERP-системами.
Тем не менее, российские компании добиваются значительных успехов. В ПАО «АЛРОСА» внедрена корпоративная ГГИС на базе Micromine и GeoBank с глубокой интеграцией с SAP. Благодаря этому удалось создать единую информационную среду для всех геологоразведочных и проектных подразделений.
В ГК «Металлоинвест» внедряется собственная ГГИС-платформа на базе российских разработок, интегрированная с BI-системами и аналитикой. Это даёт возможность проводить моделирование экономических сценариев, оценку рентабельности новых объектов и автоматизированную генерацию проектных решений.
Также отмечается интерес к отечественным решениям: «ГИС Геомикс» и «ГИС-Тектоника» всё чаще применяются как альтернатива зарубежным аналогам в рамках политики импортозамещения.
Заключение
Автоматизация и цифровизация горнодобывающих предприятий становятся залогом устойчивости и конкурентоспособности в условиях глобальной трансформации промышленности. Эти и другие темы будут подробно рассмотрены на форуме Seymartec mining. Эффективность горнодобывающего производства — 2025, где соберутся лидеры отрасли, разработчики технологий и эксперты.
Регистрация: Seymartec mining. Эффективность горнодобывающего производства — 2025
