Эффективное управление хвостовым хозяйством на горно-обогатительном комбинате (ГОКе) — это не только вопрос соблюдения нормативов промышленной безопасности и экологии, но и стратегический фактор повышения общей эффективности горнодобывающего бизнеса. Сегодня перед предприятиями стоит задача не просто безопасного хранения отходов, но и активного вовлечения их в производственные цепочки, сокращения площади хвостохранилищ, минимизации водопотребления и обеспечения устойчивого развития.
Крупные инвестиционные проекты по модернизации и строительству новых хвостохранилищ
Хвостохранилища традиционно занимают обширные территории и требуют особого внимания к проектированию, строительству и эксплуатации. Новые объекты проектируются с учетом рисков изменения климата, повышения частоты экстремальных погодных явлений и ужесточения требований по безопасности.
Среди значимых проектов можно отметить строительство нового хвостохранилища «Северный К-2» компанией ПАО «ГМК «Норильский никель»». Проект включал в себя применение технологий послойного намыва, комплексную систему мониторинга состояния плотин, а также интеграцию решения для управления водным балансом объекта. Инвестиции в строительство составили порядка 15 млрд рублей.
На ПАО «Полюс» реализован масштабный проект по реконструкции хвостохранилища на Благодатнинском ГОКе. Внедрены технологии высококонцентрированного складирования хвостов, что позволило значительно снизить водонасыщение масс и обеспечить высокую устойчивость дамб даже при экстремальных погодных условиях.
Современные цифровые методы управления хвостохранилищами
Цифровизация хвостового хозяйства включает разработку цифровых двойников, автоматизированных систем управления дамбами и моделей прогноза устойчивости сооружений. Эти решения обеспечивают непрерывный сбор данных, их анализ и визуализацию в режиме реального времени.
Ведущие ГОКи внедряют системы цифрового двойника, основанные на платформах типа Bentley OpenGround и Dassault Systèmes 3DEXPERIENCE. Такие решения позволяют моделировать сценарии воздействия факторов риска (осадки, землетрясения, рост давления воды) на устойчивость дамб и заблаговременно выявлять опасные тенденции.
На примере АО «Карельский окатыш» видно, как цифровизация повысила безопасность: IoT-сенсоры отслеживают перемещение плотины с точностью до миллиметров, а данные мгновенно отображаются в аналитическом центре управления производством.
Современные практики обеспечения мониторинга и оценки технического состояния хвостохранилищ
Регулярный мониторинг состояния хвостохранилищ включает комплекс мероприятий:
- Геотехнические обследования;
- Лазерное сканирование и фотограмметрию;
- Контроль влажности и температуры тела плотины;
- Мониторинг водного баланса.
Современные практики включают использование БПЛА для высокоточной аэрофотосъемки и построения цифровых моделей рельефа, что позволяет выявлять зоны возможного оседания или эрозии.
Так, УК «УГМК-Холдинг» внедрила автоматизированную систему на базе БПЛА, оснащенных мультиспектральными камерами и лидарами. Данные обрабатываются в специализированных геоинформационных системах, что позволяет максимально оперативно реагировать на возможные угрозы.
Масштабирование технологических решений по сгущению пульп
Процесс сгущения пульп представляет собой предварительное обезвоживание технологических отходов, необходимое для снижения нагрузки на хвостохранилище и минимизации потерь воды.
Современные глубокие сгустители обеспечивают высокую концентрацию твёрдой фазы — более 65%. Использование полимерных флокулянтов ускоряет процесс осаждения твердых частиц.
На Михайловском ГОКе внедрены сгустители Outotec High Rate с автоматическим регулированием дозировки флокулянта и уровня шлама. Благодаря этому удалось добиться сокращения объема перекачиваемой воды, а также значительно сократить энергозатраты на транспортировку пульпы.
Автоматизация обезвоживания продуктов обогащения
Обезвоживание продуктов обогащения критично для эффективной работы ГОКа: чем выше степень удаления влаги, тем ниже затраты на транспортировку и хранение.
Наиболее распространенные технологии включают:
- Мембранные фильтр-прессы;
- Вакуумные дисковые и ленточные фильтры;
- Центрифуги высокой производительности.
На объектах ПАО «АЛРОСА» установлены автоматизированные мембранные фильтр-прессы марки ANDRITZ, которые работают в безоператорном режиме и позволяют добиться содержания влаги в обезвоженном продукте на уровне менее 15%. Управление фильтрами интегрировано в единую производственную SCADA-систему.
Отечественные решения в технологиях и оборудовании обработки технологических вод и отходов
Импортозамещение в сегменте водоочистки и рециклинга стало важнейшим направлением развития отечественной промышленности.
Среди эффективных российских решений:
- Установки мембранной фильтрации от НПО «Экосфера»;
- Станции ультрафильтрации на базе модулей от компании «РусМембрана»;
- Комплексные системы химико-механической очистки от ГК «Водоочистка».
На Оленегорском ГОКе внедрена модульная станция ультрафильтрации с локальной интеграцией в технологический контур обогащения руд. Это позволило организовать полный цикл рециркуляции воды с экономией до 80% свежего водопотребления.
Современные способы разработки, перемещения и утилизации пустой породы
Работа с пустой породой выходит за рамки её обычного складирования. Сегодня активно применяются:
- Интеллектуальные автосамосвалы без водителей;
- Конвейерные комплексы, протяжённостью до нескольких километров;
- Рециклинг пустой породы для производства стройматериалов.
АО «Апатит» успешно внедряет роботизированные конвейерные линии для транспортировки пустой породы на расстояния свыше 7 км. При этом используются системы автоматического контроля загрузки и состояния конвейеров, что минимизирует риск аварий и оптимизирует потребление энергии.
Доступные и эффективные разработки в области переработки хвостов и технологенных отходов
Технологии переработки хвостов становятся одним из важнейших факторов снижения нагрузки на окружающую среду и повышения извлечения полезных компонентов.
Наиболее перспективные направления:
- Гидрометаллургия (выщелачивание металлов);
- Производство стройматериалов на основе отходов (цементы, кирпичи, блоки);
- Биотехнологии (очистка хвостов с применением микроорганизмов).
Компания ООО «Русская Платина» успешно реализовала проект по переработке хвостов с использованием гидрометаллургической технологии ультратонкого выщелачивания. Это позволило дополнительно извлекать до 10% ранее утраченных металлов, увеличивая общую рентабельность производства на 7%.
Заключение
В современных условиях грамотное управление хвостовым хозяйством требует интеграции передовых технологических решений, применения цифровых инструментов и активной переработки отходов. Предприятия, инвестирующие в модернизацию своих хвостохранилищ и внедрение новых методов мониторинга и обработки технологических отходов, получают серьёзные конкурентные преимущества: повышение уровня безопасности, снижение воздействия на окружающую среду, увеличение рентабельности производства.
Эти и другие вопросы комплексного развития отрасли будут подробно обсуждаться на форуме Seymartec mining. Эффективность горнодобывающего производства — 2025, где соберутся ведущие эксперты, представители предприятий и разработчики технологий.
Регистрация: Seymartec mining. Эффективность горнодобывающего производства — 2025
