Современные условия разработки месторождений — это всё более сложные геологические разрезы, возросшая глубина, ужесточение требований к промышленной безопасности и экологическим стандартам. Подземная добыча трансформируется за счёт цифровизации, автоматизации процессов, интеграции ИИ и энергосберегающих решений. Ниже представлены ключевые направления технологического развития, способствующие повышению эффективности и безопасности подземных горных работ.
Управление рудопотоком и стабилизация качества сырья
Управление рудопотоком — это не просто логистика перемещения руды от забоя к переработке. Это комплексная задача, направленная на обеспечение равномерной подачи по качественным и количественным показателям. Для этого используются системы онлайн-мониторинга состава руды на транспортерных лентах, цифровые блок-модели, машинное обучение и модули предиктивной аналитики.
К примеру, на «Олимпиадинском ГОКе» (ГК «Полюс») используется интегрированная система управления рудопотоком, которая сочетает рентгенофлуоресцентные датчики, GPS-слежение за автосамосвалами и алгоритмы оптимизации подачи на фабрику. Это позволило снизить содержание посторонних включений и стабилизировать производственные показатели по золоту.
Преимущества:
- Повышение коэффициента извлечения;
- Снижение простоев обогатительного оборудования;
- Исключение резких колебаний в составе сырья.
Улучшение качества добычи потерянных руд
Потерянные руды — это те, что остаются в массивах из-за технической невозможности их извлечения или из-за низкой экономической эффективности. Современные методы перерасчёта запасов с применением ГИС и 3D-сканирования (LIDAR, фотограмметрия) позволяют выявить залежи остаточной руды и оценить рентабельность их повторного освоения.
Компания «Русская платина» использует лазерное сканирование выработанных пространств и анализ геостатистических данных, что дало возможность вернуть в разработку ранее списанные участки с минимальным вмешательством в инфраструктуру.
Особенности:
- Применение направленного буровзрыва для локального отделения руд;
- Использование дронов для картирования подземных пространств.
Оптимизация очистной добычи и подземное предобогащение
Очистная выемка — критически важный процесс, на котором чаще всего фиксируются основные потери металла. Подземное предобогащение, внедряемое всё шире, позволяет уменьшить объём пустой породы, транспортируемой на поверхность.
На Ковдорском ГОКе (ГК «ФосАгро») внедрена система рентгенорадиометрического обогащения руды прямо в подземных условиях. Это позволило на 15% снизить затраты на транспорт и переработку, сократив энергопотребление на 12%.
Преимущества:
- Повышение эффективности логистики;
- Быстрая сортировка руды без доставки на фабрику;
- Снижение нагрузки на обогатительные мощности.
Цифровое планирование отработки и моделирование подземных пространств
Применение 3D-моделирования позволяет разрабатывать сценарии отработки с учётом геомеханических рисков, рентабельности блоков и оптимизации логистики. Системы типа Deswik, Datamine и Micromine применяются для динамического планирования, что особенно актуально для глубоких рудников.
На «Скалистой» шахте (ГМК «Норникель») создана цифровая модель рудника, обновляемая в реальном времени. Модель используется для синхронизации действий инженерных служб, планирования проходки и оперативного реагирования на изменения геологических условий.
Дополнительно:
- Интеграция моделей с BIM-платформами и SCADA;
- Возможность проведения имитационного моделирования.
Удалённое управление лавой, безлюдная выемка и проходка
Удалённые и автономные технологии позволяют снизить присутствие персонала в опасных зонах. Используются телемеханические системы, операторские пульты, роботизированные проходческие комплексы.
На шахте «Таймырская» используется автономный комбайн производства Sandvik с возможностью удалённого управления. Оператор работает из защищённой кабины на поверхности. Это особенно важно при разработке нестабильных пород с риском обрушений.
Эффекты:
- Рост производительности на 15–20%;
- Снижение аварийности до нуля в ряде операций.
Модернизация вентиляции для сокращения энергозатрат
Системы вентиляции потребляют до 40% всей электроэнергии подземного предприятия. Переход на интеллектуальные системы с VoD (Ventilation on Demand) позволяет в разы снизить энергопотребление.
На «Шерегешском руднике» (АО «Сибирь-Полиметаллы») реализована VoD-система, которая регулирует объём воздуха в зависимости от активности оборудования и присутствия персонала. Экономия составила более 28% энергозатрат по сравнению с традиционными схемами.
Ключевые технологии:
- Частотно-регулируемые приводы;
- Сенсорика качества воздуха;
- Интеграция с позиционированием персонала.
Безаварийное бурение геологоразведочных скважин при опережающем строительстве выработок
Геологоразведочное бурение — неотъемлемый этап как при оценке месторождений, так и при опережающем строительстве выработок. Однако в подземных условиях оно сопряжено с рисками — от прорывов воды и газов до обрушения нестабильных пород. Безаварийность бурения обеспечивается комплексом технических и цифровых решений: автоматизированными буровыми установками, интеллектуальными системами контроля параметров, постоянным мониторингом геомеханической обстановки.
На крупных шахтах, таких как «Индинская» и «Айхал» (АО «Алроса»), используются буровые комплексы Epiroc с цифровыми модулями контроля. Машина в режиме реального времени собирает и анализирует данные по крутящему моменту, скорости подачи и давлению в стволе. При выявлении признаков аномалий, система автоматически останавливает бурение и информирует оператора. Это минимизирует вероятность прорыва в зону повышенной влажности или газонасыщенности.
Особенности и преимущества:
- Цифровые датчики (вибрации, давления, отклонения от оси);
- Снижение человеческого фактора;
- Интеграция с геомеханическими моделями для точного позиционирования стволов;
- Возможность дистанционного управления и настройки параметров бурения.
В условиях обводнённых пород или в зонах тектонической активности такие технологии становятся критически важными для безопасного ввода новых горизонтов в эксплуатацию.
Модернизация систем позиционирования горнорабочих и техники на подземных объектах
Точное позиционирование техники и персонала — основа цифровой трансформации подземных рудников. В условиях полной или частичной потери GPS-сигнала применяется гибридная система отслеживания: Wi-Fi, BLE-маяки, UWB (широкополосные системы) и RFID-технологии. Данные системы не только повышают безопасность, но и позволяют анализировать логи перемещений для повышения производительности и оптимизации маршрутов.
На шахтах АО «Апатит» (входит в ГК «ФосАгро») внедрена система позиционирования, разработанная российской ИТ-компанией «КРОК». Технология основана на UWB-метках и Wi-Fi-трекинге, обеспечивая точность до 50 см. Система интегрирована с цифровой картой рудника и позволяет в реальном времени отслеживать перемещение сотрудников и техники. В случае отклонения от маршрута или пребывания в опасной зоне дольше допустимого времени система автоматически направляет сигнал диспетчеру.
Преимущества технологии:
- Повышение оперативности в случае ЧС;
- Контроль производственной дисциплины и загрузки персонала;
- Анализ «узких мест» в логистике под землёй;
- Интеграция с системами вентиляции (подача воздуха по присутствию).
Такие системы — необходимая часть цифровых шахт и основа для внедрения автономных решений в будущем.
Применение симуляторов подземных буровых станков для обучения сотрудников
Подземная горная техника требует от операторов высокой квалификации и точности работы. Ошибки на этапе бурения и подготовки забоя могут привести к снижению производительности, порче оборудования или даже аварийным ситуациям. Для снижения рисков и повышения квалификации персонала всё шире применяются цифровые тренажёры, имитирующие реальные условия работы буровых станков.
На Лебединском ГОКе и ОЭМК (входит в «Металлоинвест») применяются симуляторы IM360 от компании Immersive Technologies. Эти тренажёры воссоздают рабочее место оператора с полным комплексом органов управления, системой обратной связи и визуализацией на 360-градусных экранах. Обучение проводится по индивидуальным программам: от базовой подготовки до сценариев ЧС и отработки действий в нестандартных условиях.
Ключевые особенности:
- Поддержка VR/AR-сред;
- Моделирование различных типов пород и буровых режимов;
- Анализ ошибок с автоматическим созданием отчётов по обучению;
- Возможность подключения к цифровому двойнику рудника.
Результаты: время обучения операторов сократилось в 2–2,5 раза, а количество допущенных ошибок в первый месяц работы — на 40–60%. Кроме того, снижается нагрузка на оборудование, так как практические навыки отрабатываются в безопасной виртуальной среде.
Заключение
Эти и другие аспекты повышения эффективности подземной добычи будут детально рассмотрены на отраслевом форуме Seymartec mining. Эффективность горнодобывающего производства — 2025, где ведущие предприятия поделятся реальными кейсами, результатами и стратегиями развития.
Регистрация: Seymartec mining. Эффективность горнодобывающего производства — 2025
