Чем опасны гидротехнические сооружения и почему нужен их мониторинг
Весной 2023 года Госдума РФ приняла поправки в закон № 2395-1 «О недрах». Перечень мер по защите животного и растительного мира, которые обитают на выданных в пользование участках недр в процессе разработки. Однако уже сейчас известно, что будет усилена ответственность недропользователей за ликвидацию нанесенного вреда окружающей среде – “убирать за собой” теперь нужно независимо от того, закончился ли срок действия лицензии или нет, что повлечет дополнительные расходы на такие мероприятия со стороны добывающих компаний.
Тщательней следить будут и за состоянием хвостохранилищ – специальных гидротехнических сооружений (ГТС), которые являются потенциальным источником экологической опасности. В них хранятся опасные отходы, образующиеся в процессе ведения горных работ, и прорыв ГТС грозит утечками токсичных “хвостов”.
Эксперты утверждают, что сегодня есть все возможности минимизировать риски аварий на ГТС и их последствия, используя цифровые решения.
Зачем контролировать хвостохранилища
Повышенное внимание государства к добыче не случайно. На месте выработки всегда остается большое количество опасных отходов, которые, как правило, хранятся в хвостохранилищах. Аварии происходят на этих “полигонах” с пугающей частотой. Обычно это связано с тем, что дамбы, удерживающие отходы, имеют свойство со временем деформироваться и впоследствии разрушаться. Всего за последнее десятилетие в мире было зарегистрировано более 50 крупных инцидентов, которые приводили к сбросам в окружающую среду колоссальных объемов вредных отходов. Одной из последних аварий стала утечка на месторождении битумных песков Керл компании Imperial Oil в Канаде. В 2023 году экологи обнаружили, что в течение последнего года из хвостохранилищ месторождения вытекали промышленные сточные воды, содержащие токсины, в том числе мышьяк и растворенное железо.
От того, насколько ответственно каждое добывающее предприятие подходит к вопросам обращения с отходами и эксплуатации ГТС, зависит экологическое будущее территорий, на которых велась добыча. Кроме того, ликвидация последствий подобных аварий всегда дорого обходится компаниям – в финансовые издержки входит не только проведение восстановительных работ и возмещение потерь оборудования, но и выплаты разного рода компенсаций и штрафов. Например, разрушительная катастрофа, произошедшая 25 января 2019 года на дамбе горнодобывающей компании Vale в Брумадинью (Бразилия), обошлась ей в $7,4 млрд в 2019 году и еще в $5,25 млрд в 2020 году. Помимо этого, компания понесла серьезные репутационные потери – ее кредитный рейтинг, по данным агентства Fitch Ratings, упал до BBB.
Аварии на хвостохранилищах могут привести и к полной остановке добывающих работ компании на неопределенное время, что также повлечет за собой колоссальные убытки.
Как предотвратить аварию?
Сегодня такой критически важный объект на месторождении, как хвостохранилище, зачастую контролируется компаниями по устаревшим технологиям, сбор данных о состоянии этих сооружений вообще осуществляется вручную. Этот подход, конечно, затрудняет раннее прогнозирование и возможность вовремя среагировать и предотвратить инцидент.
Между тем, по мнению экспертов, 99% аварийных случаев, произошедших на хвостохранилищах, можно было предотвратить. «Сделать это возможно за счет проактивного прогнозирования: изучения объекта, наблюдения за состоянием дамб и их деформацией в режиме реального времени и оперативного предсказания поведения гидротехнических сооружений», – говорит директор по отраслевым решениям в горнодобывающей промышленности компании КРОК Алексей Медведев. По его словам, в этом добывающим компаниям помогают цифровые технологии. «В частности, предотвратить аварии или смягчить их последующий ущерб возможно, используя комплекс программного обеспечения для геотехнического мониторинга. Эта технология наряду с комплексом дополнительных мер позволяет повысить безопасность и производительность горных работ», – рассказывает Алексей Медведев.
Поэтому добывающие компании все чаще начинают применять цифровые технологии для управления своими хвостовыми хозяйствами. Например, золотодобывающая компания «Полюс» использует специальное программное обеспечение для предприятий горнодобывающей отрасли – систему мониторинга и управления гидротехническими сооружениями (СМУ ГТС). В рамках реализации стратегии по устойчивому развитию бизнеса компания внедрила системы для контроля и управления хвостохранилищами на своем крупнейшем предприятии – Олимпиадинском ГОКе. После успешного пилота на золоторудном месторождении в Красноярске «Полюс» планирует тиражировать СМУ ГТС на другие свои объекты.
«Внедрение СМУ ГТС позволяет сформировать комплексное видение процессов контроля над дамбами на всех стадиях разработки и обеспечить руководителей компании и специалистов разного уровня информацией для повышения оперативности управленческих решений и действий по снижению рисков разрушения дамб», – говорит Алексей Медведев.
Что показывает система мониторинга сотруднику ГТС
Алгоритм функционирования системы мониторинга и управления ГТС следующий.
СМУ ГТС сводит в единую информационную среду данные, полученные в результате маркшейдерских измерений с датчиков, которые непрерывно передают информацию о состоянии хвостохранилищ. Причем в системе аккумулируются данные, собранные как путем поверхностного наблюдения, так и подземного (скважинного) мониторинга.
После автоматического опроса датчиков система производит обработку измерительной информации и результатов натурных наблюдений, осуществляет оперативную диагностику состояния ГТС: выполняет вычисления и сравнение значений полученных диагностических показателей с критериями безопасности, а также делает прогноз на основании исторических данных. Затем система отображает данные контрольно-измерительной аппаратуры с помощью изменяющегося цветового кода в формате «светофорной модели» и выводит отчет о состоянии хвостохранилища на дашборд в виде его 3D-модели.
Если система вдруг фиксирует отклонения от нормы, она формирует предупреждающие сигналы и передает их в виде сообщений на мобильные средства связи пользователя. Таким образом, персонал компании может оперативно отреагировать, предпринять предупреждающие действия и нивелировать потенциальные риски.
Эта технологическая платформа также позволяет специалистам на местах отказаться от документов в бумажной форме, которые нужно отправлять в офисы разным пользователям. При этом информация будет надежно защищена, а доступ к отчётам — максимально удобен.
В чем удобство для владельца ГОК
Большинство датчиков, необходимых для внедрения СМУ ГТС, уже установлено на многих месторождениях. ГОКу остаётся только подключить эти датчики и другие источники информации к программному обеспечению этой системы. Далее система сама будет собирать, накапливать, обрабатывать и анализировать полученные с участков мониторинга данные, а также проводить оценку изменений состояния гидротехнических сооружений для прогноза вероятности их обрушений и автоматически оповещать о возможных проблемах с указанием координат аварийного участка.
СМУ ГТС интегрируется с такими информационными системами, как корпоративная система управления нормативно-справочной информацией (КСУ НСИ), АСУ ТП, лабораторная информационная система (ЛИМС), с внешними системами, которые находятся вне контура обогатительных комбинатов, например, ИС для сбора сведений о климатических данных и др.
К системе могут быть подключены различные гидротехнические сооружения обогатительной фабрики, например, пруд-отстойник (непосредственно хвостохранилище), его ограждающая дамба, дренажные насосные станции с системой трубопроводов, пульпопроводы и трубопроводы оборотной воды.
«Сегодня цифровые технологии позволяют современным предприятиям быть на шаг впереди: располагая современными средствами мониторинга и пользуясь достоверными методами прогнозирования поведения деформаций внутри и снаружи дамб хвостохранилищ, горнодобывающие компании могут проводить объективную оценку рисков и вовремя принимать меры по их устранению», – отмечает Алексей Медведев. По его словам, такие технологии, как СМУ ГТС способствуют обеспечению промышленной безопасности и непрерывности производственных процессов на всех этапах добычи полезных ископаемых, а также снижению человеческих жертв и вреда, нанесенного окружающей среде.
