Татьяна Астафьева
Об успешном опыте внедрения цифровых технологий в горнодобывающей промышленности рассказываем на примере АО «УК «Кузбассразрезуголь»
Максимальная рентабельность, а также безопасность производства для людей и региона присутствия, пожалуй, главное сегодня в добывающей промышленности. И этого можно добиться благодаря внедрению новых технологий.
Данную задачу успешно решают в АО «УК «Кузбассразрезуголь». А мы рассказываем, какие цифровые решения компания уже применила на своих производственных площадках и какого эффекта это позволило добиться.
Цифровая стратегия и зачем она нужна
По пути цифровизации «Кузбассразрезуголь» идёт последние несколько лет, поэтапно внедряя принятую стратегию применения современных технологий и искусственного интеллекта. Главные цели реализации данного плана, конечно, повышение эффективности и рентабельности производства. Но ответственные специалисты компании заявляют: все это необходимо ещё и для повышения уровня безопасности сотрудников производственных площадок, повышения уровня защиты окружающей среды.
Поэтому заместитель директора — технический директор компании Станислав Матва в интервью, говоря о ключевых задачах, отметил: одна из целей «Кузбассразрезугля» — формирование многоопционной и многоцелевой системы безопасности и внедрение дистанционного контроля на участках с повышенными производственными рисками.
В компании «Кузбассразрезуголь» давно определили для себя цифровую стратегию, ее реализация состоит из нескольких последовательных этапов:
• введение на промплощадках решений, эффективных с точки зрения экономической составляющей. Одна из ключевых ступеней здесь — диспетчеризация, и далее распространение ее на все филиалы компании;
• создание трёхмерных цифровых двойников разрезов;
• внедрение на всех этапах производства новейших систем контроля.
Первый этап цифровой стратегии
Теперь остановимся на каждом цифровом решении более подробно.
Казалось бы, глобальное внедрение «цифры» и снижение до нуля рисков для сотрудников на производстве — где здесь связь? А ее легко можно отследить на первом этапе цифровизации, которым стала диспетчеризация. Это связка в единую систему слежения и контроля всех используемых на площадке технических средств — от вспомогательного оборудования до тяжёлых карьерных машин.
Такая система позволяет видеть в режиме реального времени весь производственный процесс, а также предотвращать попадание технической единицы или человека в зону риска. Экономика есть и здесь: после внедрения данного решения коэффициент организации рабочего времени становится выше, а ненужные холостые передвижения техники сводятся к нулю.
Георадар все видит
Одно из возможных ЧП, которое может случиться на горных предприятиях, — обрушение откосов бортов и отвалов. Чтобы этого не произошло, за ними нужен постоянный контроль.
В УК «Кузбассразрезуголь» проблему решили ещё два года назад. В 2018-м протестировали, а в начале 2019-го ввели в постоянную эксплуатацию новую цифровую систему безопасности — георадар IBIS-Rover.
Это комплекс оборудования стоимостью около 30 млн руб. с назначением постоянного мониторинга состояния откосов бортов и отвалов, с реакцией на малейшие подвижки.
Как комплекс работает:
• каждые 2–5 минут радар оценивает массивы, их вид и размеры с помощью камеры высокого разрешения и реагирует даже на малейшие передвижения породы. Прибор способен улавливать подвижки до 0,1 мм;
• полученные данные оборудование отправляет маркшейдерам и в диспетчерскую службу;
• далее полученная информация поступает в специальную программу, которая максимально быстро проводит анализ и выдаёт уже готовые графики и карты. Каждое поступление данных остаётся в памяти программы, это позволяет оценить состояние бортов и отвалов в динамике и даёт чёткое понимание, есть ли подвижки;
• если приборы покажут изменения и отклонения новых параметров от предыдущих, а значит, риск вероятного обрушения, радар подаст сигнал, и это позволит оперативно вывести из зоны возможной опасности людей и технику. Также у радара есть возможность настройки СМС-оповещения ответственных специалистов с делением их на группы. Это удобно при настройке рассылки — оповещение о разных уровнях риска разных групп специалистов.
Следить за дном
По типу контроля состояния отвалов и бортов георадарами в УК «Кузбассразрезуголь» используют систему мониторинга гидротехнических сооружений — тоже на основе цифровых технологий.
Дело в том, что все технологические водоёмы требуют обязательного постоянного мониторинга состояния подводных намывных отложений, а также всех водоёмов, находящихся в ведомстве предприятий, во время паводка. Это нужно опять же для обеспечения безопасности, в данном случае — безопасности работ маркшейдеров. Проводят мониторинг с помощью специального цифрового комплекса. Устройство выглядит как небольшая лодка, только в ее дно вмонтирован эхолот, а на борту — высокоточный GPS-приёмник геодезического класса. Пассажиров в лодке нет, ею управляет оператор дистанционно, с суши. В этом и заключается главный нюанс, обеспечивающий безопасность проведения маркшейдерских работ.
Прибор тестирует рельеф дна, сравнивает данные с предыдущими показаниями, делает вывод об изменениях неровностей и оповещает об этом специалистов.
Больше, чем мобильная связь
Цифровые технологии работают и на улучшение качества связи. О том, насколько важна своевременная, оперативная коммуникация между участками, производственными площадками и в их пределах, говорить, пожалуй, излишне. Год назад «Кузбассразрезуголь» обеспечил Бачатский разрез новейшей системой технологической радиосвязи. Она пришла на замену технологиям, которые использовали здесь ещё с 1980-х.
В состав внедрённого комплекта связи входит 510 радиостанций нового формата, 214 из них — переносные. А сигнал обеспечивают две вышки — они могут работать в течение четырёх часов без питания от внешнего источника, что предохраняет от потери связи в случае, например, аварийного отключения электроэнергии.
Преимущества такой радиосвязи:
• наличие транкинга — каналы связи распределяются между пользователями автоматически, и радиоканалов и оборудования для обеспечения коммуникаций необходимо меньше;
• можно устанавливать конференц-связь сразу с несколькими абонентами, соединение мгновенное, у мобильной связи такая функция отсутствует;
• кроме стандартного набора опций — вызова одного абонента или сразу нескольких, у данной технологии связи имеется функция «маячка» — отслеживание, где находится сотрудник, машина или оборудование. Таким образом, данное новое решение не только выполняет прямую функцию, но и работает на гарантию безопасности;
• адаптация оборудования к суровым сибирским условиям, что обеспечивает наличие связи даже при экстремальных температурах и других климатических особенностях Сибири.
Как отмечает начальник управления энергообеспечения «Кузбассразрезугля» Сергей Ковин, такую систему связи компания начала использовать первой в Кемеровской области, а также одной из первых в стране.
Внедрение цифровой коммуникации нового уровня на Бачатском разрезе стало пилотным проектом, после чего такой же связью планируется обеспечить остальные предприятия компании.
Часть маркшейдерских работ берут на себя беспилотники
В рамках программы цифровизации компания приступила к внедрению беспилотных летательных аппаратов. В начале 2020-го предприятие «приняло» в свой коллектив восемь таких помощников. Квадрокоптеры будут работать во всех филиалах, один останется в аппарате управления. Для использования беспилотников 11 сотрудников компании прошли специальное обучение, саму технику зарегистрировали по всем правилам.
Назначение этих гаджетов: аэросъёмка, маркшейдерские работы, тепловизионный мониторинг. Но главное — существенная помощь специалистам. Понятно, что квадрокоптер, в отличие от человека, способен работать почти в любых, даже самых неблагоприятных погодных условиях (за исключением тех, когда полёты таких аппаратов запрещены). Поэтому их применение ещё повысит безопасность труда.
И, конечно, за беспилотниками — повышение эффективности работы: они снимают максимально точные данные и передают их оперативно. Позже их загружают в специальную программу и создают цифровую модель месторождений. А от этого во многом зависит дальнейшее стратегическое планирование работы всего производства.
Контроль усталости водителей
Ни для кого не секрет, что причина многих ЧП на производстве — человеческий фактор. Благодаря цифровым технологиям этот риск можно снизить.
Компания «Кузбассразрезуголь» стала первой в угольной промышленности России, начавшей внедрять систему мониторинга, которая будет контролировать степень усталости водителей карьерной техники. Для начала на предприятии купили три комплекса отечественного производства «ОКО Майнинг». Их решили установить на самосвалах, имеющих приписку к Кедровскому разрезу.
Эта система интеллектуальная и бесконтактная, в постоянном режиме следит за движениями головы и глаз работника, управляющего машиной. По определённым параметрам прибор «вычисляет» усталость человека и подаёт сигнал. Таким образом, помогает поддерживать на необходимом уровне внимание, когда оно снижается во время многочасовой работы и при выполнении однотипных производственных задач.
В течение 2020 года ещё несколько десятков таких систем мониторинга и контроля поступили на другие предприятия компании.
Оптимизация взрывных работ
Буровые установки в УК «Кузбассразрезуголь» тоже взяли под дистанционный контроль. Это делают в рамках реализации проекта «Позиционирование буровых станков».
Такое решение необходимо для того, чтобы сделать максимально эффективными, точными и безопасными взрывные работы. Происходит это следующим образом: специалисты с помощью особой программы составляют паспорт буровых работ. Его в электронном виде получает машинист установки, и он ведёт бурение исходя из заданных параметров. А высокоточные GPS-навигаторы, которыми оснащены эти машины, определяют реальные данные проведения работ — крепость породы, которую бурят. Благодаря этому подбирается такое количество взрывчатки, которое нужно для получения после взрывработ горной массы необходимых параметров. То есть если взрывают, скажем, уголь, ориентируются на то, какой размер породы будет нужен конечному потребителю. Также ориентируются под возможности экскаватора, который работает в карьере.
Цифровизация этого этапа деятельности компании привела к более разумному проведению взрывных работ и снижению затрат.
Для чего нужны цифровые двойники?
В прошлом году в УК «Кузбассразрезуголь» провели масштабную работу в рамках реализации программы цифровизации горного производства. В компании создали 3D-модели двух угольных разрезов — Бачатского и Талдинского.
Это точные цифровые копии производственных площадок, содержащих всю необходимую информацию о них, которые создают с помощью специальной программы.
Для чего нужны виртуальные двойники? Они позволяют:
• наиболее эффективно анализировать производственную деятельность;
• с максимальной результативностью на основе данных анализа принимать управленческие решения;
• адекватно проектировать и планировать дальнейшую работу.
Как следствие, все вышеперечисленное приводит не только к повышению эффективности производства и выведению его на качественно новый уровень, но и делает более безопасным выполнение горных работ — как для сотрудников, так и для экологии региона присутствия. Далее специалисты компании приступят к формированию 3D-моделей других разрезов.
Кстати, специалисты «Кузбассразрезугля» активно делятся своими разработками с коллегами, показывая, как работает цифровизация и какие эффекты она приносит. Чтобы все могли не только оценить такие решения, но и, возможно, внедрить их с максимально положительным результатом на своих площадках.
