Карьеры модельной внешности: как спроектировать оптимальный карьер и работу в нем

Irina Dorokhova | Май 2, 2017 | Просмотров: 383

На последней сессии горнопромышленного форума МАЙНЕКС Центральная Азия ее докладчики предложили свое мнение о том, что необходимо, чтобы крупные горнодобывающие проекты работали успешно.

Иван Заведеев из «Гипроцветмета» рассказал об опыте института в проведении комплексных предпроектных исследований.

Герасимов Вначале докладчик напомнил, что такое «Гипроцветмет»: в 2008 году он вошел в состав корпорации «Ростех», занимается проектированием промышленных предприятий, в том числе горных и металлургических. Вместе с партнерами (российскими и зарубежными) институт готов оказывать проектные услуги от моделирования месторождений и постановки запасов на учет до сдачи предприятия в эксплуатацию. «Основная задача – предложить услуги одного окна», – отметил докладчик.

Основные проблемы, с которыми сталкиваются проекты, – задержка их реализации и перерасход смет. По данным Ивана Заведеева, только 20% предприятий запускаются в срок, а около 25% опаздывают с вводом более чем на год. Менее 20% проектов укладываются в запланированный бюджет. Перерасход варьируется от 15 до 100% (как правило – больше 50%). Наибольшие риски выйти за пределы бюджета у крупных инвестпроектов стоимостью более $2 млрд.

Главные факторы, определяющие перспективы проекта, – его размер, тип продукции и наличие инфраструктуры. Последний фактор самый значимый, поскольку в структуре капзатрат инвестиции в инфраструктуру могут составлять 60-70%.

На стадии проектирования перерасход может возникать из-за ошибок (в некоторых случаях полезно заказать независимый аудит проекта, чтобы на ранней стадии выявить недочеты), меняться количественные параметры (и, следовательно, переоценка объемов материалов и параметров оборудования).

На стадии строительства важнейшая причина перерасхода – рост стоимости материалов, оборудования, оплаты труда специалистов и другие внешние факторы – особенно в тех случаях, когда приходится переделывать.

Задерживаться проект может из-за противодействия местных сообществ (например, по экологическим причинам),  долгих разрешительных процедур, слабого рынка и отсутствия денег.

Чтобы таких проблем не возникало, докладчик предложил классическую схему конкретизации проекта от Scoping Study до рабочего проекта с долей неопределенности от -5% до +15%.

 

Заместитель гендиректора ОАО «ВИОГЕМ» Евгений Яницкий рассказал о важности проектирования геомеханических рисков и оценки устойчивости бортов и уступов глубоких карьеров. По его словам, если раньше угол наклона борта карьеров был 38-45°, то теперь проектируются карьеры с углами наклона 55-58°. Достигается это за счет увеличения угла откосов на конечном контуре карьера, высоты откосов уступов и сокращения ширины берм.

ЯницкийЕсть обратная сторона строительства более крутых бортов: работать на таком карьере будет опаснее. Найти баланс можно, если разумно управлять геомеханическими рисками на различных стадиях строительства карьера.

Первый блок задач – определение рисков, связанных с неоднородным качеством горных пород, неполным объемом геологической информации, нарушениями во время горных работ  и непрофессионализмом. Чтобы решить эту задачу, надо собрать статистику обрушений, геологические данные и информацию о том, как на самом деле ведутся горные работы.

Второй блок – анализ информации и выяснение, какова вероятность обрушения, когда и где именно оно может произойти, насколько велики будут последствия.

Третий блок – собственно работа по минимизации выявленных рисков и контроль этих решений.

Четвертый блок – контроль и мониторинг, обработка новых данных.

Евгений Яницкий заверил, что все деформации в скальном массиве обусловлены геолого-структурным фактором: устойчивость связана с разноориентированными разрывными нарушениями, которые при определенном взаиморасположении и форме уступов создают риск разрушений борта карьера. Важно выявить участки с наибольшей напряженной поверхностью скольжения и определить сдвиговые характеристики по трещинам – их надо получать методом обратных расчетов.

Если деформации уступов и, шире, борта карьера не видны, необходимо ориентироваться на геолого-структурные и маркшейдерские данные. И если коэффициент запаса устойчивости (КЗУ) оказывается меньше допустимых значений, предпринимаются меры для того, чтобы предотвратить разрушения или хотя бы минимизировать их или их последствия (например, закрепить неблагоприятные участки).

Также важно строить прогнозные модели с учетом строительства карьера. Первый способ – детерминированный прогноз (сопоставление геолого-структурных параметров и проекта строительства карьера) и вероятностный прогноз (имитационное моделирование).

Если установлена крупная потенциальная деформация или существует риск продолжения уже случившегося обрушения, важно понять, почему оно произошло (выявление геолого-структурных причин) и организовать мониторинг. Основной способ прогноза – детерминированный.

В России сейчас нет проработанной методики геолого-структурного сопровождения открытой отработки месторождений. Существующие методические рекомендации были разработаны в 1970-х годах и не учитывают современных технических средств и программных продуктов, которые могут дать более полную картину геомеханической ситуации.

Например, дистанционные методы сбора данных (дроны, лазеры, фотосъемка) делают процесс более быстрым, точным и безопасным. Специализированное ПО позволяет обрабатывать собранную информацию быстро, формируя графики, таблицы и диаграммы по выбранным параметрам.

Господин Яницкий рассказал об инструментах, используемых для измерений:

  • гироскопический трещиномерГТ-3М (для магнитных сред),
  • горный компас (для немагнитных сред),
  • лазерный сканер (для получения точной поверхности откосов и облака точек),
  • роботизированный комплекс видеометрических исследований стенок скважин для оценки трещиноватости внутри породного массива, в том числе получения азимутов и углов падения необходимых объектов,
  • беспилотные летательные аппараты и электронные тахеометры для картирования труднодоступных или небезопасных участков.

Обработка данных ведется в системе ГИС «Геомикс». Геолого-структурное картирование – это основа для понимания процессов, провоцирующих обрушение. На одном из проектов оно помогло понять, что движется не огромный массив высотой около 200 метров, а лишь несколько уступов (в целом массив оказался устойчивым), что позволило скорректировать проектное решение.

«Проектирование строительства глубоких карьеров должно базироваться только на всестороннем изучении геолого-структурных и инженерно-геологических факторов, при этом должны разрабатываться схемы районирования устойчивости уступов и бортов в целом», – отметил в финале своего выступления Евгений Яницкий. Цель районирования – не только найти неблагоприятные участки, но и разработать план действий, благодаря которым можно было бы нивелировать риски разрушения бортов карьеров.

 

Заведующий лабораторией геоинформационных систем ОАО «ВИОГЕМ» Андрей Герасимов представил ГИС «Геомикс», которую упомянул предыдущий докладчик.

ГерасимовРазработка системы началась в середине 1990-х. Заказчики готового продукта – крупные российские компании («Полюс», «ЕвроХим», «РУСАЛ»), а также казахстанская ERG. Главные задачи – сопровождение текущей работы по добыче, планирование и проектирование горных работ, планирование границ карьера, а также подсчет и переутверждение запасов, если необходимо нарастить производительность карьера.

Основа – создание горно-геологической модели на основе геологических, маркшейдерских данных. Система позволяет не только создавать модели, но и вести отчетную документацию, поэтому необязательно дополнительно использовать Autocad или подобные им системы. При формировании каркасной модели программа формирует единую границу двух соседних каркасов, что позволяет избежать наложения и несовмещения границ. Есть комплекс, позволяющий обрабатывать растровые изображения, делать автоматическую инвентаризацию.

В системе можно вести подсчет запасов методом вертикальных и горизонтальных сечений (требования ГКЗ), а также блочные модели (традиционный способ).

Вся документация, которая формируется для поддержки горных работ, соответствует требованиям Ростехнадзора.

Для планирования горных работ анализируется текущее состояние карьера, и выделяются области, которые можно отрабатывать «прямо сейчас» (план на год). После формирования прирезок моделируется новый подсчет запасов.

Для оперативного планирования есть опция планирования развала во время взрывных работ (практически уникальная технология, прошла испытания на нескольких крупных объектах), считает потери и засорения. Также с использованием численного моделирования можно задать оптимальную систему взрывания, чтобы получить минимальное разубоживание при взрыве.

При стратегическом планировании выделяются зоны, перспективные с точки зрения проведения горных работ. Учитываются затраты на добычу, транспортировку и переработку, и в итоге, с использованием метода «плавающего конуса» получается контур карьера, который может считаться оптимальным.

По словам Андрея Герасимова, система подходит не только для открытой, но и для подземной отработки.

 

Модератор сессии Николай Еньшин поинтересовался, каким именно образом сравнивались реальные результаты по разубоживанию, потерям и содержания при взрывных работах со сделанной моделью, и каковы были результаты.

Андрей Герасимов объяснил, что при внедрении технологий проводятся опытно-промышленные испытания: закладывается система маркеров (бурятся дополнительные скважины). Маркеры отличаются по высоте и цвету. В процессе отработки блока фиксируется положение маркеров (ведется съемка). Позиции маркеров также смоделированы в системе. Затем модель сравнивается с реальностью. По словам господина Герасимова, совпадение 90%. «А каким образом на основании того, что вы получаете фактический материал по положению развала после взрыва, у вас есть возможность моделировать взрыв?» — продолжил господин Еньшин. «После того, как мы убедились, что модель адекватна, все дальнейшие взрывы производятся в системе, и результаты используются или для оптимизации рудопотока, если мы блочную модель отдаем в систему диспетчеризации, или они используются для подсчета потерь и засорения». В дальнейшем опытно-промышленные испытания не нужны. В ответ на вопрос об измерении крупности Андрей Герасимов отметил, что грансостав именно этот модуль не моделирует, этим занимается другой модуль.

Фактически, Андрей Герасимов ответил на вопросы о моделировании взрывов, которые двумя днями ранее глава «ВИОГЕМа» Сергей Серый задавал на мастер-классе МАЙНЕКС-Центральная Азия коллегам Николая Еньшина по SRK Consulting.

facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmailby feather
Рейтинг: 0

Автор публикации

не в сети 6 часов

Irina Dorokhova

11
Комментарии: 0Публикации: 273Регистрация: 26-02-2016