Путь к урану

«Интеллектуальное моделирование вариантов добычи». Такую фразу наши прадедушки наверняка бы сочли цитатой из научно-фантастического романа. А сегодня этим фактом вряд ли кого-то можно удивить: цифровые технологии — это уже давно промышленная реальность, и горнорудному сегменту атомной индустрии, которую всё ещё окружает ореол футуристичности, цифровизация действительно «к лицу».

В последнее время о цифровых технологиях, в том числе в добыче, говорят много. Кажется, что они вошли в добывающую индустрию недавно и внезапно. Но внезапно тут как раз не получится — процесс очевидно эволюционный.

IT- директор АО «Атомредметзолото» Вячеслав Галактионов отмечает, что внедрять и разрабатывать «умные» технологии в уранодобыче начали давно — эти задачи диктует время.

Но именно в последние годы компания структурировала «цифровые вопросы»: утвердила программу до 2030 года, выделила основные направления, привела работу по цифровизации в соответствие с задачами стратегии «Росатома» и нацпроекта «Цифровая экономика». Ну а несколько решений в этом русле предприятие уже реализовало.

«Геолого-математическое моделирование в горном способе добычи — сегодня самый мощный инструмент поддержки принятия решений. И нам, чтобы к нему прийти, пришлось выполнить оцифровку бумажных архивов геологических данных, построить адаптивный IT-ландшафт с использованием отечественного ПО.

И уже сегодня, решив эти задачи, в одной системе мы одновременно видим трёхмерные модели территориально удалённых друг от друга наших активных участков отработки.

Как без этого мы жили раньше, представить сложно», — говорит генеральный директор ПАО «ППГХО» Иван Киселёв, подчеркивая, как органично новые технологии дополнили производственную цепочку.

Сквозь землю

Учёные говорят, что урана в земной коре примерно в тысячу раз больше, чем золота: он у нас буквально под ногами. Однако месторождений, пригодных для промышленной добычи, в мере не так много.

«Атомредметзолото» добывает этот ценный металл в Забайкальском крае, Курганской области и в Бурятии: по объёму запасов урана в недрах у него второе место в мире. Причём в Бурятии на предприятии «Хиагда» специалисты научились доставать стратегический металл из-под вечной мерзлоты.

Здесь нужно пройти 80-метровый слой мерзлых пород, забуриться ещё глубже, чтобы добраться до ураносодержащих руд.

Добыча обходится без шахт — ведётся методом скважинного подземного выщелачивания (СПВ). Он, конечно, значительно более безопасный и для людей, и для природы, а процесс рекультивации в финале добычи в разы проще.

Однако сама технология по понятным причинам непростая, в том числе и потому, что ключевые процессы оказываются вне поля зрения специалистов. И здесь, на бурятской вечной мерзлоте, на экспериментальном блоке месторождения «Источное», «Атомредметзолото» запустил один из главных своих цифровых проектов — его назвали «Умный полигон». Работает он полтора года, и это первое решение такого рода в нашей стране.

Примечательно, что «Умный полигон» появился именно в этих краях, потому что просто создать здесь IT-ландшафт и инфраструктуру — это уже большая задача. В этом удалённом от больших городов холодном регионе проводного интернета раньше не было вовсе, и тянуть сюда «оптику» никто не планировал.

А тут 200 км оптоволокна (работа «Ростелеком»), Сеть на всех производственных площадках, бесчисленное количество датчиков, специализированное ПО. «По пути», между прочим, интернет пришёл к жителям Баунтовского эвенкийского района.

СПВ «умнеет»

«Перед тем, как создавать решение, мы сформулировали требования к нему. Прежде всего система должна позволять оценивать текущую геологическую и геотехнологическую обстановку, нужно понимать, что представляет собой рудное тело и какие условия при ведении процесса добычи мы должны учитывать.

Следующим важным этапом мы должны были обеспечить возможность моделирования процессов с учётом задаваемых параметров работы и иметь возможность корректировать управляемые параметры для получения наилучшей эффективности всего процесса.

И, конечно, мы хотели, чтобы система в автоматическом режиме получала информацию, обрабатывала её и корректировала сама себя для получения наилучших параметров добычи. Все эти аспекты мы приняли как требования и приступили к инструментарию», — рассказал предысторию «Умного полигона» генеральный директор АО «Хиагда» Андрей Гладышев.

Любая цифровая модель, на основе которой принимается решение, начинается с достоверных данных, поэтому Система собирает с датчиков оборудования всю информацию: оценивает геологическую обстановку и подземное движение растворов, обрабатывает большой массив данных, анализирует их и передаёт диспетчеру. Более того, умная аппаратура умеет оценивать и прогнозировать затраты добычного комплекса.

И благодаря этому специалисты могут «экспериментировать» без риска: если поменять одну или несколько величин, система пересчитает затраты, но решение всё равно за человеком.

«Основной принцип работы такой: после расчёта оптимального режима система автоматически подкачивает данные в модуль SCADA, и оператору остаётся только контролировать отклонения текущего режима закачки откачки от оптимального.

Для каждой скважины он видит показания: текущий дебет пропускной способности и оптимальный. При необходимости он их выравнивает. Процедура достаточно примитивная, но, если эту задачу рассматривать на уровне нескольких десятков скважин, создаётся весьма ощутимый экономический эффект», — комментирует руководитель направления цифровизации АО «Атомредметзолото» Роман Рудин.

«Атомредметзолото» занимает 6-ое  место в мире по объёму добычи урана и 2-е по объёму запасов урана в недрах

Для контроля работы блока компания использует также и видеомониторинг. Внедрение этого решения также отчасти связано с непростым климатом региона. Зимние температуры тут могут быть и -50 градусов, а среднегодовой показатель — -6 градусов. Это и для оборудования-то тяжёлые условия, что уж говорить о людях.

Около полутора лет специалисты используют видеомониторинг на своём экспериментальном блоке, оценивая эффективность. Результат — возможность отказаться от постоянного присутствия операторов на полигоне, что, учитывая температуры, можно считать существенным достижением.

Теперь работники выезжают на объект только в случае аварии, которые случаются крайне редко.

«Мы зафиксировали также и то, что существенно выросла отказоустойчивость оборудования. Один из главных количественных показателей — увеличение содержания урана в растворах до 5%, что очень много.

Прогнозный эффект внедрения такого решения на среднем месторождении оцениваем в 170 млн рублей. Может быть, это не очень крупная сумма, если сравнивать со стоимостью всего проекта, то тем не менее это большие деньги и возможность оптимизации производства», — отметил Роман Рудин.

Эксперт уточнил, что пока решение экспериментальное — оно работает на одном блоке, состоящем из двадцати с небольшим скважин. В планах компании — тиражирование этой «умной» системы на месторождении, где работают около 700 скважин. Здесь эффекты, конечно, будут значительные.

Не секрет, что залог успеха в любой инновационной деятельности — поддержка руководства компании. «Нас поддерживает руководство, потому что видит в будущее этой технологии. Мы верим, что идём верным путем и сделаем всё, чтобы оправдать ожидания», — сказал Роман Рудин.

Берегите голову

На «Умном полигоне» можно увидеть также довольно популярный сегодня промышленный «гаджет» — «умные» каски. Решение опять же российское: поставщиком выступил «Ростелеком», по доводке решения работает Softline.

«Поскольку производственные объекты у нас удалённые, необходимо понимать, где находится наш персонал и как люди соблюдают режим работы.

К тому же зимой и в межсезонье у нас на объекте достаточно холодно, что налагает дополнительную ответственность за сотрудников. И «умные» каски — решение с точки зрения использования очень простое. Ведь очевидно, что на промышленных площадках рабочие носят строительные каски — это требование по безопасности труда. И разработчики пришли к нам с предложением: а давайте мы в эти каски встроим чипы, с помощью которых можно будет оценивать состояние сотрудников и безопасность работ», — рассказал Роман Рудин.

В Softline же говорят, что эти самые отраслевые особенности: климат и удалённость от населённых пунктов — существенно отразились на специфике ПО.

Начали разработчики с «чистого листа» — обычной каски и списка пожеланий заказчика. Первым появилось позиционирования персонала, причём как на открытом пространстве, так и в помещении. Сегодня функционал достаточно обширный, и оператор центрально диспетчерского пункта получает большой объём информации.

По итогам 2019 года «Атомредметзолото» перевыполнил план по добыче урана на 3%. Точкой роста стала АО «Хиагда», где вышли на уровень добычи в 1000 тонн, что почти на 19 % превышает объём 2018 года

Важнейший момент, который контролирует оператор, — это удары по каске, то есть травмы рабочего. Время реакции — до минуты, но в среднем удаётся уложиться за 30 секунд. Если работник падает, встроенный гироскоп реагирует, информация опять-таки появится у диспетчера.

Интересная функция — связь с оператором: сигнал «три удара по каске» означает просьбу о помощи. И специалисты предупреждают: если работник решит прикорнуть и наденет каску на арбуз, то уже через 30 секунд оператор будет знать об этом.

«В результате мы можем отслеживать наличие каски на голове и видеть все перемещения. Вся информация выводится на карту местности, и мы можем видеть, как перемещаются сотрудники, не требуется ли им помощь.

Плюс к этому — контроль заряда батареи, чтобы мы понимали, работает ли наше оборудование. С помощью удалённых интерфейсов выполняется диагностика работоспособности.

В целом мы довольны этим решением: удаётся контролировать соблюдение требований безопасности, состояние персонала и своевременно реагировать, если что-то пошло не так», — комментирует Андрей Гладышев.

Данные передаются по технологии LoRaWAN, работающей по аналогии с Wi-Fi. Разработчики говорят, что одна передающая станция может обслуживать до 200 касок, а рабочая дальность — 10 км по прямой видимости. На одном из предприятий каски носят уже 150 работников, в дальнейшем решение планируют тиражировать.

И даже больше: «Атомредметзолото» планирует обеспечить работников ещё и «умными» браслетами с датчиками пульса и температуры. С такого браслета тоже можно будет передать тревожный сигнал диспетчеру. То есть устройство ориентировано в первую очередь на решение вопросов безопасности, и это ещё один шаг к «нулевому травматизму»: «Росатом» в прошлом году присоединился к движению.

Вообще «Умный полигон» видится специалистам «Атомредметзолото» лишь одним из этапов. Дальше в планах «Умный карьер», «Умная шахта» и другие интеллектуальные системы цифровизации добычных процессов.

Основные направления цифровизации «Атомредметзолото»:

• цифровизация основных процессов и корпоративных функций;
• модернизация ИТ-архитектуры и инфраструктуры;
• обеспечение информационной безопасности;
• импортозамещение;
• развитие цифровых компетенций.

Текст: Анна Кучумова