Электронные системы инициирования: управляя взрывом

Ещё несколько лет назад российские горняки воспринимали электронные системы инициирования взрывов как некоторое излишество из категории «дорого-богато». К тому же поставляли их только зарубежные компании или их дилеры. Сегодня предприятия одно за другим сообщают, что или переходят на ЭСИ, или по крайней мере тестируют эти решения.

За счёт чего эта технология набирает популярность, каких эффектов она позволяет достичь и почему не все опытные внедрения перерастают в промышленные, мы разбирались вместе с экспертами и участниками этого рынка.

Директор по развитию и инновациям Группы «ЭВОБЛАСТ» Вячеслав Гринин считает, что одна из причин перемен на российском рынке ЭСИ обусловлена тем, что за последние годы многие виды оборудования и комплектующих стали труднодоступными для российских недропользователей, сроки ремонта увеличились. В этом свете предприятия всерьёз задумались о внедрении современных решений для оптимизации БВР.

«Например, были случаи, когда на этапе ведения БВР требовалось изменить выходные параметры взорванной горной массы для того, чтобы поберечь спецтехнику, которая нуждалась в сервисе. Именно в таких условиях стоимость внедрения ЭСИ уже перестала восприниматься очень высокой по сравнению с рисками простоя. Возрос спрос, увеличилось количество предложений от поставщиков из дружественных стран, соответственно, со временем это повлияло и на снижение стоимости», — объяснил г-н Гринин.

Что умеют ЭСИ?

Итак, чем не угодили взрывникам привычные и знакомые технологии с использованием неэлектрических систем инициирования? Практика показала, что их основной недостаток — это невозможность обеспечить достаточный контроль при взрывании каждой скважины. Приходится подстраиваться под параметры стандартных средств, а это не всегда приводит к целевым результатам.

А вот электронные системы инициирования позволяют разрабатывать и применять кастомизированные решения, объясняет Вячеслав Гринин. Они дают возможность программировать взрыв массива именно так, как требуется, и достигать необходимых параметров взорванной горной массы, причём более качественно и точно.

Заданные замедления срабатывают с минимальной погрешностью, в отличие от традиционных средств инициирования. Эти свойства системы позволяют улучшить качество взорванной горной массы при сохранении стандартных параметров взрывных работ.

«ЭСИ — это возможность программирования замедлений ровно с таким „шагом”, который требуется. Стандартных ограничений по замедлению у этой технологии нет», — говорит
Вячеслав Гринин.

«Несомненно, среди систем инициирования, применяемых в настоящее время, электронные являются наиболее современными и совершенными. ЭСИ, обладая возможностью задавать любое замедление, высокой точностью срабатывания, обратной связью и другими преимуществами, дают полный контроль над производством массового взрыва. Это позволяет повысить качество взрывных работ, существенно снизить сейсмическое воздействие от взрыва, а также уменьшить риск отказов», — соглашается руководитель отдела продаж технологической буровой компании «АЗОТТЕХ» Евгений Тарасов.

Именно эти эффекты зафиксировала золотодобывающая компания «Полюс», которая начала внедрять ЭСИ «ещё до того, как это стало мейнстримом». Протестировав системы на карьере Олимпиадинского ГОКа, специалисты буровзрывного цеха предприятия сделали вывод о том, что «технология даёт лучший контроль точности последовательности инициирования сети, а также позволяет полностью наблюдать за процессом инициирования и обеспечивать безопасность» (цитата «ЗиТ»).

Технологии для российских взрывников

До 2022 года, говорят наши эксперты, основными поставщиками ЭСИ в Россию были крупные западные компании, эту продукцию завозили из Чехии, Канады, Франции и других стран. Объёмы были невелики, поскольку наши взрывники использовали преимущественно НСИ, отмечает Евгений Тарасов.

Кадырбек Чотбаев, директор ОсОО «ЭрАдия» — производителя ЭСИ из Кыргызстана, говорит, что в то время цены на импортные электронные системы инициирования превышали стоимость неэлектрических решений в 4-5 раз. По этой причине ЭСИ были не слишком распространены, так что едва ли можно говорить, что после ухода западных поставщиков в России сформировался дефицит этих систем.

«В прошлые годы такие решения воспринимались отраслью, с одной стороны, как „высший пилотаж”, а с другой — как дорогостоящее решение, которую могут себе позволить далеко не все. С тех времён, конечно, ситуация на рынке поменялась. На сегодняшний день заинтересованность компаний в переходе на ЭСИ, включая желание протестировать их, возросла в разы.

Российский недропользователь понял, что при правильном использовании технология позволяет добиться более высоких результатов, чем традиционные аналоги. Кроме этого, сейчас значительно увеличилось количество предложений от поставщиков ЭСИ из дружественных стран, в которых развито производство электроники», — соглашается Вячеслав Гринин.

Что же касается стоимости, то, по словам Евгения Тарасова, сейчас разница в цене ЭСИ и НСИ уже не такая существенная, как в прошлые годы. Специалист говорит, что в 2022 году совокупный объём производства НСИ снизился на 20-25% по сравнению с 2021 годом. Проблемы с сырьём, логистикой, общая инфляция и небольшой объём предложения стали причинами опережающего роста цен на НСИ. В итоге за год они подорожали в среднем на 50%.

С другой стороны, производители постарались снизить себестоимость производства ЭСИ. Кадырбек Чотбаев рассказал, что именно с этой целью «ЭрАдия» внедрила на своём производстве системы автоматизации — точнее, это была одна из ключевых задач. Такой шаг, говорит специалист, позволил если не сравнять, то максимально приблизить друг к другу цены на ЭСИ и НСИ без потери качества первых. В итоге на нескольких предприятиях заказчика неэлектрические системы уже удалось заменить на электронные, и производитель отмечает, что объём поставок ЭСИ бренда год от года растёт.

«Нехватка НСИ в каком-то смысле привела и к позитивным последствиям — подстегнула спрос на электронные системы инициирования. Рыночная ситуация сложилась так, что некоторые компании были вынуждены опробовать электронные системы в связи с отсутствием неэлектронных», — объясняет специалист Евгений Тарасов.

В результате российский рынок систем инициирования изменился: сейчас здесь закрепились отечественные производители, а также поставщики решений из дружественных стран. Ключевыми игроками стали компании, которые работают с комплексными решениями для БВР: это Группа «ЭВОБЛАСТ», AV Group, «СПЕЦВМТЕХ», который представляет продукцию входящего в его состав НМЗ «Искра», а также «АЗОТТЕХ», партнёром которого является южнокорейский производитель, который поставляет системы под брендом Hitronic. Доступны российским заказчикам и ЭСИ «СКАТ» от ОсОО «ЭрАдия» из Кыргызстана.

«Сейчас российский рынок заполняют китайские системы и решения, собранные в России из полностью китайских комплектующих низкого качества. Этот фактор, с одной стороны, приносит положительные эффекты: дешевизна делает эти ЭСИ доступными более широкому кругу пользователей и способствует популяризации.

Но с другой, качество этих решений даже близко не соответствуют представленным на рынке высокоразвитым продуктам, и это негативно сказывается на общем восприятии ЭСИ, закладывая у пользователей первый негативный опыт их эксплуатации.

Конечно, в ближайшей перспективе российским производителям нужно сосредоточиться на создании по-настоящему собственных продуктов или как минимум их компонентов с ориентацией на лучшие практики и высокотехнологичные системы», — добавил Евгений Тарасов.

Перспективы замещения

«Перспектива полной локализации продукта на российском рынке существует, и мы считаем, что в этом направлении нужно работать. Но, конечно, для полного импортозамещения потребуется время. Пока на рынке мы наблюдаем „симбиоз” российских и доступных импортных разработок», — считает Вячеслав Гринин.

Главной болевой точкой опрошенные нами эксперты назвали чипы, устойчивые к экстремальным нагрузкам при взрывных работах. Они необходимы как раз для программирования времени замедления взрывов в электронных детонаторах, то есть такой чип — это своего рода мозг системы.

«По нашим данным, сейчас такие чипы в России не изготавливают. После решения этого вопроса можно будет говорить об остальных компонентах», — отметил Кадырбек Чотбаев.

Сейчас нас выручают поставщики из дружественных стран, и в первую очередь это, конечно же, Китай. Кстати, комплектующие мы завозим не только из Китая, и те же ЭСИ Hitronic оснащены «родными» южнокорейскими чипами. При этом даже их российские партнёры из компании «АЗОТТЕХ» говорят, что для развития отрасли необходимо наладить полный цикл производства ЭСИ в России, включая создание чипов.

«И этот вопрос нужно решать в тесном сотрудничестве с российскими производителями полупроводников и микроэлектроники», — подчёркивает Евгений Тарасов.

Кому ЭСИ?

Является ли ЭСИ универсальным решением и есть ли ограничения для внедрения системы? Опрошенные нами эксперты считают, что таковых нет — использовать их можно на всех объектах и открытых, и подземных горных работ. Например, представители Группы «ЭВОБЛАСТ» говорят, что «преследуют амбициозные цели по переходу на стопроцентное использование ЭСИ на объектах, где компания ведёт БВР, в обозримом будущем».

Но всё-таки есть карьеры, для которых эти решения можно считать наиболее актуальными. В их числе те объекты, рядом с которыми находятся строения: инженерная инфраструктура или шахтёрский посёлок. Есть в нашей стране и целые города, которые расположены очень близко к объектам ведения, например, открытых горных работ.

Для таких предприятий особенно важно контролировать сейсмическое воздействие, которое создаёт взрыв. На самом деле, эта задача актуальна практически для всех, ведь даже если на борту карьера нет построек, борт есть в любом случае, и его состояние нужно контролировать. Так вот, ЭСИ помогают снизить сейсмику — этот эффект уже отметили многие горные компании.

Например, этот момент специально зафиксировали специалисты «ВЗРЫВ ГРУПП», которые внедрили ЭСИ Hitronic на нескольких угольных разрезах своих заказчиков в Кузбассе. Три опытных взрыва провели в сложных условиях — охраняемые объекты находились в полукилометре. В компании зафиксировали значительное снижение уровня сейсмического воздействия. Впрочем, здесь роль сыграли не только системы инициирования, но и правильный подбор интервалов замедления.

Вторая группа «целевых» потребителей ЭСИ — это карьеры, где работают с рудой с низким содержанием ценного компонента. Таких объектов в нашей стране хватает, особенно, если мы говорим о добыче металлов: с одной стороны, большую часть богатых месторождений мы уже отработали, с другой же — современные цены на полезные ископаемые позволяют рентабельно отрабатывать и бедные. В отрасли есть много примеров, в первую очередь речь идёт о золоте и меди. И здесь снова могут помочь электронные системы инициирования.

«ЭСИ являются эффективным решением для предприятий, которые заинтересованы в контроле смещения для минимизации потерь и разубоживания взорванной горной массы, в получении заданной фрагментации горной породы и достижении целого ряда других целей», — объяснил Вячеслав Гринин.

Для российских добытчиков очень важен и ещё один момент: смогут ли ЭСИ работать в условиях низких температур. Например, золотодобывающая компания «Полюс» сегодня тестирует доступные решения на своих карьерах, которые расположены преимущественно в северной части страны, и вопрос о температурных ограничениях является одним из основных.

Об этом специалисты компании рассказали на конференции «Люди. Золото. Технологии», прошедшей в Красноярске.

Производители ЭСИ указывают диапазон температур, в которых можно эксплуатировать систему. Обычно верхняя граница — это очень большой показатель. Например, ЭСИ «Нефрит», которые производит НМЗ «Искра», по данным производителя, сохраняют работоспособность при +85 градусах. А вот нижняя — это обычно не меньше -40 градусов. Зимой на Русском Севере бывает и похолоднее.

Позитивный опыт есть у Группы «ЭВОБЛАСТ»: ещё в 2022 году компания провела взрывные работы с помощью ЭСИ на месторождениях в Якутии при температуре -52 градуса. По информации производителя, отказов не было. Кадырбек Чотбаев добавил, что электронные детонаторы для этих работ поставила «ЭрАдия», причём это был продукт первого поколения, а сейчас производитель усовершенствовал его, сделав более «приспособленным» для условий Крайнего Севера.

Технологии и компетенции

По многим факторам ЭСИ показывают себя очень перспективной технологией. Однако внедрение инноваций всегда требует самого главного — достаточной компетенции специалистов.

«Мы замечаем, что некоторые предприятия, решив попробовать ЭСИ, потом от них отказываются. Это происходит потому, что технологию многие воспринимают как „панацею”, некое волшебное решение всех проблем в области БВР», — отметил Вячеслав Гринин.

Почему так происходит? Да потому что сами по себе ЭСИ всех этих эффектов не обеспечат, взрывникам необходимы ещё и навыки по использованию электронных детонаторов. Для того, чтобы переход на новую технологию был эффективным, безусловно, нужны знания и умения.

Об этом так или иначе говорят все участники этого рынка. Например, директор по перспективному развитию ООО «СПЕЦВМТЕХ» Андрей Некрасов, с которым мы обсуждали вопросы внедрения ЭСИ на прошлогодней выставке «Рудник», отметил, что ЭСИ «Нефрит» требует высококвалифицированных операторов, но в условиях кадрового голода не на всех предприятиях хватает специалистов. В связи с этим производитель обучает заказчиков работе с новым решением.

В «АЗОТТЕХ» тоже дают новые знания клиентам для применения ЭСИ. Компания даже предлагает использовать для этих задач симулятор — его презентовали его на выставке «Уголь России и Майнинг» ещё в 2023 году. Он имитирует блок скважин со смонтированной взрывной сетью, и сотрудники предприятия уже в павильоне могут познакомиться с интерфейсом, попытаться выставить замедление и увидеть процесс работы детонаторов. Такогой симулятор и обучающие материалы компания передала в Санкт-Петербургский горный университет.

Группа «ЭВОБЛАСТ» пошла ещё дальше. Год назад начало работу обновлённое подразделение — «ЭВОБЛАСТ Инжиниринг», в компетенции которого входит обучение специалистов-взрывников новым технологиям ведения БВР.

«Без обучения и качественного внедрения электронных систем инициирования эффективность взрывных работ будет существенно снижена: ЭСИ нужно уметь использовать, а также чётко понимать, какие цели и задачи планируется достичь с помощью электроники.

И команда „ЭВОБЛАСТ Инжиниринг” разработала для специалистов-взрывников практически ориентированный консультационный курс „Безопасное и эффективное ведение взрывных работ”, в программу которого включено в том числе и знакомство с электронными средствами инициирования», — рассказал Вячеслав Гринин.

Например, на объекте заказчика предприятия «Уралвзрывтехнологии» ЭСИ внедряли в три этапа. Сначала, прямо как в университете, была теория, и взрывники работали с муляжами электронных детонаторов. Следующим этапом стало обучение персонала работе с ПО. И только потом был произведён первый взрыв с новыми системами инициирования уже на самом добывающем предприятии.

Между настоящим и будущим

Так что же, получается, можно констатировать, что переход на электронные системы инициирования состоялся и сегодня их использование — это обычная практика для добывающих компаний?

Конечно же, нет. ЭСИ по-прежнему значатся в списке перспективных решений, и большинство компаний ещё присматриваются к ним, выбирают или проводят испытания. Такие системы перестали быть диковинкой, но и в категорию must have их записывать пока рановато.

По мнению Вячеслава Гринина, переход на ЭСИ тормозит всё тот же фактор, что и прежде — более высокая цена по сравнению с традиционными аналогами. Однако разница постепенно сокращается. Электронные системы открывают дополнительные возможности, и измерить эти эффекты можно в числе прочего и в рублях.

Об этом же говорит и опыт «СПЕЦВМТЕХ». Компания проводила экспериментальные взрывы и зафиксировала, что ЭСИ позволяют снизить общую стоимость подготовки горной массы и добычи ископаемых, хотя продукция сама по себе стоит дороже.

При этом входящий в структуру компании НМЗ «Искра» продолжает выпускать и неэлектрические средства инициирования, и в последние годы завод даже открыл дополнительные линии, чтобы нарастить мощности.

В интервью нашему журналу генеральный директор ООО «СПЕЦВМТЕХ» Владимир Арьков назвал НСИ решением, которое «сегодня массово применяют наши добытчики», а ЭСИ охарактеризовал как «продукт нового поколения». По мнению самого специалиста, именно за последними будущее БВР.

Слово экспертам

Евгений Тарасов, руководитель отдела продаж технологической буровзрывной компании «АЗОТТЕХ»

«В России рынок ЭСИ пока ещё не развит так хорошо, как в других странах с современной горной промышленностью, но, учитывая преимущества ЭСИ по сравнению с другими системами, наблюдается интерес крупных российских компаний к данным решениям.

В среднем спрос на ЭСИ за последние два года вырос на 50%, по сравнению с предыдущими годами. Преимущества данных систем фактически доказаны, большинство участников их осознают.

Наша задача как представителя системы Hitronic на российском рынке и экспертов в БВР — всячески способствовать тому, чтобы горнодобывающие компании получили возможность провести качественные опытно-промышленные испытания, „поймать” экономический эффект и мягко, с полной техподдержкой от команды внедрения пройти первые самые сложные шаги по освоению технологии».

Вячеслав Гринин, директор по развитию и инновациям Группы «ЭВОБЛАСТ»

«На каждом предприятии свои горно-геологические условия, которые необходимо знать и учитывать. При понимании геологии массива использование электронных систем инициирования позволяет задать более точные параметры для нестандартных схем и замедлений, то есть более качественно отработать массив.

Поэтому, на наш взгляд, задуматься о переходе на ЭСИ нужно каждому предприятию, которое нацелено на оптимизацию буровзрывных работ в целях повышения их безопасности и эффективности. Технология позволяет сохранять все требуемые параметры полученной разрыхлённой горной массы либо улучшить их, но с меньшими затратами на бурение и взрывчатые вещества. ЭСИ обеспечивают минимальную погрешность срабатывания детонатора, что позволяет более качественно и точно управлять процессом взрывания горной массы.

В зависимости от горно-геологических условий сетка бурения может быть увеличена, что, в свою очередь, ведёт к экономии ресурсов. Таким образом, переход на электронику не только улучшает качество и точность проведения взрывных работ, но также способствует экономии и повышению эффективности в горной отрасли».

Кадырбек Чотбаев, директор ОсОО «ЭрАдия»

«Электронные детонаторы обладают рядом преимуществ. Они обеспечивают высокую точность в момент инициирования, что позволяет контролировать время взрыва.

Благодаря ЭСИ можно оптимизировать процесс взрывания, адаптируя его к конкретным условиям и задачам.

ЭСИ имеют лучшую защиту от случайных срабатываний, что снижает риск несчастных случаев на производстве.

Электронные детонаторы позволяют проводить взрывы в сложных горно-геологических условиях, включая нестандартные конфигурации блоков.

В долгосрочной перспективе использование электронных детонаторов может привести к снижению затрат на взрывные работы за счёт исключения выхода негабарита в рудной массе после взрывных работ и, следовательно, уменьшения времени и затрат на экскавацию полученной рудной массы.

Возможность мониторинга и контроля процесса взрыва в реальном времени позволяет оперативно реагировать на изменения в условиях работы».

Текст: Анна Кучумова