ООО «РудХим»
Узнать больше Свернуть
Развернуть

ООО «РудХим» специализируется на производстве эмульгаторов, обратных эмульсий для горнорудной, нефтегазодобывающей промышленности и предприятий ведущих обработку металла.

Реклама. ООО «РудХим», ИНН 3121001572
erid: 4CQwVszH9pWxnpW9r62

Подробнее Свернуть
ГЛАВНОЕ МЕНЮ
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите Ctrl + Enter

Мониторинг и управление безопасностью хвостохранилищ: как минимизировать риски?

17.08.2023

Весной 2023 года российское правительство вновь ужесточило требования к охране окружающей среды и соблюдению экологической безопасности для недропользователей. Внесённые в ФЗ «О недрах» поправки в числе прочего предусматривают «карательные меры» со стороны госорганов за допущение чрезвычайного происшествия или вовсе экологической катастрофы на опасных производственных объектах.

Хвостохранилища, которые безоговорочно относятся именно к таким объектам, требуют особо тщательного контроля. Лояльное отношение к этим сооружениям может обернуться настоящей трагедией. Достаточно вспомнить прорыв дамбы хвостохранилища железорудного рудника в бразильском городе Брумадинью, произошедший в январе 2019 года. У России тоже имеется печальный опыт — конечно же, мы говорим про прорыв дамбы на реке Сейба в Красноярском крае, который прогремел на всю страну в том же 2019.

А можно ли считать подобные ЧП исключением из правил? Едва ли, потому что к подобного рода происшествиям приводят халатность владельцев сооружений и банальное отсутствие средств контроля, позволяющих своевременно реагировать на различные отклонения от нормы. Поэтому логичнее не уповать на обстоятельства непреодолимой силы, а предотвратить саму возможность подобного происшествия.

Какими способами можно минимизировать риски аварийных ситуаций на хвостохранилищах? О современных цифровых решениях рассказали эксперты на площадке «Геовебинары.ру».

Контрольно-измерительная аппаратура: must have для хвостохранилища

Традиционно для контроля за состоянием сооружений, предназначенных для хранения отходов производства горнодобывающих предприятий, выстраивают системы мониторинга и управления ГТС. Такие системы позволяют автоматизировать процесс получения и обработки данных о состоянии хвостохранилищ.

При формировании комплексов интеграторы используют различную контрольно-измерительную аппаратуру (КИА). Какие тенденции сегодня наблюдаются на этом рынке?

Эксперт по гидротехническим сооружениям (ГТС) Владислав Усков начал издалека: на практике контролировать хвостохранилища с помощью специализированных устройств в России начали давно. Первые датчики отечественные промышленники стали закладывать при строительстве крупных гидроэнергетических объектов ещё в 1960-х годах. В те же годы для таких сооружений была сформирована база по ведению мониторинга, а вместе с тем определены единые требования к контролируемым параметрам.

Впоследствии уже сформированную базу растиражировали на современные гидротехнические сооружения. Сейчас в их отношении действует большое количество стандартов и нормативной документации, которые в полной мере регламентируют объём и число устанавливаемой аппаратуры. Сверх того для гидротехнических сооружений действуют требования, согласно которым на них необходимо развёртывать автоматизированные системы диагностического контроля, включая программные средства для работы с данными.

Всё вышесказанное касается всех ГТС, но если говорить конкретно про объекты в горной индустрии, здесь наблюдается несколько иная тенденция. По мнению экспертов, большинство хвостохранилищ на сегодняшний день оснащены первичной ручной контрольно-измерительной аппаратурой, но не оборудованы информационно-диагностическими системами для централизованной работы хранения и обработки данных.

«В отдельных случаях автоматизируют пьезометры, отдельные расходомерные точки и прочее оборудование, но, к сожалению, это не носит массового характера. За границей, наоборот, хвостохранилища в большинстве случаев сегодня являются интеллектуальными высокотехнологичными активами. На них размещают самую современную контрольно-измерительную аппаратуру, параллельно ведут комплексную научную работу по изучению различных сценариев аварийных ситуаций и разработке решений по их предотвращению. Также на всех иностранных хвостохранилищах присутствуют информационные системы, позволяющие оперативно реагировать на возникающие инциденты и к тому же прогнозировать развитие различных эффектов», — пояснил эксперт по гидротехническим сооружениям Владислав Усков.

Современные типы и виды КИА, применяемые на крупных горных предприятиях

С чего начать обзор средств автоматизации на хвостохранилищах? Первостепенно следует обратить внимание на приборы, предназначенные для контроля за уровнем воды в пьезометрах. На большинстве хвостохранилищ уже применяют такие устройства, но зачастую они проводят измерения ручным способом — с помощью лотов-хлопушек или другого контактного оборудования.

«Для автоматизации этих измерений достаточно опустить в скважину пьезометра погружной датчик уровня воды, а на его устья разместить регистраторы данных. В частности, этого можно добиться посредством внедрения технологии беспроводной передачи данных. Монтаж такого оборудования и развёртывание автоматизированной системы мониторинга уровня воды в пьезометрах — вполне не дорогостоящее мероприятие, которое можно реализовать в достаточно сжатые сроки.

Очевидно, что положение кривой депрессии неразрывно связано с уровнями воды в бьефах. И поэтому, как правило, автоматизацию измерения уровня воды выполняют совместно с развертыванием автоматизированной системы контроля уровня воды в пьезометрах», — рассказали эксперты.

Измерение уровня воды можно проводить и с помощью другой контрольно-измерительной аппаратуры. Если в пределах небольшого отрезка наблюдается незначительное изменение параметра, достаточно использовать погружные или, допустим, поплавковые датчики. Также широко распространены бесконтактные уровнемеры, которые могут выполнять высокоточные измерения в большом диапазоне измерения контролируемого параметра.

В сегменте геотехнического мониторинга часто встречаются автоматизированные комплексы контроля расхода воды. Они могут работать по двум абсолютно разным подходам: с использованием мерных водосливов или же без них. Мерные водосливы позволяют выполнять измерения вручную, объёмным способом, и для автоматизации в мерном водосливе нужно регистрировать только уровень воды, а сам расход жидкости пересчитывается по эмпирическим формулам.

При использовании автоматизированной системы без мерных водосливов нужно измерять скорость, знать поперечное сечение тока и также измерять уровень воды. Обычно под такими системами имеются ввиду комплексные решения от различных производителей, включающие в себя два датчика — обычно это бесконтактные датчики уровня воды и доплеровские расходомеры.

«Для измерения горизонтальных и вертикальных смещений часто применяют роботизированные тахеометры. Они позволяют выполнять геодезические наблюдения в автоматическом режиме по расположенным на объекте отражателям с точностью, соответствующей первому классу триангуляции. Однако стоит отметить, что в отечественной и зарубежной практике рассматриваются иные методы автоматизации геодезических наблюдений, например ГНСС. Это оборудование более неприхотливо в сравнении с роботизированным тахеометром.

При использовании тахеометров необходимо предусматривать комплекс мероприятий по сохранению их работоспособности. Например, нужно устанавливать специальные будки для защиты прибора от различных погодных явлений, также следует содержать в чистоте его оптику. ГНСС не требует таких дополнительных мер, но не стоит забывать, что и точность измерения на таких приборах ниже», — объяснили эксперты.

Для контроля послойных вертикальных и горизонтальных смещений грунта в теле дамб обычно используются системы скважинных инклинометров. Это оборудование получило очень широкое распространение за рубежом, и в последнее время его начали всё чаще применять и на российских хвостохранилищах. Преимущество скважинных инклинометров заключается в том, что их можно вводить в эксплуатацию поэтапно.

инклинометр

Один из элементов прибора — пьезометрические трубки — монтируется непосредственно в скважину, при этом уже на этой стадии можно определять горизонтальные или вертикальные послойные смещения с помощью специального переносного полуавтоматического оборудования. А с последующей установкой автоматизированного оборудования внутрь скважины можно добиться полной автоматизации данных измерений.

За границей также активно применяют экстензометры — приборы, предназначенные для автоматизации послойных измерений вертикальных перемещений грунта. Их традиционно делят на контактные и бесконтактные. В свою очередь, контактные экстензометры делят на навесные, автоматические и длинноходные. Навесные устройства могут измерять деформации от очень маленьких до относительно больших, поэтому их используют в областях, требующих большой точности измерений. Автоматические и длинноходные экстензометры обеспечивают лучшую повторяемость результатов, чем классические аналоги.

Такие приборы движутся по собственным направляющим и поэтому не оказывают значительного воздействия на сам образец. Вместе с тем они способны находиться на образце до его разрушения, а также измерять крайне большие растяжения без потери точности. Бесконтактные экстензометры используются при испытаниях материалов, которые подвержены разрушению традиционными контактными навесными экстензометрами, либо когда масса навесных экстензометров искажает свойства образца.

Ещё один прибор, который обрёл популярность в других странах, — система гидравлического мониторинга. Она представлена в виде комплекса датчиков давления воды, связанных между собой трубками, которые размещаются на контролируемых горизонтах в теле грунтовых сооружений. На гребне такой конструкции датчики внедряют в единый шкаф, общий для всех точек измерения. Все устройства работают по принципу сообщающихся сосудов, что позволяет с высокой точностью определять послойные осадки сооружения.

«Последние разработки в области контрольно-измерительной аппаратуры позволяют усовершенствовать процесс мониторинга и организовать более точный контроль за состоянием ГТС. На хвостохранилищах применяются сборные инклинометры для установки в скважину, которые позволяют измерять горизонтальные смещения и вертикальные просадки, а также кабельные рефлектометры временной области, предназначенные для определения дефектов на кабельных линиях длинной протяжённости. 

Для локализации места активной фильтрации используются умные маркеры (Smart Marker), представляющие собой загерметизированные высокопрочные капсулы, в которые устанавливаются инклинометры и акселерометры для контроля измерений наклона по трём осям. Среди относительно новых видов КИА важно отметить также наземные радары для геотехнического мониторинга и спутниковый интерферометрический мониторинг (InSAR), который идеально подходит для отслеживания больших площадей хвостохранилищ», – рассказал директор по отраслевым решениям в горнодобывающей промышленности компании КРОК Алексей Медведев.

Так или иначе, в последнее время на российском рынке контрольно-измерительной аппаратуры для гидротехнических сооружений идут сдвиги в сторону улучшения. Как подчеркнули эксперты, заказчики стали всё чаще интересоваться современными системами мониторинга и управления ГТС на добычных объектах. Поэтому есть все основания полагать, что геотехнический мониторинг на хвостохранилищах в ближайшие годы выйдет на новый уровень.


Поделиться:
Еще по теме

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Mining World Russia 2024
23–25 апреля в Москве пройдёт одно из главных отраслевых событий — MiningWorld Russia. В этом году выставка выросла вдвое, а это значит, что...
Рудник. Урал 2023 | Обзор выставки
Главные события выставки «Рудник. Урал — 2023» в рамках спецпроекта dprom.online. Представляем «живые» материалы об участниках и о новых решениях:...
В помощь шахтёру | Путеводитель по технике и технологиям 2023
Путеводитель для шахтёра: актуальные решения для добывающих и перерабатывающих предприятий в одном месте. Рассказываем про современные технологии в...
Уголь России и Майнинг 2023 | Обзор выставки
«Уголь России и Майнинг 2023» - международная выставка техники и оборудования для добычи и обогащения полезных ископаемых. Главный интернет-партнёр...
MiningWorld Russia 2023
25 апреля 2023 года в Москве стартует одна из главных выставок в добывающей отрасли – MiningWorld Russia.

Спецпроект «MWR-2023: Обзор выставки» –...

Уголь России и Майнинг 2022 | Обзор выставки
Проект «Уголь России и Майнинг – 2022» глазами dprom.online. Обзор XXX Международной специализированной выставки в Новокузнецке: обзоры техники,...
MiningWorld Russia 2022 | Обзор выставки
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве....
Рудник Урала | Обзор выставки
Главные события выставки «Рудник Урала» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их решениях -...
В помощь шахтёру | Путеводитель по технике и технологиям
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020 | Взгляд изнутри
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019 | Добывающая отрасль в режиме карантина
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Обзор выставки Mining World Russia 2024. Анонсы участников, репортажи с места событий. Читайте по ссылке Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.