Нейросети позволяют повысить эффективность БВР

А.В. Дремин — генеральный директор ООО «Давтех». 




Многие предприятия горнодобывающей отрасли при производстве буровзрывных работ часто сталкиваются с необходимостью контроля качества фрагментации взорванной горной массы, т.к. размеры фрагментов должны соответствовать требованиям при подаче на линию первичного дробления. Оптимизация буровзрывных работ имеет важное значение для контроля фрагментации руды и, следовательно, производительности и эксплуатационных расходов на последующих этапах горного производства. Качество буровзрывных работ имеет важное значение для обеспечения необходимой равномерной фрагментации пород в процессе добычи руды. Грамотное планирование и выполнение этих работ повышает эффективность дробления горных пород на более мелкие куски.

Во время взрывных работ с использованием взрывчатых веществ фрагментация горной массы может происходить из-за образования новых трещин, наличия блоков по месту залегания, которые необходимо отделить от горной массы, или за счет фрагментов, образующихся при расширении трещин по месту залегания в сочетании с образованием новых трещин. С точки зрения энергетической эффективности взрывчатого вещества, во время взрыва горная масса разрушается газом под высоким давлением, тем самым разрушая горную массу. Применение подходящего взрывчатого вещества следует рассматривать, руководствуясь величиной создаваемого растягивающего напряжения и значением предела прочности при одноосном сжатии, определяющими эффективность разрушения породы и ее разделения на куски подходящих размеров. Кроме того, фрагментация горной массы напрямую влияет на эксплуатационные расходы с учетом калибровки, транспортировки, дробления, извлекаемых материалов и других процессов.

В целом можно оценить по следующим основным показателям:

• оптимальные параметры при проектировании паспорта на бурение (выбор сетки скважин, глубина перебура);
• рациональный удельный расход ВВ (необходимо количество ВВ, обеспечивающее хорошую проработку массива);
• количество и плотность ВВ (если это ЭВВ, то плотность должна измеряться на постоянной основе и соответствовать заданной ТУ завода-изготовителя);
• отсутствие отказов скважинных зарядов;
• качественное дробление с допустимым процентом или отсутствием выхода негабарита.

Процент негабарита является важной оценкой определения гранулометрического состава взорванной горной массы, наравне с требуемым размером куска породы, и кондиционным размером куска.

Измерение фрагментации гранулометрического состава взорванной горной массы актуально как для заказчиков, так и для подрядчиков работ по БВР.

Для заказчиков БВР решаются следующие задачи:

• снижение выхода негабарита, т.к. он снижает производительность экскаваторного комплекса, появляются такие статусы как тяжелый забой, приводит к аварийным ремонтам ковшей при разборе негабаритов;
• сокращение износа дробильного оборудования обогатительных фабрик. Негабариты часто застревают, нарушая бесперебойную подачу руды;
• для карьеров — снижение расходов на повторное взрывание и применение бутобоя, а также устранение превышений по подошве горизонта, что экономит время на приведение горизонта в проектное состояние.

Для подрядчика БВР:

• оптимизация расхода ВВ и средств инициирования позволяет избежать повторного взрывания и вторичного бурения, что экономит буровой инструмент;
• исключение споров о качестве услуг БВР. Заказчики часто выставляют претензии по качеству работ, в том числе по проценту негабарита. Без автоматизированных средств измерения фрагментации избежать таких споров сложно. 

Кроме того, измерение гранулометрического состава непосредственно в зоне работ с помощью экскаватора или погрузчика нарушает требования промышленной безопасности (приказ Ростехнадзора от 08.12.2020 г. № 505, п. 971), который запрещает нахождение людей в опасной зоне работающих механизмов.

Для решения задач контроля фрагментации применяется программно-аппаратный комплекс, основанный на технологиях 3D-стереовидения и машинного обучения. Такие системы применяются для стереосъёмки поверхности развала и получения данных о гранулометрическом составе и проценте выхода негабарита. Измерения можно проводить с расстояния от 3 до 30 м. При этом для работы прибора на местности не требуется интернет-соединение, нейросетевые алгоритмы работают полностью автономно и время обработки одного снимка не превышает нескольких секунд. Погрешность измерений составляет не более 5 %. Программное обеспечение позволяет формировать отчёты с расчётом фракционного состава и доли негабарита. На основе полученных отчетов уже проводятся необходимые корректировки параметров буровзрывных работ.

Внедрение автоматизированной системы фрагментации грансостава позволяет:

• при переизмельчении горной массы снизить расходы на БВР в среднем на 3 % за счет уменьшения удельного расхода ВВ и расхода бурового инструмента;
• при закрупнении горной массы снизить расходы на экскаваторно-автомобильный комплекс на 2 % за счет повышения производительности экскаваторов и более полной загрузки самосвалов.

Экономический эффект зависит от масштаба предприятия, объёмов переработки, качества БВР и последующих технологических операций.

Технологии автоматизированного контроля фрагментации применяются на предприятиях горнодобывающей отрасли для оценки качества буровзрывных работ.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии» Сентябрь № 3 (69) 2025 г.