Сокращение потерь руды и разубоживания. Опыт применения BMM-системы на месторождении Белая Гора

В. Середа — главный геолог рудника «Белая гора», компания Highland Gold Mining Limited


J. Loeb — глобальный менеджер по работе с клиентами Blast Movement Technologies / Hexagon Company


М. Гамбаль — генеральный директор LLC «Blast Movement Technologies — Eurasia», к.т.н.


Н. Косухин — технический консультант Россия и СНГ Blast Movement Technologies / Hexagon Company, к.т.н.

Введение

Рыночная капитализация любой компании определяется как ее стоимость, рассчитанная на основании данных биржевых торгов, и является совокупной стоимостью всех ее акций. Цена акций горнодобывающей компании, с одной стороны, определяется рыночной стоимостью добываемого ею полезного ископаемого — фактор, на который отдельно взятый недропользователь практически не оказывает прямого влияния. С другой стороны, эффективность производственных процессов, являющаяся инструментом возможного регулирования, является второй важнейшей составляющей, оказывающей влияние на курсовую стоимость акций и находится, на наш взгляд, в прямой зависимости от уровня квалификации персонала горнодобывающей компании и, как следствие, от уровня применяемых на нем технологий на всех этапах жизненного цикла предприятия с учетом необходимой комплексности подхода, основанного на методологии «от рудника до фабрики» и заключающегося в разработке и внедрении интегрированной стратегии планирования, оптимизации добычи и переработки руды в целях снижения затрат в пересчете на тонну руды и повышения рентабельности производства в целом. Выполнение задач, связанных с обеспечением высокой производственной эффективности возможно только при совокупном учете широкого спектра факторов, составление перечня которых выходит за рамки данной статьи. На наш взгляд становится очевидным, что решение поставленной выше задачи следует начинать с организации качественного контроля содержания полезного компонента в руде посредством максимального сокращения потерь руды, ошибочной ее классификации и разубоживания.

Рис. 1. Общий вид детектора GP5300

Решение вопросов, связанных с обеспечением и стабилизацией качества руды связано с созданием на горнодобывающем предприятии полноценной системы управления качеством руды (СУКР), которые активно разрабатывались как отечественными, так и зарубежными учеными-исследователями и инженерами [1]. Разработанные технологии и методики управления качеством руды позволяют достичь высоких производственных показателей на многих горнодобывающих предприятиях как в России, так и за рубежом. Вместе с тем ученые-исследователи из университета Квисленда (Австралия) доказали, что СУКР любого горнодобывающего предприятия не является полной без оценки смещения руды силой взрыва, а требуемый (особенно для предприятий, занимающихся добычей золота) уровень точности недостижим без постоянного мониторинга, который возможен только путем непосредственного их измерения. Результатом проводимых исследований стала разработанная и коммерциализированная система BMM, которая успешно используется более чем на 130 предприятиях по всему миру, неоднократно доказав свою эффективность.

Описание системы мониторинга

Система мониторинга BMM, показанная на рисунке 1, состоит из датчиков, которые устанавливаются на площади взрываемого блока и перемещаются под действием сил взрыва, специального детектора, позволяющего обнаружить датчики после взрыва, а также активатора, предназначенного для активации самих датчиков. Собранная информация затем обрабатывается в специально разработанном программном обеспечении BMM Explorer.

Активатор, являющийся дистанционным пультом, который включает каждый датчик и программирует его, если это необходимо.

Некоторое количество датчиков устанавливается в специально отведенные для них на блоке скважины. Местоположение скважины отмечается маркшейдером.

Специальный детектор используется для определения положения датчика BMM после взрыва.

Специально разработанное программное обеспечение вычисляет трехмерные векторы перемещения каждого датчика BMM. Полученные данные обрабатываются, а затем хранятся в создаваемой базе данных.

Процесс работы с BMM системой наглядно представлен на рисунке 2 и состоит из 7 шагов, которые включают активацию датчиков BMM, установку в специально пробуренные скважины, проведение взрыва, поиск датчиков BMM, объединение данных БВР, геологии и BMM данных, обработку полученной информации и определение смещенных контуров, добычу из смещенных контуров. Следует отметить, что положение границ рудных контуров после проведения взрыва для отражения их смещений и тем самым сокращения рудных потерь и разубоживания определяется специалистами на предприятиях в течение 1–2 часов после проведения взрывных работ, что свидетельствует о простоте использования системы BMM.

Рис. 2. Процесс работы с BMM системой

Применение системы BMM на руднике «Белая гора»

Месторождение Белая Гора расположено в Хабаровском крае и представляет собой золоторудное месторождение убогосульфидного типа. Золоторудная минерализация представлена главным образом вмещающим тектонически экранированным проникающим глиисто-измененным окварцованным штоком дацитов, размещенным в толще андезитбазальтов и туфов. Прослежен ное до глубины минимум 400 м золото является свободным, неравномерно распределенным и связанным с вкрапленными скоплениями и прожилками кварцита, образующими оруденение штокверкового типа. Среднее содержание золота в добытой руде по данным на 2019 год составляет 0,85 г/т, уровень извлечения — 77,6 %, производственные показатели за год достигают 40 тыс. унц.

Менеджмент управляющей компании Highland Gold Mining Limited совместно с руководством рудника «Белая Гора» принял решение о внедрении системы BMM в ноябре 2019 года. Специалисты геологического департамента рудника под руководством главного геолога предприятия понимали необходимость учета смещения рудных контуров под действием силы взрыва и провели успешное внедрение системы совместно с представителем компании BMT PTY LTD. В результате проведения первых тестовых взрывов было установлено, что горизонтальные перемещения датчиков BMM, а значит и руды, варьируются в широких пределах. Вариативность перемещений составила более чем ±50 % от среднего значения, что соответствует общей картине по другим рудникам, где применяется система BMT и не является уникальным. На рисунке 3 показан пример взрывного блока, на котором проводились тестовые испытания системы BMM, а зафиксированные перемещения датчиков приведены в таблице 1.

Анализ данных по полученным смещениям позволил сделать вывод о том, что горизонтальные перемещения в одном только рассматриваемом взрыве варьируются в пределах от 1,9 до 4,2 м при удельном расходе взрывчатого вещества 0,62 кг/м3, а вертикальные от -0,7 до 1 м. Смещение рудных контуров зависит от множества факторов, среди которых наибольшее влияние оказывают: удельный расход взрывчатого вещества, принятая схема инициирования, физико-механические свойства руд и вмещающих пород и т.д., а их игнорирование неизбежно приводит к проблемам, связанным с обеспечением стабильности качества подаваемой на фабрику руды. К аналогичному выводу пришли и разработчики системы [2–3], утверждая, что невозможность корректного учета всех исходных параметров готовящегося взрыва является основной причиной невозможности применения средств моделирования для оценки смещений рудных контуров.

«Мы понимали, что рудные блоки смещаются под действием силы взрыва и предполагали, что это сказывается на показателях качества добываемой руды. Относительно невысокие содержания полезного компонента в руде, а также неудовлетворительные результаты сверки имеющейся у нас геологической модели месторождения с фактическими данными по металлу обусловили необходимость сокращения разубоживания руды за счет точного понимания ее положения после проведения взрывных работ. Данные по смещениям, полученные уже в ходе первых взрывов, показали диапазон перемещений руды. В результате внедрения системы BMM на руднике мы регистрируем положительную динамику в сверке данных нашей геологической модели с фактически полученным металлом», — рассказал главный геолог рудника «Белая Гора» В. Середа.

Рис. 3. План тестового блока 110-10 с рудными контурами, смещенными по данным системы BMM

За год активного использования системы BMM на предприятии было проведено 105 взрывов с ее использованием, установлено 450 датчиков. 92 % установленных датчиков были обнаружены корректно (85 % — средний процент обнаружения датчиков согласно общемировой практике). Диапазон горизонтальных смещений датчиков расширился и изменяется в пределах от 0,1 до 7,5 м, при сохранении удельного расхода взрывчатого вещества (0,62 кг/м3). Вертикальные перемещения, зафиксированные датчиками BMM, согласно имеющейся годовой статистике, изменяются в пределах от -2,9 до 3,9 м. Данные по обнаруженным датчикам говорят о высоком профессионализме в работе с системой, что подтверждается полученными в ходе анализа эффективности принятой технологии данными.

BMM №	Исходное положение			Конечное положение		3D перемещение, м	Горизонтальное перемещение, м	Вертикальное перемещение, м	Направление, град.	Наклон, град.
	Глубина, м	Устье скважины,Z	BMM, Z	Устье скважины,Z	BMM, Z
1	3,0	115,5	112,5	118,08	113,5	3,8	3,7	1,0	87,0	15,8
2	3,0	115,6	112,5	117,24	113,5	3,3	3,1	1,0	56,6	17,7
3	3,0	115,2	112,2	117,13	113,2	2,8	2,5	1,0	49,5	22,1
4	3,0	114,6	111,6	115,56	111,5	2,5	2,5	-1,0	61,5	-3,4
5	3,5	114,9	111,4	117,6	110,7	2,4	2,3	-0,7	33,0	-16,5
6	2,5	115,4	112,9	115,63	113,7	4,2	4,2	0,8	318,6	10,5
7	3,0	116,4	113,4	118,53	114,3	3,5	3,4	0,9	298,2	14,9
8	4,0	116,1	112,1	118,23	111,4	2,1	1,9	-0,7	269,5	-20,2
9	2,5	116,0	113,5	117,06	113,9	2,9	2,9	0,4	293,1	8,4
10	2,5	115,6	113,1	117,32	113,4	2,8	2,8	0,3	298,9	6,5

Табл. 1. Параметры смещений датчиков BMM

Расчет экономического эффекта от внедрения системы может быть проведен через показатель согласования, оценивающий расхождение между оценками или измерениями в различных точках горного производства. Оно оценивается между прогнозными моделями, горными планами и фактическими рабочими характеристиками. Получаемый в ходе оценки коэффициент расхождения следует принимать в качестве ключевого показателя эффективности предприятия. Наличие значительных расхождений указывает на необходимость проверки на точность первоначальной геологической информации, качества проводимых на предприятии опробования и других измерений, используемых при расчете согласования, а также на неоптимальное использование ресурсов и снижение прибыли предприятия.

Заключение

Повышение рентабельности горнодобывающего предприятия возможно путем снижения показателей потерь руды, ее разубоживания и ошибочной классификации за счет отслеживания перемещения руды под действием силы взрыва. Система BMM, позволяющая в кратчайшие сроки получить необходимые фактические данные по перемещениям руды, является простым и универсальным методом решения данной задачи, что подтверждается достигнутыми на предприятии «Белая гора» результатами.

Следующие основные выводы могут быть сделаны на основании проведенных испытаний:

1. Смещение рудных контуров вариативно и зависит от множества факторов, большинство из которых не может быть напрямую учтено (например, различие физикомеханических свойств руд и вмещающих пород, наличие зон ослаблений и т.д.) применяющимися в настоящее время средствами моделирования, но может быть отслежено и записано с помощью BMM-системы. 
2. Ни одна из существующих схем инициирования не позволяет полностью исключить смещение рудных контуров в процессе проведения взрыва; 
3. Управление качеством добываемой руды следует начинать с оценки смещений рудных контуров посредством взрыва. Игнорирование смещений рудных контуров неизбежно приводит к потерям руды и ее разубоживанию, что в свою очередь неизбежно сказывается на экономических показателях горнодобывающего предприятия. 
4. Расчет экономического эффекта от внедрения системы BMM следует проводить через показатель согласования. Обычно этот процесс проводят для следующих стадий сопоставления: сравнение предсказания модели ресурсов с фактическими отчетами производства, сравнение добытой руды и руды, переработанной обогатительной фабрикой с полученным металлом.

1. Ю.О. Федоров, И.Н. Щеглов, Г.И. Жуков. «Управление качеством руд — это реальность» ОАО «Иргиредмет», Золотодобыча, № 188, июль, 2014 г.
2. La Rosa D., Thornton D. Blast Movement Modelling and Measurement, in Proceedings of 35th APCOM Symposium — Wollongong, 2011.
3. Thornton D., Sprott D., Brunton I. Measuring blast movement to reduce ore loss and dilution, in Proceedings 31st Annual Conference on Explosives and Blasting Tech-nique (International Society of Explosives Engineers: Cleveland), 2005.

---

Компания

Blast Movement Technologies (A part of Hexagon company) Система отслеживания смещения пород после взрыва (BMM), спроектированная и изготовленная компанией ВМТ в Брисбене (Австралия), помогает горнодобывающим компаниям увеличить рентабельность производства. Наше уникальное решение позволяет проводить точные замеры движения горных пород в пространстве после взрыва, что приводит к росту показателей извлечения руды, снижению ее потерь, разубоживания и ошибок в классификации руды.

Компания Hexagon

Hexagon — один из ведущих мировых разработчиков сенсорного оборудования, программного обеспечения и автономных технологий. Мы получаем максимальную отдачу от работы данных, повышая тем самым оперативность, производительность и качество работы промышленных, производственных, транспортных систем и решений по обеспечению безопасности. Наши технологии формируют городскую и производственную экосистемы, делают их взаимосвязанными и автономными, обеспечивая им рост и уверенное будущее. Горнорудное подразделение компании Hexagon решает задачи, встающие перед добывающими компаниями при проведении горных работ открытым и подземным способом. Мы предлагаем испытанные технологии для планирования и безопасного ведения всего комплекса горных работ. В компании Hexagon (Nasdaq Stockholm: HEXA B) работает около 20000 сотрудников в 50 странах мира. Чистая выручка компании составила около 3,9 млрд евро. Получите дополнительную информацию на вебсайте www.hexagon.com, найдите нас в соцсетях @HexagonAB.

Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 1 (51)/март 2021 г.