Сокращение потерь руды и разубоживания. Опыт применения системы BMM на АО «Полюс Красноярск»

А.А. Метельский — Начальник участка карьера «Благодатный», Цеха рудного контроля, Управления рудного контроля, Дирекции по минеральным ресурсам АО «Полюс Красноярск».



М.Ю. Гамбаль — директор по развитию бизнеса в РФ Hexagon / Генеральный директор ООО «БМТ- Евразия», к.т.н.




Введение

В настоящее время не все добывающие компании уделяют достаточное внимание рудному контролю, повышению качества руды на входе в обогатительную фабрику и, соответственно, увеличению выхода конечного продукта. Многие компании игнорируют новые технологии и считают, что если потери и разубоживание не выходит за рамки, заложенные в проекте, то и прилагать усилия по их сокращению не стоит.

Лидер золотодобычи в России, компания «Полюс» на пути программ цифровизации, «умного рудника», «mine to mill» и др. приняло решение идти по пути развития современных горнодобывающих предприятий, осваивая не только новую технику и оборудование для увеличения добычи объёмов горной массы, сокращения простоев и затрат, но и технологии направленные на цифровизацию процесса добычи, чтобы в дальнейшем получить больше от возможного.

Для достижения целей сокращения потерь и разубоживания, повышения качества руды компания проводит достаточное количество исследований и тестирований, работая как с российскими, так и с зарубежными компаниями производителями оборудования и научно-исследовательскими организациями.

Рис. 1. Инфографика работы с системой BMM

На первых этапах компания внедряла технологии RC бурения и программные обеспечения, чтобы получить более точные данные и построить обновлённые блочные модели. Далее, тестирование систем инициирования с электронными системами взрывания, практические работы по изменению схем взрывания, чтобы уменьшить перемещения горной массы. Моделирование развалов и переход на фактическое измерение.

Номер блока	Высота уступа, м	Номер BMM	Глубина установки BMM, м	Измерения до взрыва		Измерения после взрыва		Величина горизонтального смещения BMM, м	Величина вертикального смещения BMM, м	Величина смещения BMM в 3D, м
				Высотная отметка устья скважины БВР, м	Высотная отметка BMM до взрыва, м	Высотная отметка поверхности взрыва, м	Высотная отметка BMM после, м
1	15	1	5,0	235,3	230,03	236,5	230,6	13,3	0,2	13,3
		2	5,0	236,1	231,1	236,8	230,6	6,7	-0,5	6,7
		3	5,0	235,8	230,8	235,3	231,8	4,4	1,0	4,5

Табл. 1. Данные по смещениям датчиков BMM блока № 1

В 2016 году компания впервые проводит тестирование и дальнейшее внедрение технологии уменьшения потерь и разубоживания от Австралийской компании Blast Movement Technologies. Компания BMT Pty Ltd с 2005 года разрабатывает и внедряет систему BMM — основанную на фактическом измерении перемещения рудных тел во время взрыва. Постоянно обновляя и улучшая как само оборудование, так и программное обеспечение, данные улучшения направлены на упрощение работы, получение большей сходимости данных и, как результат, увеличения прибыли компании. Принцип работы достаточно прост и представлен на рисунке 1 в инфограмме: в рудном блоке размещаются датчики, которые показывают свои координаты в трёх плоскостях. Данные с датчиков фиксируются до взрыва. Далее после взрыва датчики обнаруживаются на блоке специальным детектором и определяются новые координаты. После возвращения с карьера сотруднику требуется от 30 минут для обработки информации в программном обеспечении BMM Explorer, которое предоставляется разработчиком технологии. Затем уже смещённые контура передаются в отработку.

Описание системы BMM

Система мониторинга BMM, показанная на рисунке 2, 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. Датчики имеют различную рабочую частоту, и за счёт этого допускается установка в одну скважину до 4х датчиков, что позволяет максимально точно контролировать перемещения рудных тел, происходящих внутри массива.

Рис. 2. Общий вид детектора GP5300

Активатор является 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 вектора перемещения каждого датчика BMM. Полученные данные обрабатываются, а затем хранятся в создаваемой базе данных.

Опыт оценки смещений на ООО УК «Полюс» (АО «Полюс Красноярск»)

Месторождение Благодатное относится к малосульфидному, прожилкововкрапленному золоторудному типу месторождений и является крупнейшим из находящихся в эксплуатации золоторудных объектов Енисейского кряжа. Рудные тела месторождения приурочены к карбонат-содержащим стратифицированным пачкам и оконтуриваются опробованием. Месторождение представлено линейной северо-западного простирания и северо-восточного падения жильно-прожилковой минерализованной сульфидами и золотом зоной гидротермально измененных (окварцованных, серицитизированных и карбонатизированных) кварц-слюдистых сланцев.

Рис. 3. Пример блока № 1

В качестве примера рассмотрим несколько блоков с применением системы BMM на Олимпиаднинском ГОКе на рисунках 3 и 4 (рис. 4). На данных блоках проводились взрывные работы со следующими параметрами:

• высота уступа — 10 и 15 м;
• удельный расход взрывчатого вещества «ВЭТ-700» — 1,1 кг/м3;
• расстояние между рядами скважин — 5,6 м;
• расстояние между скважинами — 6,5 м;
• забойка скважин — 4,5 м;
• длина буровзрывных скважин — 16 м;
• диаметр буровзрывных скважин — 215,9 мм.

Не всегда прогнозируемые направления смещений соответствуют фактическим. Прогнозировать величину смещения, применять средние значения также не является эффективным инструментом. Обратите внимание на вариативность горизонтального смещения на представленных блоках, где минимальные значения составляли 4,4–4,5 м, а максимальные 12,6– 13,3 м, соответственно. Только представьте, какие потери компания могла понести, отрабатывая блоки без учёта смещения.

Рис. 4. Пример блока № 2

В настоящее время сотрудники Цеха рудного контроля (подразделение Дирекции по минеральным ресурсам) АО «Полюс Красноярск», используя систему BMM, получают максимально точные данные о положении границ рудных тел после взрывных работ, что просто необходимо для качественного рудного контроля на предприятии. Уже на этапе внедрения технологии сотрудники предприятия удостоверились в качестве полученной информации о перемещениях.

Заключение

Управление потерями руды и разубоживанием имеет определяющее значение для всех работ по добыче полезных ископаемых.

При производстве буровзрывных работ происходит смещение руды, от правильности расчета данного смещения границ руда/п. порода зависит качество получаемого продукта.

Смещение пород после взрыва варьируется по глубине, охватывает различные зоны взрыва и осложняется краевым эффектом, что делает невозможным предсказать/смоделировать смещение пород после взрыва с достаточной точностью в целях рудоконтроля.

Решение BMT собирает данные с устройств по отслеживанию смещения пород после взрыва, которые перемещаются вместе со взорванным материалом. Программное обеспечение рассчитывает участок рудных многоугольников после взрыва и выводит скорректированные границы сортовых планов.

Номер блока	Высота уступа, м	Номер BMM	Глубина установки BMM, м	Измерения до взрыва		Измерения после взрыва		Величина горизонтального смещения BMM, м	Величина вертикального смещения BMM, м	Величина смещения BMM в 3D, м
				Высотная отметка устья скважины БВР, м	Высотная отметка BMM до взрыва, м	Высотная отметка поверхности взрыва, м	Высотная отметка BMM после, м
2	10	1	4,0	310,3	303,3	312,1	308,8	12,6	2,6	12,9
		2	4,0	310,1	306,1	313,0	310,1	8,0	4,0	9,0
		3	5,0	309,7	304,7	314,4	308,3	4,5	3,6	5,8

Табл. 2. Данные по смещениям датчиков BMM блока № 2 

Точная информация по взрыву позволяет осуществлять контроль содержания с целью извлечения всех запланированных полезных ископаемых и достижения полноценного жизненного цикла карьера.

Авторы статьи выражают благодарность АО «Полюс Красноярск» за возможность проведения эксперимента и внедрения технологии уменьшения потерь и разубоживания от компании BMT Pty Ltd part of Hexagon.

1. La Rosa D., Thornton D. Blast Movement Modelling and Measurement, in Proceedings of 35th APCOM Symposium — Wollongong. 2011.
2. Thornton D., Sprott D. and Brunton I. Measuring blast movement to reduce ore loss and dilution, in Proceedings 31st Annual Conference on Explosives and Blasting Technique (International Society of Explosives Engineers: Cleveland). 2005.
3. Hunt T.W., Thornton D.M. Modeling vs Monitoring Blast Movement: The cost of Variation. Proc. 40th Annual Conference on Explosives and Blasting Technique, Denver, Colorado, USA, 9–12 February 2014.
4. «Золоторудное месторождение Благодатное (Отчет геологоразведочной партии ЗАО «Полюс» о разведочных работах за 2006–2007 гг. с подсчетом запасов по состоянию на 01.01.2008 г.)». Красноярск, ГРП ЗАО «Полюс», 2008 г.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 4 (54)/декабрь 2021 г.