Как растущее понимание геологической обстановки привело к резкому увеличению запасов известняка LafargeHolcim, снижению эксплуатационных затрат и повышению устойчивости.

Швейцарская транснациональная компания LafargeHolcim находится в авангарде устойчивого развития и инноваций и использует решения Seequent, которые помогают компании на пути к совершенствованию. В 2015 году в компании внедрили Leapfrog Geo с целью повышения степени понимания сложного карьера Нобса. В результате этого более глубокого понимания коэффициент вскрыши снизился с 7:1 до 1,5:1, геологические запасы увеличились с двух до 35 лет, а экономия на логистических операциях составила 2,5 млн долларов США в год.

LafargeHolcim — мировой лидер в промышленной добыче и переработке полезных ископаемых, который работает в 75 странах, имеет 2300 объектов эксплуатации, около 72 000 сотрудников и размер чистых продаж примерно на уровне 26,7 млрд швейцарских франков.

К концу 2014 года принадлежащий LafargeHolcim завод Nobsa Cement в Колумбии, который получал сырье из трех карьеров, включая собственный карьер Нобса, находился под угрозой остановки производства вследствие нехватки сырья. В 2015 году межотраслевая рабочая группа собралась для выработки устойчивого решения, направленного на максимальное использование карьера Нобса. Краеугольным камнем проекта стала переоценка и оптимизация полисырьевого месторождения Нобса.

Leapfrog Geo использовали для переоценки и новой интерпретации геологии месторождения Нобса и для лучшего управления изменчивостью качества сырья. Подход к условному моделированию Leapfrog Geo не только улучшил понимание и ускорил процесс моделирования, но и позволил легко добавлять новую информацию.

После этой успешной переоценки и более четкого понимания запасов пересчитали блочную модель и разработали концепцию комплексной добычи с программой QSO — системой LafargeHolcim для планирования и оптимизированного управления добычей. Такой эффективный контроль качества минерального сырья, составляющего сырьевую смесь, впервые позволил строго выполнить план горных работ.

Родольфо Варгас Педроса (Rodolfo Vargas Pedroza), ведущий геолог группы LafargeHolcim, поясняет: «Отсутствие достоверной геологической модели затрудняло надлежащее моделирование качества минерального сырья и разработку надежного плана горных работ, поскольку существующие планы разработки часто отменялись при непредвиденных событиях. При помощи Leapfrog Geo мы смогли лучше оконтурить и изучить месторождение Нобса. Как следствие, вместо того, чтобы отправлять низкосортную породу в отходы, теперь мы можем определить и объединить смоделированное нами минеральное сырье с низким содержанием полезного компонента и ограниченное количество породы с высоким содержанием, увеличивая ресурсную базу с двух до 35 лет. Что существенно повлияло на коэффициент вскрыши, снизив его с 7:1 до 1,5:1. Мы также сократили количество известняка, доставляемого из внешних карьеров, уменьшив эксплуатационные затраты на 2,5 млн долларов США в год.»

Завод Nobsa Plant получал сырье из трех карьеров: расположенного поблизости карьера Нобса и двух переданных на субподряд карьеров, расположенных в 7 км и 30 км от завода. В 2014 году низкодебитный характер месторождения Нобса, задержки с выдачей разрешений на новое близлежащее месторождение и увеличение затрат ввиду невозможности точного планирования поставило под угрозу добычу на карьере Нобса и создало серьезный риск остановки производства.

Месторождение Нобса — сложное геологическое тело. Участок состоит из интенсивной складчатости и разломов, а вертикальный характер переслоения известняков, мергелей и глин затрудняет поисково-разведочное бурение. Для карьера отсутствовала геологическая модель высокого качества, что затрудняло понимание, и, как следствие, управление изменчивостью качества минерального сырья. Ввиду неожиданных изменений геологических данных планы горных работ сразу стали излишними.

Рисунок 1. Геологическая модель, созданная в Leapfrog Geo.

Невозможность составить точный план также препятствовала использованию месторождения в полном объеме. Многие слои известняка с низким содержанием полезного компонента ранее утилизировались как пустая порода. Чтобы включить их в технологический процесс, требовался известняк с высоким содержанием, привезенный из других карьеров, расположенных более чем в 30 км от комбината.

Построение моделей выполнялось традиционными методами, что требовало много времени и не обеспечивало надежность. В связи с широким кругом обязанностей геологам также не хватало времени, навыков и знаний для создания, оценки запасов и составления отчетов по ним. Это также означало невозможность регулярно обновлять модели с вводом последней информации.

Целью внедрения Leapfrog Geo было быстрое улучшение понимания месторождения Нобса. Важнейшей особенностью Leapfrog Geo является оперативное создание моделей непосредственно на основе данных с помощью механизма условного моделирования, минуя трудоемкое каркасное моделирование. Модели безотлагательно визуализируются в 3D, что позволяет рабочим группам оперативно получать наглядную аналитическую информацию для интерпретации.

Родольфо разъясняет: «Нас впечатлила простота использования Leapfrog, скорость и точность работы ПО, а также возможность быстро визуализировать данные. Вследствие сложности месторождения критически важно правильно определить геологические зоны, зоны выветривания и качество сырья, и нам удалось добиться этого при помощи Geo. Мы также смогли применить к данным тренды для переменных на основе структурной интерпретации различных стратиграфических горизонтов.»

Рисунок 2. Структурные тренды, определяемые в Leapfrog.

Используя Leapfrog Geo, рабочей группе удалось быстро улучшить свою интерпретацию. Комментарий Родольфо: «Мы смогли лучше определить пласты черных сланцев и пространственное распределение известняка с низким содержанием полезного компонента. Нам также удалось точнее определить различные породы, присутствующие в месторождении, и установить, как извлечь большую часть ограниченных запасов из пластов с высоким содержанием полезного компонента, чтобы избежать потерь известняка с низким содержанием».

Функция динамического моделирования Leapfrog Geo также позволяет легко и без задержек добавлять новую информацию без необходимости повторно запускать процесс моделирования. По мере добавления в модель новых данных автоматически применяются уже установленные правила и параметры, а модели обновляются с использованием новых данных. Эта функция динамического обновления гарантирует, что модели всегда актуальны и доступны для составления планов горных работ, которые можно своевременно адаптировать и оптимизировать.

Родольфо говорит: «Возможность легко выполнять обновления очень важна, поскольку по мере добычи минерального сырья мы получаем много информации, и нам нужна способность использовать эту информацию для улучшения моделей и нашего понимания. Без этого мы не сможем принимать наилучшие и наиболее экономически выгодные решения.»

Рисунок 3. Использование системы Leapfrog для динамического обновления блочных моделей с учетом качества минерального сырья.

После повторной интерпретации геологической модели была пересчитана блочная модель, а также разработана концепция добычи, которая должна включать все доступные типы сырья в сырьевой смеси, максимально используя породу с низким содержанием, которая ранее впустую отправлялась в отвалы, и обеспечивая строгое выполнение тщательного контроля качества минерального сырья в соответствии с планом горных работ.

Максимальное использование породы с низким содержанием полезного компонента принесло значительные преимущества:

• Запасы сырьевой смеси увеличились с двух до 35 лет.
• Если посмотреть на цифры только за 2015 год, мы увидим, что 665 000 долларов США сэкономлены за счет использования известняка с низким содержанием полезного компонента, который ранее направлялся в отвалы:
  • в сырьевую смесь включено 150 000 тонн минерального сырья.
  • 63 000 тонн использованы в качестве минерального компонента для производства цемента (MIC).
  • Коэффициент вскрыши снизился с 7:1 до 1,5:1.
• Сокращение транспортировки известняка с высоким содержанием полезного компонента из других карьеров позволило дополнительно сэкономить 2,5 млн долларов США на эксплуатационных затратах.
• Значительные экологические преимущества за счет уменьшения объема отправляемой в отвалы породы.

Преимущества для окружающей среды, полученные за счет более глубокого понимания и устойчивого управления месторождением, также помогут LafargeHolcim в реализации своего Плана действий до 2030 года и Обязательства в отношении устойчивого развития, чтобы повысить отдачу от пустой породы за счет преобразования запасов для всех производственных процессов. Этот надежный подход также описан в документе «Представьте будущее с промышленной добычей полезных ископаемых, Стратегический план до 2050 года» Европейской ассоциации промышленной добычи полезных ископаемых (IMA-Europe). В этом Стратегическом плане определяется ряд факторов, способствующих обеспечению безотходного производства, с которыми сталкивается LafargeHolcim в настоящее время. К ним относятся добыча на месте и сокращение потребности в транспортировке, развитие достоверных знаний о минеральном сырье, преобразующих методы работы с помощью таких технологий, как Leapfrog; в список факторов также входит внесение вклада в ресурсоэффективную экономику за счет более эффективного использования запасов на каждом этапе цепочки поставок.

LafargeHolcim также внедрили Leapfrog Edge, модуль Leapfrog Geo для оценки запасов, позволяющий оптимизировать моделирование и оценку ресурсов в одном удобном рабочем процессе. При помощи Edge вы можете интегрировать оценку запасов с трехмерными геологическими моделями, и, как и в случае с Geo, любые внесенные уточнения и добавленные новые данные обрабатываются системой и учитываются в обновленной оценке запасов. Edge предоставляет высокий уровень наглядности и включает в себя все стандартные отраслевые инструменты.

Джеймс Эдвардс (James Edwards), менеджер по работе с клиентами Seequent в Европе, комментирует: «Leapfrog Edge позволяет LafargeHolcim точно моделировать распределение пустой породы, уменьшая неопределенность и обеспечивая лучшее понимание естественной изменчивости запасов. Благодаря дополнительным инструментам, которые предоставляет Edge, LafargeHolcim может собирать эти данные и определять качество минерального сырья на месторождении Нобса, что повышает надежность планов горных работ и в конечном итоге обеспечивает максимальную отдачу от запасов.»

Использование Geo и Edge также расширяет возможности рабочей группы, поскольку изучить программное обеспечение относительно легко, быстро повысив квалификацию. В прошлом опытных разработчиков моделей не хватало, поскольку на освоение других пакетов ПО требовалось время.

В настоящее время Leapfrog внедряется на всех предприятиях LafargeHolcim для систематического обновления моделей, запасов и резервов в деятельности предприятия по всему миру.

Комментарий Люка Стюарта (Luke Stewart), регионального директора Seequent в странах Европы, Ближнего Востока и Африки: «Мы действительно рады, что наши решения приносят добавочную ценность за счет более глубоких знаний о запасах. Лучшее понимание местоположения, количества и качества известняка в карьере Нобса помогло LafargeHolcim в их стремлении повысить устойчивость при добыче полезных ископаемых, что фактически привело к увеличению их геологических запасов и снижению эксплуатационных затрат. Этот эффект масштабируется для всех типов операций, независимо от размеров вашего месторождения — мы постоянно наблюдаем преимущества / положительные изменения, реализуемые в секторе промышленной добычи полезных ископаемых.»

Если вы хотите узнать больше об участии Seequent в промышленной добыче полезных ископаемых, информацию можно найти здесь:
Промышленная добыча полезных ископаемых: Как быстрее и точнее прогнозировать качество минерального сырья
Обеспечение более устойчивого развития в сфере промышленной добычи полезных ископаемых