Статья впервые опубликована в выпуске периодического издания «Проектирование и горное дело» (Engineering & Mining Journal) за август 2024 года. — Автор: Карли Леонида (Carly Leonida), редактор статей в европейском подразделении издания
Один из авторов журнала «Проектирование и горное дело» изучает, как инновационные методы и технологии контроля содержания полезного компонента обеспечивают горнодобывающим компаниям больше независимости в процессе добычи руды.
В последние два десятилетия мы стали свидетелями существенной трансформации подхода горнодобывающих компаний к контролю содержания полезного компонента — определению порогового значения, при котором материал считается рудой или пустой породой; эта трансформация обусловлена эффективным сочетанием автоматизации, цифровизации и растущей приоритетностью устойчивого развития.
«Раньше важным источником информации о содержании ценного компонента в руде, добываемой в открытых карьерах, были пробы, отобранные после бурения взрывных скважин», — рассказывает изданию «Проектирование и горное дело» Грант Кэффери (Grant Caffery), директор австралийского подразделения компании Clareo и бывший руководитель отдела инноваций в BHP.
«Что касается современной добычи, точность [при отборе проб породы] значительно возросла за счет применения автономных буровых установок, оснащенных GPS и датчиками. Например, на руднике Пилбара компании Rio Tinto точность бурения увеличилась на 25 %, а затраты сократились на 15 % благодаря внедрению автоматизации. Кроме того, внутрискважинный каротаж и размещаемые в скважинах датчики теперь предоставляют данные об изменчивости рудного тела в режиме реального времени, что позволяет незамедлительно вносить коррективы в процессе взрывных работ, тем самым сводя разубоживание к минимуму».
При добыче полезных ископаемых в подземных рудниках бурение с отбором керна по-прежнему играет решающую роль, однако технологические достижения ускорили процесс сбора данных. Такие технологии, как гиперспектральная визуализация и рентгенофлуоресцентная спектрометрия (XRF), обеспечивают более оперативный и подробный анализ минералогического состава образцов керна, повышая эффективность процесса документирования керна.
«Анализ данных в реальном времени стал ключевым фактором в современных горнодобывающих операциях», — поясняет Кэффери. «Усовершенствованные методы отбора проб в сочетании с геостатистикой позволяют создавать подробные модели рудных тел, которые повышают предсказуемость и снижают разубоживание. За счет интеграции данных в реальном времени коррективы мгновенно вносятся в процесс добычи, оптимизируя извлечение руды и сводя объем пустой породы к минимуму. Примером такого прогресса служит рудник Эскондида компании BHP, на котором за последние годы удалось повысить извлечение руды на 10 % и сократить затраты на 15 % благодаря анализу данных в режиме реального времени».
Появление высокотехнологичных систем сортировки руды еще больше усовершенствовало процесс контроля содержания полезного компонента. Технологии сортировки с использованием гиперспектральных изображений, внедренные компанией Plotlogic на австралийском золотом руднике, увеличили извлечение руды на 20 % и сократили затраты на переработку на 30 %.
Процесс принятия решений в сфере контроля содержания полезного компонента преобразуется еще и благодаря внедрению машинного обучения и искусственного интеллекта (ИИ). В целях оптимизации процессов извлечения руды прогностические модели на основе искусственного интеллекта анализируют огромные наборы данных, что приводит к повышению производительности и сокращению эксплуатационных расходов и простоев.
Грант Кэффери объясняет читателям журнала «Проектирование и горное дело»: «Эффективные методы контроля содержания полезного компонента еще и способствуют устойчивому развитию, так как снижают объем отходов и помогают оптимально использовать ресурсы. Создаваемые в отрасли партнерства, такие как подход Grade Engineering (Проектирование содержания ценного компонента в руде) компании CRC ORE, направлены на отбраковку пустой породы на раннем этапе, повышение эффективности переработки руды и увеличение экономической отдачи до 30 %.
”Эти достижения повысили эффективность, точность и экологическую безопасность методов контроля содержания полезного компонента, что приводит к значительному росту производительности, рентабельности и экологической ответственности горнодобывающих предприятий.
Тенденции, проблемы и возможности
По словам Кэффери, сфера контроля содержания полезного компонента подвергается радикальным преобразованиям, которые обусловлены сложным взаимодействием тенденций, проблем и возможностей. Значительное влияние оказывают экономические факторы, поскольку колебания цен на сырье и рост эксплуатационных расходов вынуждают компании повышать свою эффективность и сокращать затраты. Улучшенный контроль содержания полезного компонента существенно снижает издержки и повышает операционную эффективность, что имеет решающее значение для поддержания конкурентоспособности.
Все большее значение приобретают устойчивое развитие и экологическая ответственность, побуждая горнодобывающие компании внедрять методы, которые сокращают до минимальных уровней воздействие на окружающую среду и способствуют эффективному использованию ресурсов. Такая смена вектора критически важна для выполнения нормативных требований и ожиданий заинтересованных сторон.
«Еще одной важной тенденцией является снижение рудного содержания», — заявляет Кэффери. «Поскольку месторождений с богатой рудой становится все меньше, горнодобывающие компании обращаются к ресурсам с более низким содержанием, для обеспечения экономической жизнеспособности которых требуется повышенная точность контроля содержания ценного компонента».
Технологические инновации постоянно вносят изменения в стратегии контроля содержания. Автоматизированное оборудование — буровые установки и системы транспортировки — в сочетании с цифровыми платформами для сбора и анализа данных повышают точность, сокращают число ошибок, вызванных человеческим фактором, и улучшают общую эффективность. Этому развитию также способствуют достижения в области визуализации геофизических данных, технологий сортировки руды и анализа данных. Однако новые технологии могут создавать не только возможности, но и затруднения, поскольку им требуется интеграция с существующими процессами и инфраструктурой.
Кэффери уточняет: «Обеспечение [технологической] совместимости может быть сложным и дорогостоящим, а для эксплуатации и обслуживания этих передовых систем требуется квалифицированный персонал. Стремительный темп технического прогресса требует постоянной адаптации и инвестиций, что может стать финансовым бременем для горнодобывающих компаний».
Для руды с более низким содержанием полезного компонента может потребоваться больше затрат на переработку, а воздействие на окружающую среду может стать интенсивнее, и Кэффери поясняет, что в таких сценариях для поддержания рентабельности критически важно обеспечить эффективный контроль содержания. Затруднения, связанные с реализацией принципов устойчивого развития, также подразумевают необходимость находить баланс между экономической эффективностью и экологической ответственностью, и порой неизбежно приходится идти на компромиссы.
Говоря о возможностях, Кэффери отмечает, что для оптимизации контроля содержания полезного компонента значительные возможности открывают достижения в области ИИ и машинного обучения.
«В некоторых случаях прогностические модели могут улучшить прогнозы содержания руды до 20 %», — говорит он. «Усовершенствованные методы определения характеристик рудного тела — такие как геостатистическое моделирование и анализ данных в реальном времени — позволяют точнее характеризовать руду и контролировать содержание полезного компонента. Это преимущество особенно заметно при разработке месторождений с низким содержанием ценных металлов, например, рудника Пеньяскито компании Newmont».
Он продолжает: «Эти тенденции, проблемы и возможности рисуют ясную картину: будущее контроля полезного компонента — за передовыми технологиями, автоматизацией и приверженностью устойчивому развитию. Приняв эти тенденции и преодолев трудности, горнодобывающие компании смогут разблокировать возможности для эффективных, высокоточных и экологически ответственных операций по добыче полезных ископаемых в будущем».
Проверка блочных моделей в Leapfrog Geo. (Изображение предоставлено компанией Seequent)
Точность — насколько она важна?
За последние два десятилетия возможности определения характеристик рудных тел и их моделирования также претерпели революционные перемены, обусловленные технологическими достижениями и совершенствованием методологий. Прогресс в этих областях уже обеспечил множество преимуществ. В перечень важнейших улучшений входят:
- Улучшенный сбор и визуализация данных: Геофизические изображения высокого разрешения, к примеру, изображения площадей, исследованных с помощью трехмерной сейсморазведки, обеспечивают детальную визуализацию рудных тел и более точное оконтуривание ценных ресурсов. Это снизило риски и затраты на георазведку, позволило эффективнее выявлять зоны с высоким содержанием ценного компонента и минимизировать объемы пустой породы, что в конечном итоге повысило показатели извлечения руды.
- Использование БПЛА и технологий дистанционного зондирования и оснащенность датчиками LiDAR и инструментами для гиперспектральной визуализации произвели революцию в обследовании больших и труднодоступных территорий. Эта технология повысила эффективность геологоразведочных работ, значительно сократила затраты времени и средств и увеличила точность геологического картирования. Кроме того, дистанционное зондирование поддерживает постоянный мониторинг рудника, помогая выявлять изменения в состоянии рудного тела и оптимизировать процессы добычи.
- Сложное моделирование и анализ: В современное ПО для трехмерного геологического моделирования интегрируются различные источники данных — данные скважин, результаты геофизических исследований и геохимического анализа, и на их основе создаются подробные и динамические модели рудных тел.
- Методы геостатистического анализа и имитационного моделирования повысили точность оценки содержания ценного компонента в руде и анализа пространственной изменчивости по сравнению с такими традиционными методами, как кригинг. Это приводит к снижению разубоживания за счет минимизации объемов пустой породы, извлекаемой в процессе добычи, тем самым увеличивая извлечение богатой руды.
- Интеграция больших данных и машинного обучения: Эти технологии выявляют закономерности и корреляции, которые повышают точность характеристики рудного тела и прогнозирования содержания полезного компонента, повышая общую эффективность добычи.
- Междисциплинарные подходы: Сотрудничество между геологами, инженерами, специалистами по обработке данных и представителями других дисциплин привело к разработке интегрированных систем для определения свойств рудных тел и построения их моделей. Благодаря этим усилиям удалось улучшить планирование ресурсов и стратегии добычи, оптимизировать использование ресурсов и снизить воздействие горнодобывающих работ на окружающую среду. Кроме того, эти подходы повысили точность оценки ресурсов.
«Предоставляя более точную картину рудного тела, эти достижения позволяют горнодобывающим компаниям извлекать ценные ресурсы с большей эффективностью, оптимизировать переработку и снижать воздействие на окружающую среду до минимальных уровней», — добавляет Кэффери.
Использование бурения с обратной циркуляцией для контроля содержания полезного компонента позволяет горнодобывающим предприятиям отбирать пробы задолго до проведения взрывных работ и получать образцы более высокого качества. (Фотография предоставлена компанией IMDEX)
Наступление экологически ответственного будущего и контроль содержания полезного компонента
Следует помнить, что, хотя хороший контроль содержания имеет решающее значение для жизнеспособности и экологической устойчивости будущих горнодобывающих операций, он осуществляется в рамках ограничений существующих технологий добычи. Кэффери предупреждает: при том, что контроль содержания полезного компонента оптимизирует использование ресурсов и смягчает воздействие на окружающую среду, он не является идеальным решением всех проблем сразу.
«Эффективный контроль содержания ценных компонентов дает существенные преимущества», — признает он. «Месторождения богатой руды встречаются все реже, а потому становится необходимым извлекать максимальный объем ресурсов. Точный контроль содержания сводит к минимуму выемку пустой породы и обеспечивает максимальное извлечение ценных минералов, повышая рентабельность и экономическую устойчивость за счет более стабильных и предсказуемых показателей операционной эффективности. Точная информация о содержании полезного компонента позволяет разрабатывать индивидуальные стратегии переработки руды, потреблять минимум энергии и воды, тем самым снижая эксплуатационные затраты и повышая экономическую эффективность».
Это также демонстрирует приверженность рациональному использованию природных ресурсов, что имеет решающее значение для сохранения социальной лицензии на разработку и эксплуатацию месторождения. Например, сокращение площади нарушенных земель означает, что проводить земляные работы потребуется на меньших участках, так как перемещение пустой породы будет сведено к минимуму. Для оптимизированной переработки сырья требуется меньше воды и энергии, следовательно, сокращаются выбросы углекислого газа. А меньший объем пустой породы позволяет эффективнее проводить рекультивацию и восстановление горных выработок.
«Вероятно, в будущем меняющиеся экологические нормы установят более строгие ограничения на образование отходов и потребление энергии. Надлежащий контроль содержания полезного компонента позволяет горнодобывающим компаниям соблюдать эти требования», — подчеркивает Кэффери.
Со временем внедрение искусственного интеллекта, машинного обучения и аналитики данных в режиме реального времени в практику контроля содержания ценного компонента приведет к постоянному росту точности оценки ресурсов, эффективности эксплуатации и общей экологической устойчивости горнодобывающих работ.
Однако Кэффери отмечает, что эффективность контроля содержания имеет свои пределы. Даже при наличии точных знаний о составе рудного тела ограничения современных методов добычи могут помешать полному отделению ценных минералов от пустой породы. Кроме того, некоторые минералы могут быть слишком мелкозернистыми или не иметь четко выраженных признаков, что затрудняет их идентификацию и отделение с использованием современных технологий.
«Чтобы в будущем добиться настоящей ресурсосбалансированности горнодобывающей промышленности, необходим комплексный подход», — указывает Кэффери. «Непрерывное совершенствование контроля содержания полезного компонента, включая анализ данных, методы моделирования и сенсорные технологии, будет способствовать дальнейшему улучшению применяемых методов.
«Между тем решающее значение для создания новых методов извлечения полезных ископаемых с более высокой эффективностью и лучшими возможностями рудосортировки имеют научные исследования и разработки. К таковым могут относиться достижения в области методов селективной добычи, новые методы эффективного отделения мелкозернистых минералов и природосберегающие способы переработки сырья, требующие меньше воды и энергии.»
Непрерывно совершенствуя методы контроля содержания и добычи руды, горнодобывающая промышленность может достичь будущего, в котором ответственное использование ресурсов и охрана окружающей среды идут рука об руку.
Решение BOLT от IMDEX позволяет повысить эффективность взрывных работ, сводя к минимуму перебор и недобор породы в подземных рудниках. (Фотография предоставлена компанией IMDEX)
Узнайте все о вашем рудном теле
Как отмечалось ранее, при добыче открытым способом многие компании начали отказываться от отбора проб из взрывных скважин для контроля содержания, поскольку получаемые этим способом образцы далеко неидеальны. Вместо этого большинство предприятий теперь предпочитают использовать бурение с обратной циркуляцией. Это изменение обусловлено в первую очередь возможностью опережать плотные графики буровзрывных работ, предоставляя компаниям, занимающимся эксплуатацией месторождений, больше времени для анализа данных и стратегического планирования.
Дэйв Лои (Dave Lawie), главный геолог и главный технолог IMDEX, сообщает читателям издания «Проектирование и горное дело»: «Используя бурение с обратной циркуляцией, горнодобывающие компании могут отобрать пробы гораздо раньше — за 18 месяцев до начала буровзрывных работ. Кроме того, качество образцов отличается в лучшую сторону и позволяет проводить более обширные измерения — не только определяя содержание полезного компонента, но и предоставляя сведения для составления краткосрочных и среднесрочных планов горных работ».
Он напоминает нам, что экономическая ценность добытого материала зависит не только от содержания полезного компонента; существует множество свойств, которые могут сделать блок или участок выборочной выемки нерентабельным для переработки, несмотря на результаты контроля содержания, указывающие на то, что содержание ценного компонента в материале выше бортового. К примеру, такие свойства, как твердость, кислотоемкость или природная сорбционная активность материала (в случае золотых руд), являются модифицирующими факторами, которые влияют на экономическую ценность в дополнение к фактору содержания полезного компонента.
«Если рассматривать истинную ценность извлеченного материала, то на самом деле речь идет о контроле свойств материала, а не о контроле содержания полезного компонента», — поясняет Лои. «Это информация о рудном теле с повышенной детализированностью. Бурение с обратной циркуляцией дает время на получение знаний о рудном теле и более подробных сведений для контроля содержания полезного компонента с учетом модифицирующих факторов и обеспечивает более точное оконтуривание руды и пустой породы».
BLASTDOG — одно из решений IMDEX, которое можно использовать для контроля свойств извлекаемого материала. Обычно с его помощью измеряется не содержание полезного компонента (хотя такое возможно в чрезвычайно специфических обстоятельствах), а выполняются замеры целого ряда независимых физических свойств массива породы. Это позволяет получать данные с высоким пространственным разрешением, чего ранее не удавалось добиться на рудниках в масштабах рудника или уступа карьера.
В качестве иллюстрации Лои приводит такой пример: «Проклятием многих медных рудников в Южной Америке являются зоны, богатые глиной». «BLASTDOG позволяет измерять детальное распределение глинистых минералов в масштабах рудника, что при моделировании с учетом содержания меди дает гораздо более точную экономическую картину уступа и открывает возможности для принятия тактических решений, связанных со стратегиями разделения на руду и пустую породу и складирования руды. Мы используем BLASTDOG на медных, железорудных и угольных рудниках в основных горнодобывающих регионах по всему миру».
Для подземной добычи горнодобывающим компаниям пригодится решение BOLT от IMDEX — оно позволяет проводить очень точные исследования вдоль траектории бурения эксплуатационных скважин. «Опять же, хотя напрямую содержание полезного компонента не замеряется, это решение повышает эффективность взрывных работ, сводя к минимуму перебор и недобор породы, которые сами по себе являются типами контроля содержания», — добавляет Лои. «Решение BOLT применимо практически для любого типа подземной добычи полезных ископаемых, независимо от вида сырья».
В настоящее время IMDEX адаптирует комплект датчиков BLASTDOG для использования в эксплуатационных скважинах в подземных выработках. Это позволит осуществлять контроль материала с высоким пространственным разрешением при подземной добыче полезных ископаемых.
«Кроме того, поскольку все это пространственно плотные данные с довольно большим количеством информации, к получению которых многие горнодобывающие предприятия еще не привыкли, мы работаем над созданием цифровой системы — при поступлении этого типа данных она будет автоматически пропускать их через геостатистический процесс для создания блочной модели, которую горнодобывающие компании смогут немедленно использовать в своих планах», — объясняет Лои в интервью для журнала «Проектирование и горное дело».
«При наличии такого рода данных с соответствующим пространственным разрешением компании смогут пересмотреть свою стратегию добычи полезных ископаемых и получат возможность вести горные работы с высокой точностью, сокращать потребление энергии и уменьшать свой углеродный след — по сути, выполнять все действия, которые требуются от горнодобывающих предприятий в современной обстановке, ориентированной на декарбонизацию.»
Решение Vulcan от Maptek для оптимизации контроля содержания полезного компонента обеспечивает горнодобывающим компаниям возможность создавать объективные, воспроизводимые модели и выемочные контуры на основе данных. (Изображение предоставлено компанией Maptek)
Выполняйте замеры, создавайте модели, управляйте работами
Горнодобывающая промышленность может не торопиться с внедрением новых технологий, отдавая предпочтение уже существующим системам и методам вместо принятия новых подходов. Однако, по словам Джорди Мэтьюза (Geordie Matthews), специалиста по геологии компании Maptek, инновации и усовершенствования в процессе контроля содержания ценного компонента обычно обусловлены экономическими требованиями к ведению работ по добыче полезных ископаемых.
«Как правило, горнодобывающая промышленность проходит через цикл подъемов и спадов», — сообщает он в интервью журналу «Проектирование и горное дело». «Когда после экономического спада становится сложнее вести производственную деятельность, значимость инноваций возрастает. Приоритеты смещаются с количества на качество, благодаря чему прибыльность повышается без необходимости увеличивать объем добываемого материала. Более эффективный отбор проб и регистрация данных, усовершенствованные методы анализа и модернизированное программное обеспечение могут помочь снизить нагрузку на горных геологов.»
Анализ блочной модели с использованием интегрированных рабочих процессов Leapfrog Geo, Edge и Imago. (Изображение предоставлено компанией Seequent)
Мэтьюз объясняет, что важнейшим достижением в области контроля содержания полезного компонента — или, как он предпочитает это называть, рудоконтроля, — за последние 30 лет стала разработка алгоритмов оптимизации добываемого материала, которые подкреплены условными имитационными моделями, позволяющими применять к определению границ разных руд подход, основанный на оценке риска. Самая сложная проблема — определить ценность руды надежно, объективно и быстро, чтобы уложиться в бюджет и удовлетворить ожидания акционеров. Эти инструменты применяются при селективной выемке и могут принести выгоду при разработке любого относительно однородного рудного тела без четко выраженных признаков для визуального выявления.
«Условное моделирование (или последовательное гауссово моделирование) используется с 1970-х годов для оптимизации реальных задач, когда выполнить оценку не удается, а данные отобранных проб сами по себе не могут обеспечить результат в пределах практических допусков», — поясняет Мэтьюз. «Применительно к рудоконтролю условное моделирование стало целесообразным решением с 1990-х годов, когда настольные компьютеры стали использоваться повсеместно, и примерно в то же время появилось программное обеспечение для оптимизации. Последовательное гауссово моделирование и процессы оптимизации по-прежнему занимали много времени, но обеспечивали модели рудоконтроля высокого разрешения, четкость сверки и более высокую прибыль для любого предприятия, готового внедрить эти методы».
Решение Vulcan от Maptek для оптимизации контроля содержания полезного компонента обеспечивает компаниям, занимающимся эксплуатацией месторождений, возможность создавать объективные, воспроизводимые модели и выемочные контуры на основе данных, в то же время сокращая объем рутинных задач. С помощью искусственного интеллекта, например, DomainMCF (часть пакета Maptek Compute Framework), можно успешно создавать даже самые сложные геологические модели и гораздо быстрее получать результаты, сопоставимые с эксплицитными или условными моделями.
«Наш клиент из Северной Америки, владеющий несколькими карьерами, сравнил свои вычерченные вручную полигоны, отображающие содержание полезного компонента, размером от 10 000 до 200 000 тонн, с результатами решения для оптимизации контроля содержания полезного компонента, и зафиксировал повышение ценности от 1 % до 12 %», — говорит Мэтьюз. «Выстраивание полигонов вручную и обозначение того, какая порода пойдет на тот или иной процесс, например, на дробильную фабрику или в отвалы, является утомительной работой для инженеров-технологов».
«Оперативная выработка нескольких сценариев создает варианты с большей ценностью. Благодаря поддержке генерирования сценариев компании, занимающиеся эксплуатацией месторождений, могут выполнять такие задачи, как оценка всех полигонов, созданных за последние полгода, за одну ночь, чтобы на следующий день инженер мог создать электронную таблицу для анализа. Автоматизация процесса контроля содержания полезного компонента также позволяет геологам исследовать чувствительность альтернативных сценариев для максимизации ценности и снижения риска».
Используя возможности облачных вычислений и оптимизированного программного обеспечения, теперь модели SGS (с масштабом меньше шага сетки) можно создавать за считанные минуты, а не за часы. Более крупные модели становятся доступными для использования на протяжении всей цепочки создания стоимости в горнодобывающей промышленности, от групп по управлению ресурсами и запасами до отделов переработки и логистики, обеспечивая уверенность в выполнимости обязательств, которые приняло на себя предприятие.
Мэтьюз добавляет: «Поскольку в будущем цены на сырьевые товары будут снижаться и стабилизироваться, приоритет качества над количеством будет иметь решающее значение для успеха операций по добыче полезных ископаемых во всем мире. Возможность адаптировать системы рудоконтроля для извлечения максимальной выгоды в условиях меняющейся ценовой среды подтолкнет горнодобывающие компании и поставщиков услуг к поиску новых инструментов и технологий».
В последние годы компания Deswik, наиболее известная инструментами для планирования и составления графиков горных работ, расширила свою сферу деятельности, добавив в нее решения для работы геологическими данными и контроля содержания полезного компонента.
«Наши инструменты для планирования и составления графиков горных работ пользуются популярностью во всей отрасли, и несколько клиентов выразили заинтересованность в том, чтобы их геологические отделы располагали инструментами, которые беспрепятственно взаимодействовали бы с другими продуктами Deswik», — объясняет Ник Андерсон (Nick Anderson), менеджер по линейке продуктов Deswik.CAD и GeoTools. «При создании проектов взрывных работ или подготовки к выемке вместо того, чтобы загружать геологические данные в программное обеспечение от других разработчиков, а затем возвращать их в Deswik, например, для краткосрочного планирования (что может быть крайне неудобно), было бы разумно обеспечить возможность выполнять все эти задачи в единой среде».
Идея этой разработки заключалась в том, чтобы помочь рабочим группам работать совместно с большей результативностью за счет более плавных и эффективных рабочих процессов на основе единого источника данных. Результатом стало создание решения Deswik. OreControl — это модуль, специально предназначенный для геологов, и он является частью среды Deswik. CAD для планирования горных работ, предоставляющей инструменты для проектирования и создания моделей контроля содержания полезного компонента высокого разрешения, а также для выемочных блоков или выемочных участков для добычи открытым способом.
При этом Deswik.OreControl устраняет разрыв между рабочими группами, выполняющими проектирование, геологические исследования и добычу, благодаря чему контроль содержания полезного компонента становится частью действующей системы на объекте, в которую могут вносить свой вклад различные отделы и пользователи.
В интервью журналу «Проектирование и горное дело» Андерсон вспоминает: «При разработке этого инструмента мы общались с представителями почти 40 различных предприятий и обнаружили, что возможности, которые пользователи хотят получить при работе с программным обеспечением, очень сильно различаются по уровню сложности. Они варьируются от чрезвычайно сложных условных имитационных моделей для опытных пользователей до очень простого приложения, практически «черного ящика», в которое менее опытные геологи могли бы добавлять данные и получать готовый план.
«Многие предприятия испытывают нехватку квалифицированных кадров и хотят упростить свои рабочие процессы, чтобы способствовать организации обучения и ведения добычи согласно утвержденным планам. Решение Deswik.OreControl разработано для удовлетворения всего спектра потребностей. Его освоение занимает совсем немного времени, а последующее использование полностью комфортно. Механизмы кригинга, которые лежат в основе Deswik.OreControl, создавались нами в сотрудничестве с известным разработчиком геостатистического программного обеспечения, так что горнодобывающие компании могут быть уверены в качестве создаваемых ими моделей.»
Для подземной добычи Deswik.Mapping содержит инструменты, которые помогают геологам создавать точное, высококачественное отображение геологического разреза на забое. Эти знания о рудном теле можно экспортировать в другие пакеты, например, Leapfrog от компании Seequent, для обновления границ геологических структур в моделях и улучшения знаний о рудном теле, что в совокупности способствует более эффективному контролю содержания полезного компонента.
«Решение Deswik.Mapping доступно с 2018 года», — говорит Андерсон. «Оно хорошо зарекомендовало себя на рынке и используется на многих объектах по всему миру. Решению Deswik.OreControl менее двух лет. Оно пользуется популярностью у горнодобывающих предприятий, которые уже используют экосистему Deswik, но мы также можем оказать поддержку компаниям, которые разрабатывают новые месторождения и планируют внедрить новую систему, либо предприятиям, которые работают с ранее разрабатываемыми объектами и желают перенести свои существующие системы и процессы в единую среду. Мы гордимся партнерством с нашими клиентами, оказываем им долгосрочную поддержку и помогаем находить решения, соответствующие их потребностям.»
Компания Deswik расширила сферу своей деятельности и занялась разработкой геологических инструментов, запустив решение Deswik.OreControl для добычи открытым способом. (Изображение предоставлено компанией Deswik)
Данные для эффективного принятия решений
Очевидно, что более успешные решения принимаются на основе достоверных данных. Объем геологических данных, имеющих решающее значение для контроля содержания полезного компонента, за последние десять лет значительно увеличился, и существует необходимость эффективно управлять этим массивом данных.
Питер Нитлинг (Pieter Neethling), директор подразделения добычи полезных ископаемых Seequent, поясняет: «Традиционные методы, когда сбор данных осуществлялся вручную, быстро вытесняются инновационными цифровыми рабочими процессами, в которых облачные вычисления и сопутствующие технологии задействованы для предоставления новых и ценных перспектив для рабочих групп, состоящих из профессионалов разных специальностей».
«Речь о том, чтобы геологические данные в нужное время оказывались доступны тем, кому они необходимы, а для пользователей создавались возможности по использованию и повышению ценности информации в защищенной экосистеме обмена данными, оптимизируя процессы и улучшая сотрудничество. Внедрение облачного управления данными повышает эффективность управления минеральными ресурсами и обеспечивает необходимую и надежную систему учета.»
На сегодняшний день горнодобывающие компании рассматривают программные продукты не разрозненно, а как фрагменты гораздо большей единой картины. Поэтому взаимосвязанные рабочие процессы жизненно необходимы для создания моделей в режиме, близком к реальному времени, а также для предоставления ключевой, выверенной с точностью до минут ценной информации, позволяющей принимать более обоснованные решения.
Нитлинг поясняет: «В геологических рабочих процессах непрерывное моделирование — это динамический подход, при котором геологические модели обновляются по мере поступления новых данных. Этот метод отличается от статических моделей, которые, будучи единожды созданы, остаются в первоначальном виде без каких-либо изменений. Непрерывное моделирование позволяет получить более точное представление о недрах за счет интеграции последних наблюдений и замеров».
Например, данные, полученные путем замеров в процессе бурения (MWD), позволяют обновлять модели практически в режиме реального времени, улучшая интеграцию технологий на базе Интернета вещей, таких как цифровые двойники. Интеграция приложений для картографирования подземных и открытых горных выработок в непрерывные рабочие процессы моделирования также позволяет быстро обновлять модели и использовать условное геологическое моделирование — инструмент, способный увеличить эффективность рабочего процесса и удобство использования за счет динамической интеграции новых данных в геологические и ресурсные модели.
Seequent предлагает эффективные рабочие процессы моделирования контроля содержания полезного компонента для открытых карьеров и подземных выработок. В продукт Leapfrog для трехмерного моделирования интегрированы два основных решения. Первое решение — Leapfrog Edge — это инструмент оценки, который обеспечивает плавные и продуктивные рабочие процессы с динамическими обновлениями моделей контроля содержания на основе изменений в геологической модели.
Seequent утверждает, что это решение позволяет вам работать с данными с помощью наглядных инструментов, таких как доменная оценка с анализом границ, динамический эллипсоид, отчетность по минеральным ресурсам, вариография и проверка корректности блока. Интуитивно понятные гибкие рабочие процессы и лаконичное рабочее пространство сокращают время обучения построению ресурсных моделей. Пользователи могут с легкостью передавать блочные модели другим рабочим группам в файлах стандартных отраслевых форматов.
Второе решение — Central — объединяет все ваши данные в отслеживаемой и управляемой централизованной среде с возможностью проверки. Пользователи могут открывать и просматривать 3D-модели непосредственно из веб-браузера, а Рабочие окна позволяют делиться важной трехмерной информацией с заинтересованными сторонами горнодобывающей отрасли или представителями общественности. Легко устанавливаемые оповещения и уведомления позволяют всем быть в курсе последних данных.
Нитлинг отмечает, что решения Seequent широко используются для контроля содержания ценного компонента, и компания активно сотрудничает с другими производителями программного обеспечения в вопросах улучшения рабочих процессов контроля содержания, например, при перемещении взрывных скважин и картировании подземных забоев.
Золотодобывающая компания OceanaGold наглядно убеждается в преимуществах динамических рабочих процессов и гибкого обновления данных на своем руднике Ваихи в Новой Зеландии, где используется сочетание Leapfrog Geo, Edge и Central. Сотрудники отдела геологии в Ваихи интегрируют трехмерные фотограмметрические данные изображений из Imago с использованием методов условного моделирования, чтобы контролировать ежедневные показатели эффективности добычи, обмениваться информацией с горняками, инженерами и геологами, участвующими в операционном планировании, а также отчитываться перед руководством компании.
Эйб Ваанга (Abe Whaanga), старший горный геолог в OceanaGold, говорит: «Нам удалось сократить время обработки модели для контроля содержания полезного компонента с 1 недели до 1 дня. Благодаря этому время от разработки руды до очистной выработки сокращается, принося прибыль в размере до 100 000 долларов США на одну выемочную камеру.»
Чтобы решать проблемы совместимости геологических данных, включая разрозненность информации в узкоспециализированных приложениях и проектах, пробелы в контрольных журналах данных и отсутствие согласованных схем анализа данных, Seequent создает единую платформу для обработки данных в целях управления геологическими данными, их анализа, расчета и визуализации. Это предоставит клиентам компании и представителям отрасли в целом возможность сотрудничать друг с другом и управлять геологическими данными в едином информационном пространстве. Эта платформа станет фундаментом для реализации взаимосвязанных рабочих процессов, в которых задействованы приложения Seequent и программное обеспечение от других разработчиков.
Компания заявляет, что в области контроля содержания полезного компонента это обеспечит рост производительности и эффективности за счет централизованных источников данных и интегрированных приложений, которые оптимизируют анализ данных, позволяя создавать динамические геологические модели, осуществлять оценку ресурсов и условное моделирование.
Более качественная аналитическая информация будет генерироваться путем объединения знаний всех специалистов и всех данных для более эффективного решения проблем и совместной работы в моменте с использованием существующих облачных возможностей в решении Central для управления моделями проектов. Кроме того, пользователям будет предоставлено больше гибкости благодаря безопасной открытой экосистеме, которая обеспечивает беспрепятственную совместимость рабочих процессов или программное взаимодействие через интерфейсы прикладного программирования (API).
Контроль с учетом неопределенности
Подводя итог, можно сказать, что правильный выбор значения бортового содержания имеет решающее значение для прибыльности и срока службы рудника, поскольку влияет на доступность полезных ископаемых на рынке, при этом важным фактором является спрос на полезные ископаемые критической значимости.
Поскольку передовые методы и технологии контроля содержания, включая те, которые обсуждаются в этой статье, распространяются все шире, они помогут снизить риски при долгосрочном планировании горных работ. Кроме того, краткосрочные методы непрерывного моделирования помогут снизить неопределенность, отделив решения, связанные с качеством, от тех решений, на которые влияют нестабильные цены и непредвиденные геологические условия.
«Эффективный контроль содержания ценного компонента будет приобретать все большее значение для эффективной и рентабельной добычи полезных ископаемых, существенно влияя на окупаемость инвестиций», — заключает Нитлинг.