Автоматизация и снижение выбросов —главные тренды горнорудной отрасли

Компания BHP 3 октября провела для журналистов тур по объектам, которые входят в комплекс по добыче железной руды в Западной Австралии (Western Australia Iron Ore, WAIO). Представители корпорации рассказали о текущих операциях и планах на будущее, в которые входят расширение парка автономной техники и перевод оборудования на электрические аккумуляторы.

Президент BHP по активам WAIO Брендон Крейг высоко оценивает вклад автономизации техники в повышение безопасности операций.  В частности, он

так отозвался о последних достижениях в этой области: «В BHP нет ничего важнее безопасности, и это, безусловно, относится к нашим операциям в WAIO. Недавно мы отметили 11 лет без смертельных случаев. Продолжающееся внедрение новых технологий и автоматизации в нашей компании также оказывает положительное влияние на безопасность. Заметную роль играет программа по предотвращению столкновений наземного подвижного оборудования. Если посмотреть на показатели безопасности в Джимблбаре, то можно увидеть, что внедрение автономных грузовиков сократило количество инцидентов на 75% по сравнению с нашими неавтономными шахтами. Мы ускоряем внедрение автономных систем на всех наших предприятиях. Все наши производственные буровые установки в четырех центрах уже полностью автономны, и в соответствии с нашей стратегией обновления парка техники, транспортировка руды в течение следующих 4 лет станет автономной примерно на 85%. Единственным исключением станет шахта Янди, поскольку срок эксплуатации этого объекта подходит к концу».

Аналогичные процессы идут и в «Норникеле». Проект по автоматизации рудника «Скалистый» попал в шорт-лист престижной премии RB Digital Awards в категории «Промышленность». 

«Норильский никель» осуществил этот проект совместно с финской компанией Sandvik, которые внедрили на месторождении систему AutoMine Multi-Lite и подключили к ней два самосвала Sandvik TH540 и Sandvik TH545i.

Как мы уже писали, в рамках проекта автоматизации рудника «Скалистый», автономные самосвалы могут двигаться по 6 локальным горным проходам, где идет погрузка руды и по 2 капитальным проходам, где происходит разгрузка самосвалов на горизонте 850 метров — основной артерии рудника, по которой движутся множество рабочих и техники.

Подключение системы AutoMine осуществлялось в четыре этапа. В первую очередь был оборудован диспетчерский пункт в здании административно-бытового комплекса, где установили пульт управления и кресла оператора. После этого на самосвалы были установлены комплекты нового оборудования, позволяющие им работать в автономном режиме. Следующим, самым длительным этапом стала установка около 20 барьеров безопасности в горных выработках. Последним этапом стал запуск системы в эксплуатацию, который заключался в сканировании выработок, составлении маршрутов движения и запуске самосвалов. Этот этап также занял достаточно много времени, отчасти из-за того, что самосвалы были доступны во время пересменки, которая длится максимум два часа. Для каждого участка разработки требовалось несколько раз проехать на самосвале, тестируя построенный маршрут и корректируя его при необходимости. Финские коллеги из Sandvik прокладывали маршруты таким образом, чтобы самосвал не касался бортов шахты, корректировали радиусы поворотов, определяли места остановок в рудных проходах для погрузки и выгрузки породы. Поскольку схема организации производства на шахте постоянно меняется, некоторые маршруты пришлось изменить непосредственно в процессе внедрения системы.

После оценки использования самосвалов в течение тестового периода, руководство рудника предложило продлить время работы самосвалов на два часа, на период, во время проведения взрывных работ, когда люди не могут находиться под землей, и поэтому оборудование простаивает. Однако самосвалы, оснащенные системой AutoMine, могут продолжать свободно двигаться по транспортному горизонту, выполняя без простоя важную производственную задачу по перемещению горных пород.

Автоматизация логистики происходит не только на шахтах, но и затрагивает весь путь перевозки сырья и готовой продукции. По словам Брендона Крейга, BHP ускорила внедрение автоматизированных систем переводки, что существенно повышает эффективность производства: «Мы также используем интегрированный центр удаленных операций (Integrated Remote Operations Centre, IROC) для оптимизации нашей цепочки поставок. Этот центр был создан более 10 лет назад для мониторинга и управления операциями по всей цепочке поставок, при этом все операторы работают из одного диспетчерского пункта в Перте 24 часа в сутки 7 дней в неделю, что уменьшает время решения проблем и повышает пропускную способность».

По его прогнозам ожидается, что в среднесрочной перспективе автономными станут около 190 грузовиков. Уже сейчас на самых передовых участках доля перевозимого в автономном режиме груза приближается к  89%, а затраты на транспортировку на них на 20% ниже, чем в среднем по WAIO. Программа автоматизации перевозок началась в Джимблбаре в 2017 году и распространилась на Ньюман-Ист в 2020 году. На южных операционных участках автономный парк также растет. В настоящее время 10 грузовиков работают в автономном режиме. В следующем году компания планирует переоборудовать оставшуюся часть парка грузовиков. Операции в Ньюман-Ист уже полностью автономны. В настоящее время проводятся исследования по дальнейшему внедрению автоматизированных грузовиков. Ожидается, что к  к концу 2027 финансового года будет автоматизировано около 85% парка. Автоматизация касается не только транспортировки. Сейчас в WAIO у компании находится парк автономных буровых установок, который насчитывает 26 единиц на пяти производственных площадках. Все они управляются из единого центра IROC.

В «Норникеле» создаются высокотехнологичные операционные центры, которые помогают существенно повысить эффективность бизнес-процессов. В апреле начались работы на Надеждинском металлургическом заводе.  Общая площадь застройки составляет более 2 000 квадратных метров. Новый центр на 25 рабочих мест объединит в себе энергодиспетчерскую и диспетчерскую производственного отдела, которые сейчас располагаются в разных местах.

Центр будет выполнять оперативный сбор информации о процессе металлургического производства, проводить визуальный контроль технологического и энергетического оборудования и выявлять слабые места непрерывной цепочки производства для его бесперебойной работы.

Подобные центры уже запущены на четырех рудниках Заполярного филиала: «Таймырском», «Октябрьском», «Комсомольском» и «Скалистом». Их работа направлена на совершенствование планирования и непосредственной добычи полезных ископаемых. Запуску операционных центров и передаче им контрольных и управленческих функций предшествовала длительная работа по созданию подземной инфраструктуры на всех рудниках.

Также компания планирует создать аналогичные операционные центры на руднике «Маяк» и предприятии «Медвежий ручей».

Вице-президент по планированию и техническим вопросам компании BHP Minerals Australia Анна Уайли рассказала о декарбонизации WAIO и, в частности, о программе снижения операционных выбросов. В 2020 году BHP поставила среднесрочную цель сократить их как минимум на 30% к 2030 году, а в долгосрочной перспективе стать углеродно-нейтральной компанией к 2050 году. В WAIO 10% выбросов приходится на электроэнергию, которую покупает компания, 15% — на природный газ, который используется для выработки электроэнергии, и 75% — на дизельное топливо, на котором работает более 800 единиц горнодобывающего оборудования. Для операций на этих объектах сейчас требуется около 500 миллионов литров дизельного топлива в год. BHP уже заключила соглашения с двумя поставщиками техники: Caterpillar и Komatsu — о совместной работе над созданием коммерчески рентабельных грузовиков с нулевым уровнем выбросов. Они были подписаны в августе 2021 года, и грузовик Cat Early Learner будет доступен для испытаний примерно в 2025 году, а коммерческий выпуск грузовиков обоих поставщиков ожидается ближе к концу десятилетия. По оценкам Уайтли, первые электрические грузовики начнут работать на объектах к 2027 году, а все грузовики будут заменены к середине 2030-х годов. 

BHP не работает над проблемой электрификации шахт в одиночку. Компания сотрудничает с промышленными предприятиями со всего мира в рамках программы Charge on Challenge, которая должна стандартизировать системы по зарядке электрических грузовиков. В конце сентября BHP вместе с компаниями Rio Tinto, Vale и GHD объявили о создании рабочей группы по горнодобывающей промышленности совместно с CHARIN. CHARIN — это ассоциация, насчитывающая более 280 членов по всему миру и занимающаяся продвижением глобального стандарта для зарядки транспортных средств всех видов на основе общей комбинированной системы. Целью рабочей группы по горнодобывающей промышленности будет обеспечение того, чтобы все интерфейсы зарядки грузовиков в отрасли были стандартными, независимо от производителя.

Конечно, речь идет не только о грузовиках. BHP заключила соглашение о покупке электроэнергии из экологически чистых источников, которое, как ожидается, вдвое сократит выбросы в Порт-Хедленде. В настоящее время планируется построить еще 45 МВт ветряных электростанций с ожидаемой датой начала эксплуатации в 2027 году. К 2040 году компании потребуется еще 900 МВт мощности, и по планам большая часть выработки электроэнергии в Пилбаре будет приходиться на возобновляемые источники.

В конце сентября ключевое предприятие Забайкальского дивизиона «Норникеля» — Быстринский горно-обогатительный комбинат — заключило договор о покупке гидроэлектроэнергии. Это стало очередным шагом на пути реализации экологической стратегии компании, которая в том числе предусматривает постепенный переход предприятий на безуглеродные источники энергии. Новый договор позволит Быстринскому комбинату перевести порядка 30% энергопотребления на безуглеродные источники, что приведет к снижению выбросов парниковых газов в абсолютном выражении на 100 000 т CO2-эквивалента в 2022 году и отразится на ключевых показателях экологичности бизнеса компании, таких как выбросы СО2 по второй сфере охвата (Scope 2). Контракт заключен с российской гидрогенерирующей компанией «РусГидро» и представляет собой свободный двухсторонний договор купли-продажи электроэнергии. В ближайшие три года Быстринский комбинат планирует перевести весь объем внешнего энергопотребления на безуглеродные источники энергии по таким договорам и существенно снизить выбросы парниковых газов. Помимо этого, предприятие продолжает повышать энергоэффективность производства и оценивает возможности строительства новых объектов возобновляемых источников энергии на территории Забайкальского края. Для достижения целей сокращения выбросов парниковых газов Забайкальский дивизион «Норникеля» разработал дорожную карту «Чистая энергия», которая состоит из 13 мероприятий с прогнозными затратами порядка 9 млрд руб.