26
ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении Там, где еще недавно была пустота, рождается один из самых амбициозных и сложных проектов России. Масштабное строительство, самые современные технологии производства и, конечно, команда единомышленников – участники Cup MISIS Case окажутся в центре событий, выступят первооткрывателями и увидят, как на их глазах рождается будущее. Им предстоит разработать план и решить, как именно должно выглядеть и работать горнодобывающее производство завтрашнего дня.

Nn mi sis 161026_05

  • Upload
    -

  • View
    678

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Nn mi sis 161026_05

1 БЕЗОПАСНОЕ ПРОИЗВОДСТВО. Кейс о развитии культуры безопасного производства на предприятии

ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ:концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторожденииТам, где еще недавно была пустота, рождается один из самых амбициозных и сложных проектов России. Масштабное строительство, самые современные технологии производства и, конечно, команда единомышленников – участники Cup MISIS Case окажутся в центре событий, выступят первооткрывателями и увидят, как на их глазах рождается будущее. Им предстоит разработать план и решить, как именно должно выглядеть и работать горнодобывающее производство завтрашнего дня.

Page 2: Nn mi sis 161026_05

2 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

Команда Changellenge >> подготовила данный кейс исключительно для использования компанией ПАО «ГМК «Норильский никель» и НИТУ «МИСиС». Авторы не намереваются иллюстрировать как эффективное, так и неэффективное решение управленческой проблемы. Некоторые имена в данном кейсе, а также другая идентификационная информация могли быть изменены с целью соблюдения конфиденциальности. Данные, представленные в кейсе, не обязательно являются вер-ными или актуальными и также могли быть изменены с целью соблюдения коммерческой тайны.

Changellenge >> ограничивает любую неправомерную форму воспроизведения, хранения или передачи кейса без письменного разрешения. Для того чтобы заказать копию или получить разрешение на распространение, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу [email protected].

ОГЛАВЛЕНИЕ

История компании 6

«Норникель» сегодня 7

Читинский проект

9

Введение

3Производственные процессы«Норникеля»

10

Концепция «умных рудников»

16Приложения 21

Page 3: Nn mi sis 161026_05

3 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

ВВЕДЕНИЕ

1 Андрей Бугров, старший вице-президент «Норникеля»2 Подробнее см схему http://www.mining.com/study-shows-96-of-some-mining-jobs-can-be-automated/ Источник: Chui M., Manyika J., Miremadi M. Four Fundamentals of workplace automation. McKinsey Quarterly, November 2015

«Быстринский ГОК — это 2 350 рабочих мест и за срок освоения проекта примерно 500 млрд рублей платежей в бюджеты всех уровней за срок освоения проекта. Плюс это современное предприятие с соблю-дением всех требований по сохранению окружающей среды. Оно станет флагманом на этой территории, потому что террито-рия будет развиваться. Дорогу железную построили… Теперь можно добраться и до других месторождений, и в случае ком-мерческой целесообразности начинать их разработку»1.

Почти в пятистах километрах от Читы на строительной площадке Быстринского месторождения кипит жизнь. Пустын-ная еще десять лет назад территория превратилась в самый крупный за по-следние десятилетия инвестиционный проект «Норникеля» – одного из ли-деров российской горнодобывающей промышленности.

Читинский проект, как называют в ком-пании постройку Быстринского гор-но-обогатительного комбината (ГОК) и перспективную разработку близле-жащих месторождений, реализуется

с  соблюдением одобренных сроков и бюджета под контролем руководите-ля горно-рудной компании (ГРК) «Бы-стринское» Сергея Прокофьева. Более 20 лет он посвятил работе в «Норнике-ле» и ощущал огромную ответствен-ность за проект, который обеспечит устойчивое развитие родной компании на много десятилетий вперед.

Фигура руководителя редкого по рос-сийским меркам проекта масштабного современного производства, создава-емого буквально «в чистом поле», по-стоянно привлекала внимание предста-вителей СМИ. Вид Сергея на смотровой площадке с небольшого холма рождал у журналистов сравнение с капитаном корабля, которому уже через год нуж-но отправиться в  первое плавание: пуск Быстринского ГОКа был назначен на четвертый квартал 2017 года.

Корреспондента влиятельного отрас-левого журнала интересовали пер-спективы обычных работников в уси-ливающемся тренде автоматизации производств. Не так давно ему на глаза попались утверждения консультантов

из McKinsey & Company о том, что уже сегодня технологии позволяют авто-матизировать 45 % общей трудовой деятельности. А потенциал замены со-трудников роботами в горнодобываю-щем секторе хотя и сильно различается в зависимости от выполняемых чело-веком функций, для некоторых ролей превышает 90 %2.

Отвечая на вопрос журналиста, Сергей подчеркнул, что «Норникель» – соци-ально ответственная компания, разви-вающая целые города на существующих производственных площадках Кольской ГМК в Мурманской области и Заполяр-ного филиала в Норильском промыш-ленном районе Красноярского края.

– Оценка социальных эффектов при со-вершенствовании производственных процессов – неотъемлемая часть при-нятия решений в компании, – разъяснил Прокофьев. – В то же время построение площадки Читинского проекта с нуля позволяет сразу ориентироваться на более высокий уровень эффективно-сти (технологий, процессов и автома-тизации) и учитывать, как изменится

потребность горнодобывающего про-изводства в персонале в ближайшие десятилетия.

– А изменятся ли сами профессии в от-расли? В последнем издании «Атласа новых профессий» много говорится об увеличении роли анализа данных в ин-женерной работе или координации мно-жества объектов из удаленного центра. Насколько это актуально для «Норнике-ля»? – продолжил интервью журналист.

– Я часто слышу на встречах со школь-никами из наших профильных классов или участниками студенческой про-изводственной практики «Покорите-ли Севера», что такие документы, как «Атлас», полезны для профориентации. Озвученные вами тренды действительно актуальны, и это подтверждают примеры наших конкурентов. Например, управ-ление автоматизированными грузо-виками в карьере Pilbara в Австралии компании Rio Tinto осуществляется из центра, удаленного почти на 1 500 км. Один диспетчер сейчас контролирует данные, которые раньше собирались и обрабатывались десятками человек.

Page 4: Nn mi sis 161026_05

4 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

– Читинский проект можно назвать «про-ектом будущего» для «Норникеля», – продолжил Сергей. – Здесь компания заинтересована в максимизации долго-срочных эффектов и работе на опереже-ние по сравнению не только с российски-ми, но и с мировыми производителями. То есть мы ищем не только и не столько лучшие практики, сколько прорывные технологии, которые позволят посто-янно улучшать наши мировые позиции по производительности и маржиналь-ности бизнеса.

– Думаю, это будет интересно читателям. Можно чуть подробнее? И сможете ли потом поделиться цифрами и фактами, характеризующими место «Норникеля» в мировой горной добыче?

– Сейчас мы занимаемся доработкой плана операционной готовности нашего комплекса. Особый фокус в плане – на внедрении элементов концепции так на-зываемого «умного рудника», в который мы включаем весь производственно–технологический комплекс БГРК: какие современные технологии мы можем вне-дрить в рамках существующей инфра-структуры, бюджета и сроков проекта. Как только в компании будет принято финальное решение, мы обязательно поделимся некоторыми внедряемыми

практиками с прессой. Извините, что не получается уделить сегодня больше вре-мени, но для работы над планом я вы-нужден вас покинуть. Пойдемте, я дам вам последний корпоративный журнал, в нем вы найдете всю недостающую ин-формацию по нашим показателям.

– Спасибо! Надеюсь, что не сильно от-влек вас от рабочих дел. Успехов в за-вершении большой стройки!

Покинув журналиста, Сергей отправился к коллегам, с которыми поделился крат-ким описанием задач на ближайшие дни.

– Напомню, что нам необходимо фина-лизировать концепцию «умного рудни-ка», наиболее эффективным способом обеспечивающую оптимальную произ-водственную ритмичность с учетом про-изводственных рисков. Чтобы обеспе-чить будущую конкурентоспособность «Норникеля», концепция может быть достаточно космической, не слишком ограниченной существующим законо-дательством и производственными про-цессами. Но в то же время она должна быть реально внедряемой в течение года до запуска производства и учитывать взаимосвязи между разными переде-лами производства.

Рисунок 1. Надпрофессиональные навыки в профессиях будущего

Источник: Агентство стратегических инициатив. Сколково. Атлас новых профессий, вторая редакция, 2015 год

ВВЕДЕНИЕ

ДОБЫЧА И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Системный горный инженер

Экоаналитик в добывающих отрасляхИнженер роботизированных системОператор БПЛА для разведки месторожденийКоординатор распределенных проходческих команд

Инженер-интерпретатор данных телеметрии

Сист

емно

е мыш

лени

еМ

ежот

расл

евая

коммун

икац

ияУп

равл

ение

прое

ктам

иБе

режли

вое

прои

звод

ство

Прогр

аммир

ован

ие/Р

обо т

о тех

-

ника

/Ис к

усст

венн

ый ин

телл

ект

Клие

нтоо

риен

тиро

ванн

ость

Мул

ьтия

зычн

ость

и мул

ьтик

ульт

урно

сть

Рабо

та с

лю

дьми

Экол

огич

еско

е

мышле

ние

Рабо

та в

усло

виях

неоп

реде

ленн

ости

Навыки

худо

жеств

енно

го

твор

чест

ва

Page 5: Nn mi sis 161026_05

5 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

– Давайте отразим в презентации, что мы сможем внедрить на первых порах, а какие технологии будущего руковод-ству следует держать в уме? Как сделать производство адаптивным к инноваци-ям, которые могут появиться за время отработки месторождения?

ВВЕДЕНИЕ

В ПРЕЗЕНТАЦИИ НАМ ПОТРЕБУЕТСЯ СФОКУСИРОВАТЬСЯ ЕЩЕ НА ТРЕХ ВЕЩАХ:

1. Оценить барьеры по запуску «умного рудника» на Быстринском месторо-ждении и возможные риски реализации концепции с описанием мер по их преодолению.

2. Представить схему, как должны выглядеть производственные и технологи-ческие процессы на «умном руднике», в чем будет заключаться их инноваци-онность в плане обмена информацией и влияния на управленческие процессы и эффективность производства?

3. Представить детальное описание трех инженерно-технологических проек-тов, которые следует внедрить на «умном руднике», и подробно обосновать их производственно-экономическую привлекательность для «Норникеля».

– Добавлю, что критерием эффек-тивности руководство будет считать обеспечение эффективности произ-водственных процессов путем повы-шения точности принимаемых реше-ний за счет достоверности данных, увеличения скорости решений за счет

оперативности данных, снижения опе-рационных затрат за счет оптимизации и автоматизации производственных процессов, повышения безопасности за счет применения автоматизирован-ных устройств, освобождающих чело-века от выполнения производственных

операций. Если мы сможем добиться указанных эффектов при обоснованном объеме инвестиций, руководство най-дет дополнительные источники финан-сирования инвестиционной программы для реализации вашей концепции.

Page 6: Nn mi sis 161026_05

6 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

ИСТОРИЯ КОМПАНИИПромышленное освоение одной из са-мых северных металлургических площа-док мира — Норильского промышленного района (Большого Норильска) — нача-лось после обнаружения на полуострове Таймыр уникальных по содержанию руд цветных и драгоценных металлов.

В середине 1930-х годов было принято решение о строительстве в 2 000 ки-лометрах севернее Красноярска гор-но-металлургического комплекса, первыми объектами которого стали несколько рудников и обогатительная фабрика в Норильске. Уже к концу де-сятилетия на Малом металлургическом заводе был получен первый медно-ни-келевый штейн3, а спустя три месяца — первый файнштейн4. В том же году после выплавки на комбинате первых сотен тонн чернового никеля Норильск получил статус рабочего поселка. Вы-воз товара осуществлялся через при-стань Валёк на реке Норильской, функ-

ции которой впоследствии перешли к порту Дудинка.

К началу Великой Отечественной войны Норильский комбинат состоял из мало-го металлургического, кислородного, коксового и ремонтно-механического заводов, временной электростанции, трех угольных и трех рудных штолен, карьеров песчаника и  известняка, железной дороги, аэропорта и порта на берегу Енисея. Норильск продолжал активно строиться и внес значитель-ный вклад в укрепление обороноспо-собности страны. В военные годы здесь были получены электролитная медь, кобальт и первые тонны платиноидов. Основной товар, никель, использовался в сверхпрочных сплавах для танковой техники и при выплавке легких сплавов для военной авиации.

К середине двадцатого века Нориль-ский комбинат пополнился второй

производс твенной площадкой — горно-металлургическим комбина-том «Печенганикель» на  Кольском полуострове.

Активное развитие в послевоенные годы вывело предприятие на лидиру-ющие позиции в цветной металлургии страны. Уже в 1953 году на производ-ственных площадках комбината про-изводилось 35 % никеля, 12 % меди, 30 % кобальта и 90 % платиноидов от об-щего объема, производимого на терри-тории СССР.

Следующее серьезное расширение свя-зано с обнаружением крупного Октябрь-ского месторождения медно-никелевых руд, рядом с которым был основан го-род Талнах. К 1981 году были возведе-ны рудники, обогатительная фабрика и Надеждинский металлургический завод — самое крупное предприятие «Норникеля» на сегодняшний день.

3 Штейн — промежуточный продукт пирометаллургического производства, представляющий собой сплав сульфидов железа и цветных металлов переменного химического состава. Штейн перерабатывается по технологии конвертирования с получением черновой меди и двух оборотных шлаков (медный штейн) и медно-никелевого файнштейна и оборотного шлака (медно-никелевый штейн) 4 Сплав сульфидов Ni3S2 и Cu2S, содержащий металлический никель, медь, кобальт и драгоценные металлы, а также небольшое количество железа. Состав файнштейнов «Норильского никеля»: 30–55 % Ni, 25–30 % Cu, 0,7–1,3 % Co, 3–4 % Fe, 21–24 % S

Page 7: Nn mi sis 161026_05

7 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

«НОРИЛЬСКИЙ НИКЕЛЬ» СЕГОДНЯНа сегодняшний день компания «Нор-никель» является мировым лидером по производству никеля (14 % мирово-го производства) и палладия (39 % ми-рового производства), входит в число крупнейших производителей кобальта (№ 3 в мире), меди (№ 12), платины (№ 4), родия (№ 4), занимается производством золота, иридия, рутения, селена, серы, серебра и теллура. В 2014 году на отече-ственном рынке на долю предприятий ГМК «Норильский никель» приходи-лось около 96 % всего производимо-го в стране никеля, 55 % меди, более 90  %  металлов платиновой группы, 95 % кобальта. К 2018 году «Норникель» планирует увеличить производство меди и металлов платиновой группы на 23 % и 10 % до 420–440 тыс. и 100 тонн в год соответственно, а производство ни-келя сохранить на текущем уровне — 215–220 тыс. тонн в год. Вместе с этим планируется рост добычи руды в Запо-лярном филиале.

Рис. 2. Целевые объемы производства металлов из российского сырья

Источник: ПАО «ГМК «Норильский никель». Презентация «Новая платформа для успешной модернизации активов», май 2016 года

99 88-9396-100

95-100

353

2015

МПГ

NiCu, тыс. тонн, МПГ, тонн (товарный металл)

Cu Ni

2016 2017 2018

342–352 370–380 420–440

224 206–212 215–220 215–220

•Единоразовый рост объема незавершенного производства в связи с закрытием Никеле-вого завода и переводом сырья на рафини-ровочное производство КГМК

•После 2016 года компания выходит на  стабильные объемы производства

•Объемы меди прирастают за счет роста содержании меди в  сырье (а с 2018 года в том числе за счет за-пуска Быстринского ГОКа)

2011 2012 2013 2014 2015

Заполярный филиал 16,6 16,7 16,7 17,0 17,3Кольская ГМК 8,1 7,9 8,0 8,1 8,0

Рис. 3. Объемы добычи российскими подразделениями «Норникеля»

Источник: ПАО «ГМК «Норильский никель». Годовой отчет 2015

Page 8: Nn mi sis 161026_05

8 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

«НОРИЛЬСКИЙ НИКЕЛЬ» СЕГОДНЯКроме того, у «Норникеля» в управле-нии морской и речной флот, железнодо-рожный транспорт и авиапарк. Разно- образная транспортная инфраструкту-ра позволяет компании обеспечивать надежное снабжение производствен-ных и социальных объектов, а также осуществлять бесперебойные постав-ки готовой продукции напрямую конеч-ным потребителям более чем в четыре десятка стран по всему миру.

В Заполярном филиале, где вырабаты-вается пятая часть мирового никеля, на сегодняшний день реализуются та-кие проекты, как закрытие Никелевого завода в октябре 2016 года, строитель-ство шахты «Скалистая» рудника «Ком-сомольский», модернизация Талнахской обогатительной фабрики с запуском второго пускового комплекса и строи-тельство мощностей для производства элементарной серы на Надеждинском металлургическом заводе.

Основными направлениями развития Кольской ГМК являются разработка и внедрение более современных техно-логий на производствах, а также обнов-ление и технологическое совершенство-вание используемого оборудования для сокращения ущерба отпроизводства, на-носимого окружающей среде. В связи

5 контейнеровозовтипа «Норильскийникель»

1 танкер «Енисей»усиленного ледовогокласса (ARC 7по классификации PMPC)

118 ед. фитинговых платформ

1 маневровый локомобиль

1 электровоз «Ермак»

1 тепловоз 2М62

42 воздушных судна из них:

16 вертолетов1

26 самолетов2

551 ед. из них:

162 ед. самоходных судов

389 ед. несамоходных судов

1 Эксплуатант — Норильский филиал ОАО «Авиакомпания «Таймыр» 2 Эксплуатанты: ЗАО «Нордавиа – региональные авиалинии» и Московский филиал

ОАО «Авиакомпания «Таймыр» (авиакомпания NordStar)

Собственныйжелезнодорожныйпарк

Эксплуатируемыйавиапарк

Собственныйречной флот

Собственныйморской флот

Рис. 4. Транспортно-логистический комплекс «Норникеля»

Источник: ПАО «ГМК «Норильский никель». Годовой отчет 2015

с этим планируется окончательный пе-реход к технологии брикетирования кон-центрата на Заполярной обогатительной фабрике. Данная технология заменит используемый в настоящий момент об-жиг и позволит снизить выбросы диок-сида серы в окружающую среду с 34 тыс. до 1 тыс. тонн. Для дальнейшего сокра-щения серных выбросов планируется увеличение процента извлечений серы при производстве серной кислоты на Мончегорском заводе.

В  рамках экологического проекта по утилизации солевого стока нике-левого рафинирования будут сниже-ны выбросы солей сульфата и хлорида натрия, а также борной кислоты. Еще одной из стратегических целей явля-ется поддержание производительности рудника «Северный» КГМК на уровне 8 млн тонн медно-сульфидной руды в год и повышение процента извлече-ния металлов на стадии обогащения. Планируемое расширение Мончегор-ской площадки на КГМК позволит уве-личить объем рафинируемого никеля до 170 тыс. тонн в год5.

В производственном цикле с россий-скими предприятиями тесно взаимо-действует финский завод Norilsk Nickel Harjavalta, основной задачей которого

является обеспечение стабильных по-ставок производственного сырья. Ре-ализация данной цели представляется возможной в результате остановки экс-плуатации рафинировочных мощностей Никелевого завода в Заполярном фили-але. На текущий момент производство на заводе Harjavalta одно из наиболее эффективных, поскольку сернокислот-ное выщелачивание никелевых полупро-

дуктов позволяет достичь показателей по извлечению металла порядка 98 %.

Таким образом, над достижением целей компании ежедневно работают десятки предприятий и тысячи сотрудников в не-скольких регионах мира. Все предприятия встроены в единый производственный цикл «Норникеля» и служат выполнению долгосрочных задач компании.

5 Ведомости. «Норникель» обновляет стратегию

Page 9: Nn mi sis 161026_05

9 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

ЧИТИНСКИЙ ПРОЕКТ «Быстринский ГОК — это классический гринфилд, который реализуется с нуля и в буквальном смысле строится в чистом поле. Нет никакого “наследства” созданных ранее мощностей, предыдущих технологи-ческих решений, ничто не ограничивает свободу. В то же время ГОК располагается в отдаленной местности, поблизости нет развитого горнорудного кластера, поддер-живающих смежных отраслей и т. д. Это делает необходимым использование на-дежного оборудования, которое позволяет максимально автоматизировать процессы, а также привлекать высококвалифициро-ванный персонал»6.

Реализация долгосрочных задач ком-пании неразрывно связана с Читинским проектом, в рамках которого «Норни-кель» планирует разработку нескольких местных месторождений Забайкальского края. Сейчас компания сфокусирована на Быстринском месторождении, оценка запасов которого по состоянию на май 2016  года составляла 336  млн  тонн. Ближайшими населенными пункта-ми являются поселки Забайкальского края — Новоширокинский в 14 км к се-веро-востоку и Газимурский завод в 25 км к северо-западу.

На начальном этапе работы загрузку производственных мощностей обеспе-чит открытая добыча на карьерах «Верх-не-Ильдиканский» и «Быстринское-2». Примерно через 10 лет начнут разраба-тывать еще два карьера: «Малый медный чайник» и «Южно-Рождественный». Все карьеры расположены в нескольких ки-

лометрах от строящейся обогатительной фабрики мощностью 10 млн тонн руды.

Наряду с самой фабрикой здесь возво-дится полноценный вахтовый поселок на 2 тыс. жителей со своей инфраструк-турой. Строятся или уже действуют железная дорога со станцией Быстрин-

ская, новая линия электропередач, бетонные заводы, ремонтные ангары, административно-бытовой корпус, по-жарное депо, шестикилометровый тру-бопровод для сброса пульпы («хвостов») в хвостохранилище и другие объекты, необходимые для бесперебойного функ-ционирования Быстринского ГОКа.

6 Журнал «Эксперт». Площадка для новых практик. 28.09.2015

Рисунок 5. Расположение «Читинского проекта» «Норникеля»

Источник: ПАО «ГМК «Норильский никель». Годовой отчет 2015

Рисунок 6. Производственный план Быстринского горно-обогатительного комбината

Источник: ПАО «ГМК «Норильский никель». Пре-зентация «Новая платформа для успешной модер-низации активов», май 2016 года

Быстринский проект (Сu, Au, Fe, Ag)

Существующая железная дорога

Железная дорога в сторону Китая

Нарын-1 (Борзя) – Газимурский Завод (227 км)

1 Серебряное месторождение (Au, Ag)2 Лугоканское месторождение (Сu, Au, Fe, Ag)3 Култуминское месторождение (Сu, Au, Fe, Ag)4 Зергунское месторождение (Au, Ag)5 Шахтаминская площадь (Сu, Au, Ag)6 Чингитайская площадь (Сu, Au, Fe, Ag)

Месторождения

Сретенск

Газимурский Завод

Чита

Краснокаменск

Забайкальск

Маньчжурия Китай

12

3

4

56

Борзя

22468

10

02017 2018 2019 2020-2045

89 10

Объём добычи и переработки руды, млн т

Годовой объём добычи 2018-2020 (ср.) 2021+

Cu (в концентрате) тыс. т 45-50 70-75

Fe (в концентрате) тыс. т 2000-2100 ~2900

Au (в концентрате) тыс. тр. унц. 250-260 250-260

Page 10: Nn mi sis 161026_05

10 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ «НОРНИКЕЛЯ»

Геологоразведка Начальный элемент производственно-го цикла «Норникеля» — проведение геологоразведочных работ (ГРР). На территориях, имеющих перспективы выявления руд цветных и драгоценных

металлов, проводятся полевые работы, добываются первые образцы. Их лабо-раторные исследования проводятся в Контрольно-аналитическом управле-нии (КАУ) и Центре инженерного сопро-вождения производства Заполярного филиала (ЦИСП), которые находятся

в Норильске. Контрольные пробы на-правляются в лаборатории ООО«Инсти-тут Гипроникель» в Санкт-Петербурге.

При необходимости проходятся по-верхностные горные выработки (кана-вы и траншеи), бурятся картировочные или более глубокие поисковые скважи-ны. Полученный керн после первичного описания на месте передается в кер-нохранилище, где описывается более подробно. Часть проб направляется в ла-боратории на химические, минералоги-ческие и технологические исследова-ния. В ходе последующих камеральных работ систематизируются все получен-ные данные и результаты исследований, делается вывод о возможном промыш-ленном потенциале месторождения.

Более глубокое использование тех же методов, а также выполненные техни-ко-экономические расчеты позволяют оценить запасы месторождения. Если они имеют промышленное значение, то ставятся на государственный баланс. Затем компания, считающая дальней-шую разработку экономически целе-сообразной, приобретает или получает лицензию на освоение месторождения и начинает подготавливать его к экс-плуатации, испытывая руды в заводских условиях и приступая к строительству рудника или карьера. Эксплуатацион-ная разведка продолжается и в процессе последующей добычи руды.

Среди основных геологоразведочных работ в Заполярном филиале в 2015 году было, во-первых, изучение инженер-но-геологических, гидрогеологических и горнотехнических условий отработки крупнейшего Масловского месторожде-ния с целью поиска богатых и медистых руд. Во-вторых, ГРР проводились на се-верных флангах рудника «Таймырский», восточных флангах рудника «Скали-стый», поле шахты «Маяк» и южном фланге Талнахского месторождения. Наконец, в 2015 году на Лебяжнинской, Разведочной, Могенской, Халильской, Нижне-Халильской и Нирунгдинской площадях осуществлялись геофизи-ческие, геохимические работы с целью выделения аномалий для последующей заверки бурением.

На территории Аллареченской площа-ди Кольской ГМК завершены ГРР, был составлен государственный отчет о ре-зультатах поисковых и оценочных работ.

Кроме перечисленных выше проектов, проводятся геологоразведочные ра-боты по поиску и оценке известняков на Верхне-Томулахской площади, ме-сторождений природного газа силами ОАО «Норильскгазпром» и ОАО «Тай-мыргаз». Также изучаются территории других производственных площадок «Норникеля» за рубежом и в Забай-кальском крае.

Page 11: Nn mi sis 161026_05

11 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ «НОРНИКЕЛЯ»

Рисунок 8. Вскрытие месторождения и основные вскрывающие выработкиИсточник: Nickelca.ru. (сайт компании «Норникель»)

ДобычаПосле утверждения в Государственной комиссии по запасам РФ (ГКЗ РФ) запа-сов месторождения и получения государ-ственной лицензии начинается промыш-ленная добыча медно-никелевых руд. Руды делятся на вкрапленные, богатые и медистые по происхождению (генезису) и проценту содержания металлов.

До запуска карьеров Быстринского ме-сторождения у «Норникеля» есть всего несколько участков открытой добычи на месторождениях «Норильск-1» (Запо-лярный филиал) и Ждановское (Кольская ГМК). Открытый способ добычи может быть выгоден до определенной глубины залегания руды, которая определяется в ходе разработки проекта отработки. Полученная взрывами порода грузится экскаваторами на самосвалы и отправ-ляется на отвалы, а руда — на обогати-тельную фабрику.

Рисунок 9. Среднее содержание металлов в руде действующих мощностей компанииИсточник: ПАО «ГМК «Норильский никель». Годовой отчет 2015

ТИП РУДЫ 2015 2014 2013

Никель, % 1,27 1,29 1,30Медь, % 2,06 2,08 2,10МПГ, г/т 6,85 6,77 7,13

Никель, % 0,62 0,65 0,67Медь, % 0,25 0,27 0,28МПГ, г/т ),07 0,08 0,09

Page 12: Nn mi sis 161026_05

12 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

Рисунок 10. Разрез карьеров «Верхне-Ильдиканский» и  «Быстринский-2» Быстринского месторождения

Источник: данные компании

На большинстве же месторождений до-быча осуществляется подземным спо-собом. Работа на подземных рудниках начинается с проходки вскрывающих выработок: вертикальных или наклон-ных стволов и горизонтальных, после чего проходят вскрывающие выработ-ки для доступа к рудному телу. Подго-товленные горные выработки обеспе-чивают вентиляцию и доставку грузов и персонала.

Проходка и крепление выработок на уже работающем руднике — постоян-ный процесс. Горизонтальные горные выработки в основном имеют среднее сечение 4 х 4 м. Отбитая буровзрывным способом руда доставляется на поверх-ность, а образованные пустоты закла-дываются твердеющими смесями.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ «НОРНИКЕЛЯ»

Карьер «Быстринский 2». Разрез LCI 2

Карьер «Верхне-Ильдиканский». Разрез LCI 1

Page 13: Nn mi sis 161026_05

13 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

Обогащение

Добытая руда поступает на обогатитель-ную фабрику в виде кускового материала со сложной смесью природных минера-лов и закладочного материала и сравни-тельно низкой концентрацией целевых металлов. Обогащение проводится в не-сколько шагов: дробление (получение кусков по 400, 100 и 20 мм) и грохочение (разделение по крупности), измельчение в шаровых мельницах, классификация, флотация (получение коллективного и селективных концентратов), сгуще-ние (частичное обезвоживание пульпы материала).

Первые шаги необходимы для меха-нического разобщения минералов, ко-торые представляют собой тончайшие сростки. Полученный порошкообразный продукт размером менее 50 микрон раз-деляется на различные продукты. Для руд месторождений Норильска чаще используют различие минералов по плотности и смачиваемости. Основной процесс разделения — пенная флота-ция, которая основана на способности несмачиваемых (гидрофобных) мине-ралов прилипать к пузырькам воздуха, образующимся в результате аэрации пульпы, и всплывать вместе с ними на

поверхность пульпы, образуя пенный продукт, а смачиваемых (гидрофиль-ных) минералов оставаться взвешенны-ми в пульпе, образуя камерный продукт. Сульфидные минералы, содержащие ценные компоненты, благодаря реаген-там-собирателям становятся гидрофоб-ными. То есть в камере флотационной машины поток мелких пузырьков воз-духа с помощью реагентов закрепля-ется только на минеральных частичках с высоким содержанием ценного компо-нента. Всплывая наверх, эти пузырьки выносят ценные компоненты в пенный слой. Минералы, которые хуже сма-чиваются водой (железосодержащие минералы, компоненты пустой породы), из-за реагентов-депрессоров, дополни-тельно усиливающих смачивание, оста-ются в камере флотационной машины.

Таким образом, происходит первичное разделение меди и никеля, и их содер-жание в одноименных концентратах возрастает в несколько раз. Медный, никелевый и пирротиновый концентраты направляются в виде пульпы на различ-ные технологические переделы метал-лургического производства, а отвальные хвосты, содержащие минералы железа и пустую породу и составляющие от 70 до 95 % общего объема переработанной руды, — в хвостохранилища7.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ «НОРНИКЕЛЯ»

Рисунок 11. Планируемая схема переработки на Быстринской обогатительной фабрике (ОФ)

Источник: данные компании

7 Хвостохранилище — комплекс гидротехнических сооружений для приема и хранения отходов обогащения полезных ископаемых (отвальных хвостов)

Руда

Две секции

10% -0.071 мм8

14 15

16

17 18

19

20 21

22

23

24

25

26 27

29 30 31

38

43

44 45

46 47

48

49

50 51

52

53 54

55 56

39

32

33

34 35

36 37

28

12 Черн. Au к-т 1

Черн. Au к-т 2

Магнетитовый к-т на сгущение

93% -0.045 мм

100% -0.090 мм

Хвосты 1

Хвосты 2

Хвосты общ.

Nt к-т - на погрузку

Cu к-т - на погрузку

Au к-т

Слив в оборот

Слив в оборот

Слив в оборотЗима

Дробление

Измельчение и классификация

Основная Cu флотация

S флотация

Сгущение

Сгущение

Сгущение Фильтрация

ФильтрацияСушка

Осн. магн. сепарация

Магн. перечистка

Контр. перечистка

I перечистка

Доводка

Центробежная сепарация 2

Классификация в г/ц 2

Центробежная сепарация 1

II перечистка

Грохочение с доизмельчением

Page 14: Nn mi sis 161026_05

14 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

На обогащение попадает только руда с низким содержанием металлов, со-ставляющая приблизительно 95 % всего сырья, получаемого на месторождени-ях. В производственной цепочке «Нор-никеля» обогащение производится на трех фабриках: Талнахской и Норильской в Заполярном филиале, а также Запо-лярной в Кольской ГМК.

На Быс тринском мес торож дении в 2017 году будет запущена Быстрин-ская обогатительная фабрика (ОФ) мощностью 10 млн тонн руды. Такая мощность позволит ежегодно произво-дить 66 тыс. тонн медного концентрата, 3,1 млн тонн железорудного концентрата и 219 тыс. унций золота в концентрате.

Металлургия

По технологическим процессам ме-таллургическое производство может быть условно разделено на никелевую и медную линии (цепочки). Другое де-ление — на гидрометаллургическое и пирометаллургическое8.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ «НОРНИКЕЛЯ»Пирометаллургическое производство в «Норникеле» характеризуется сочета-нием современных автогенных техноло-гических (взвешенная плавка и процесс Ванюкова) и традиционных процессов (рудно-термическая плавка и конвер-тирование). Одно из преимуществ авто-генных процессов, идущих без подвода электроэнергии за счет экзотермических процессов окисления серы, содержа-щейся в концетратах, — получение высо-коконцентрированных газов, утилизация которых менее затратна по сравнению с бедными сернистыми газами тради-ционных процессов. Для специфических условий расположения предприятий За-полярного филиала это преимущество является решающим, что предопреде-лило активное внедрение современных технологий с 80-х годов прошлого века. Первая промышленная печь Ванюкова, резко повышающая эффективность медного производства, была построена именно в Норильске в 1977 году, а уже к концу двадцатого века на эту техноло-гию было переведено все медное произ-водство Заполярного филиала.

8 Пирометаллургия — совокупность металлургических процессов, протекающих при высоких температурах

Рисунок 12. Краткая схема процесса металлургии

Источник: Nickelca.ru. (сайт компании «Норникель»)

Page 15: Nn mi sis 161026_05

15 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

ный никель. Нерастворимые в электро-лите примеси драгоценных металлов выпадают на дно электролизных ванн в виде осадка — шламов.

МЕДНАЯ ЦЕПОЧКА

По итогам 2015 года было произве-дено 369 тыс. тонн меди, из которых 353 тыс. тонн из собственного сырья, что аналогично прошлогодним пока-зателям. Медное направление — один из приоритетов товарной политики «Норникеля», а значительное увели-чение производства ожидается только в 2018 году с вводом в эксплуатацию Быстринского ГОКа в Читинском про-екте компании, к реализации которого в конце 2015 года подключился консор-циум китайских инвесторов, который приобрел 13,33%-ную долю в капитале.

Первый передел медной цепочки так-же называют плавкой. Медь и попутные металлы выделяются из медного кон-центрата в целевой продукт — медный штейн. Ввод на плавку флюса, содер-жащего кремнезем (речной песок), по-зволяет образовать отвальный шлак, содержащий основное количество при-сутствующего в концентратах железа и пустой породы.

Второй передел — конвертирование медного штейна — включает продувку

НИКЕЛЕВАЯ ЦЕПОЧКА

По итогам 2015 года было произведе-но 266 тыс. тонн никеля, в том числе 220 тыс. тонн из собственного сырья.

Первый передел никелевой цепоч-ки — плавка. Никель, медь и попутные металлы выделяются из никелевого концентрата в целевой продукт — жид-кий медно-никелевый штейн. Ввод на плавку флюса, содержащего кремнезем (речной песок и песчаник), позволяет образовать отвальный или оборотный шлак, содержащий основное количество присутствующего в концентратах железа и пустой породы.

Второй передел — конвертирование штейна — включает продувку распла-ва в  конвертерах сжатым воздухом с повторным добавлением песчаника. Основной задачей конвертирования является удаление из штейна желе-за в виде прочных химических соеди-нений с кремнеземом (конвертерный шлак). Полученный медно-никелевый файнштейн разливается в изложницы и медленно охлаждается до состояния слитков. В процессе медленного охлаж-дения сульфиды меди и никеля выпада-ют (разделяются) в отдельные минера-логические фазы, которые на переделе флотации позволяют получать сульфид-ные медные и никелевые концентраты.

В ходе третьего передела — флота-ционного разделения файнштейна — сульфиды никеля и меди выделяются в самостоятельные концентраты после процессов дробления, измельчения и флотационного разделения. Полу-ченный медный концентрат отправля-ется на медную линию, а никелевый подвергается сначала окислительному обжигу в печах кипящего слоя, а затем восстановительному обжигу в трубчатых вращающихся печах.

Четвертый передел — плавка никеле-вого огарка в анодных печах. Порошко-образный материал, полученный на прошлом переделе, плавится в элек-трических печах на никелевые аноды. Драгоценные металлы концентрируются в медном, никелевом и пирротиновом концентратах и при плавке на аноды переходят в них.

Пятый передел — электролитическое ра-финирование. Никелевые катоды нахо-дятся в диафрагменных мешках с чистым никелевым католитом. Образующийся в электролитической ванне анолит по-ступает на очистку от примесей (меди, железа, кобальта, свинца) с получени-ем товарного кобальта. Под действием электротока, подаваемого на электро-ды, аноды растворяются в электролите, и ионы никеля осаждаются на катодах, что создает конечный продукт — катод-

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ «НОРНИКЕЛЯ»расплава в конвертерах сжатым воз-духом. При конвертировании происхо-дит глубокое удаление железа и других примесей, для связывания которых добавляется песчаник. В результате конвертирования получают черновую медь, оборотный железистый и нике-левый шлаки.

Третий передел — плавка в анодных печах. Черновую медь после огневого рафинирования разливают в аноды. В состав медных анодов переходят дра-гоценные металлы.

Четвертый передел  — электролиз. В качестве электролита используется раствор серной кислоты с различными добавками. Под действием электриче-ского тока, подаваемого на электроды, аноды растворяются в электролите, и ионы меди осаждаются на катодах, что создает конечный продукт — катодную медь. Нерастворимые в электролите примеси драгоценных металлов выпа-дают на дно электролизных ванн в виде осадка — шламов.

На Быстринском месторождении в дан-ный момент не планируется металлур-гических мощностей. Конечной продук-цией станут концентраты меди, золота и железа.

Page 16: Nn mi sis 161026_05

16 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

КОНЦЕПЦИЯ «УМНЫХ РУДНИКОВ» «Сейчас компании работают с большим количеством данных и метрических си-стем. Интегрирование всех этих данных произойдет именно на ”руднике будущего“. Вторая его составляющая – возможность отслеживать операции и моделировать их в режиме реального времени. Тре-тья составляющая – предупредительная оптимизация, когда анализ состояния оборудования может заблаговременно предупредить о том, что пришло время ремонтировать оборудование. Наконец, четвертый компонент – автоматизация всего предприятия»9.

Сергей, всегда считавший горнодобыва-ющую отрасль слишком консервативной, был убежден: благодаря новым техно-логиям появился шанс на ускорение внедрения инноваций. Сегодня компа-нии имеют возможность обеспечивать стабильную производственную рит-мичность, контролируя отклонения от нормативов в производственных и вспо-могательных процессах с помощью компь- ютеров. Снижая роль человеческого фактора, компания уменьшает потери производства, производственный трав-матизм и в конечном счете собственные затраты. А та компания, которая не по-следует отраслевым трендам, скорее всего, проиграет конкурентную борьбу.

Таков был один из главных выводов Сер-гея по итогам докладов, услышанных им в начале октября на форуме МАЙНЕКС Россия-2016. Немало слов было посвя-щено актуальным сегодня технологиям и концепции «умного рудника», в рамках которой высокоэффективные производ-ственные и технологические процессы выстраиваются на базе современного оборудования и поддержки интеллек-туальных информационных систем.

Для компаний это означает полное переосмысление процессов произ-водства в соответствии с объемами информации и технологиями XXI века. Все элементы «умного рудника» станут источниками и потребителями инфор-мации, что обеспечит максимальную полноту данных и гибкость управления. Тотальные автоматизация и внедрение функций искусственного интеллекта рано или поздно превратят горнодо-бывающую отрасль в управляемую взаимодействием клиентского и сер-висного искусственного интеллекта. «Большие данные» будут использо-ваться как источники информации для предсказания и планирования, а ре-зультаты анализа будут доступны ра-ботникам через устройства дополнен-ной реальности из любой точки мира.

Для сотрудников горнодобывающих предприятий в  концепции «умного рудника» меняется сама суть работы. Повышается спрос на высококвали-фицированные кадры, которые будут находиться в комфортабельном офисе и обеспечивать бесперебойную рабо-ту оборудования на сразу нескольких производственных точках. А большая часть черновой работы заменяется тех-никой с дистанционным управлением, сложной системой датчиков и авто-матической аналитикой. В результа-те участие людей во взаимодействии между элементами производства стре-мительно сокращается и все меньше людей занимаются монотонным низ-коквалифицированным трудом. Остав-шийся в рудниках персонал работает в более безопасной среде. Например, специальная предиктивная система, встроенная в носимое устройство, мо-жет анализировать состояние человека и предупреждать его самого, руководи-теля или врача о необходимости пре-кращения работы.

Сергей видел, что прекрасное будущее, которое концепция «умных рудников» готовила горнодобывающей отрасли и Быстринскому ГОКу в частности, несет в себе и определенные риски.

«Главный риск систем информатизации – нарушение связей между предприятиями, когда на одном сегменте уже работают новые технологии, а на других – еще нет. Поэтому ”передовое“ предприятие долж-но быть готово предоставлять отчетность также и в старом формате»10.

Во-вторых, уже сейчас на многих произ-водствах собирают объем данных, в ко-торых утонет любая система аналитики. В растущем потоке цифровых данных «Норникелю» необходимо найти баланс между достаточностью, своевремен- ностью, достоверностью и стоимостью анализируемой информации.

«Существует много данных, которые собираются, чтобы принять правильное решение. Мир развивается и меняется, появляются новые опции, к которым мы еще не привыкли, опыта использования которых еще нет. Мы хотим создать эф-фективное предприятие – управлять, де-лать дешевым, но надежным, и развивать любым способом, чтобы он меньше стоил. Делать это трудно. Надо увязывать работу карьера и фабрики, и, если оптимизиро-вать только одну часть, это может привести к дисбалансу в другой»11.

9 Выступление Гатье Канарта, эксперта Mine Lens (McKinsey & Company). Источник: ГИАБ о форуме МАЙНЕКС Россия-201610 Выступление Максима Середкина, главного геолога по ресурсам CSA Global. Источник: ГИАБ о форуме МАЙНЕКС Россия-201611 Выступление Дэвида Пирса, генерального директора SRK Consulting (Russia). Источник: ГИАБ о форуме МАЙНЕКС Россия-2016

Page 17: Nn mi sis 161026_05

17 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

В-третьих, при реализации проект будет подвержен внешним неконтро-лируемым рискам, в том числе макро- экономическим. Также за годы работы Быстринского ГОКа наверняка успеют появиться прорывные технологии, за счет которых конкуренты попытаются вырваться вперед. Чем раньше будут идентифицированы контролируемые технические, операционные, органи-зационные и другие риски, тем больше у компании шансов устранить или ниве-лировать негативный эффект.

В-четвертых, при создании проекта «в чистом поле», с одной стороны, воз-растают некоторые традиционные ри-ски. Например, как обеспечить произ-водство базовыми ресурсами: привозить ли кадры из Норильска или соседнего Китая? откуда поставить воду? не обра-титься ли к солнечной энергетике, как Rio Tinto, если в Забайкальском крае поч-ти 300 солнечных дней в году? С другой стороны, можно избежать рисков, с ко-торыми сталкиваются компании из-за унаследованной социальной и IT-инфра-структуры. Например, можно по-новому организовать жизнь работников вне про-изводства, обеспечить безопасное хра-нение и быструю обработку собираемых данных. Никому в «Норникеле» не хоте-лось повторения истории прошлой весны,

когда персональные данные работни-ков и финансовая информация крупно-го золотодобытчика Канады оказались выложены на торренте для свободного скачивания.

Наконец, – заключил Сергей, – Читин-ский проект не на одно десятилетие, и в концепции нужно учесть будущие производственные тренды. Может че-рез 10-20 лет вся операторская работа будет осуществляться в дополненной реальности, а популярные сегодня тех-нологии станут безнадежно устаревши-ми? Тем не менее, чтобы понять будущие тренды, мы должны разобраться в се-годняшней ситуации.

ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ

Термин «интернет вещей» (Internet of things, IoT) был предложен в 1999 году Кевином Эштоном, который предполо-жил, что возможно связать несколько объектов на производстве для обмена информацией между собой и с накоплен-ными базами данных. Однако уже сейчас разрабатываемая инфраструктура под-разумевает не просто автоматизацию процессов на локальном производстве, но и более глобальное понятие, когда не только компьютер или смартфон, но и другие приборы, от кофемашины

в офисе до датчика в руднике на глуби-не километра, подключены к интерне-ту. В номинальном выражении общее число IoT-устройств в России — более 16 млн штук, что составляет только 0,35 % от общемирового показателя, по оценке Ericsson. Если потребителям такие технологии просто делают жизнь комфортнее, то в промышленности это способ экономии ресурсов и оптимиза-ции производства.

Основное отличие индустриального, или промышленного, интернета вещей в том, что для сохранения конфиденци-альности устройства одной компании чаще замыкаются в собственную за-крытую сеть. В США уже 35 % предпри-ятий используют различные сенсоры для сбора данных и улучшения каче-ства производства12. В России таких всего 13 %, еще 30 % экспериментируют с технологией13.

По оценке Future Market Insights, миро-вой рынок решений для «умных рудни-ков» в 2015–2020 годах будет расти с со-вокупным среднегодовым темпом роста 14,5 % и составит 13 млрд долларов. При этом драйвером будет оставаться Азиат-ско-Тихоокеанский регион. Весь рынок IoT-технологий тогда же составит более 150 млрд долларов14.

МЕТКИ И ДАТЧИКИ

Радиочастотные метки (Radio frequency identification, RFID) и датчики позволя-ют снабжать собственным уникальным идентификатором любые объекты и лю-дей в зоне производства. Это позволяет контролировать показатели, неисправно-сти и взаимодействие между объектами.

Уже сейчас на внешней стороне погруз-чиков и самосвалов располагают сотни датчиков, основная функция которых — предупреждение столкновений. Только на такие предупреждающие системы, по оценке золотодобытчика Barrick Gold, в горнодобывающей отрасли потрачено более 17 млн долларов.

Системы геопозиционирования объек-тов кроме безопасности несут компании и прямую финансовую выгоду, снижая затраты на содержание безлюдных участков. Например, решение CISCO, автоматически отключающее вентиля-ционную систему при отсутствии людей на участке и нормальных показателях всех датчиков, снизило затраты золото-добытчика GoldCorp на 1,5–2,5 млн дол-ларов ежегодно 15.

КОНЦЕПЦИЯ «УМНЫХ РУДНИКОВ»

12 J’Son & Partners Consulting. Интернет вещей: промышленность все еще пытается разобраться с этой сложной сетью 13 IDC и Ростелеком. Индустриальный интернет вещей. Перспективы российского рынка. 2016 год14 Marketsandmarkets.com Industrial IoT Market by Technology, Software & Geography — Global Forecast to 202015 CISCO. Goldcorp`s Eleonore: IoT Enables the Mine of Tomorrow Today

Page 18: Nn mi sis 161026_05

18 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

Первые шаги в использовании датчиков позиционирования при подземных ра-ботах делает и «Норникель»: в рамках программы «Технологический прорыв» на всех рудниках Заполярного филиала появляются мобильные устройства ре-гистрации (МУР).

«Основной элемент – считыватель систе-мы позиционирования. Оно представляет собой устройство, объединяющее функ-ции wi-fi-роутера, коммутатора, конверте-ра интерфейсов, собственно считывателя местоположения и т. д. Система позволяет управлять качеством добываемого сырья, способствует повышению технологической дисциплины и общей эффективности, пере-дает оперативную информацию по отгрузке руды, автоматизирует учет объема и типов перевезенной горной массы и качества от-груженной руды, частично автоматизирует диспетчерский учет, а главное – отслеживает перемещение персонала в горных выработ-ках, контролирует выход людей, особенно при чрезвычайных ситуациях, может пла-нировать выезды и работу самоходного обо-рудования… Информация системы доступна на нескольких уровнях (начальники горных участков, диспетчеры рудника), есть кон-троль данных по погрузке и отгрузке, так что диспетчеры могут отправлять электровозы к тем рудоспускам, где накоплена руда»16.

МЕЖМАШИННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Межмашинное взаимодействие (англ. Machine-to-Machine — «машино-машин-ное взаимодействие», M2M) — общее название технологий, позволяющих ма-шинам обмениваться информацией друг с другом. Зачастую обмен построен имен-но через RFID-метки и датчики. Прототи-пами М2М могут считаться технологии передачи данных, такие как базовые си-стемы телеметрии и отраслевые системы управления. С годами технология M2M получила развитие в направлении дис-танционного мониторинга и управления процессами. В последнее время благода-ря технологии M2M начали создаваться платформы, позволяющие интегрировать архитектуру построения сетей проводной или беспроводной связи и услуги сотовой и спутниковой связи, в том числе услуги глобальной спутниковой системы опре-деления местоположения.

«Анализ чувствительности показал, что наибольший эффект на показатели ком-пании может дать улучшение процессов ”в горе“. Один из проектов – максимизация нагрузки самосвалов, повышение напол-няемости ковша, лучшая балансировка самосвалов и экскаваторов. Стало это возможно благодаря системе контроля за

загрузкой (операторы и самосвала, и экс-каватора видят, сколько они загружают, коммуникация между ними улучшается, самосвал загружается максимально)»17.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ТЕХНИКА

С одной стороны, все вышеперечис-ленные технологии используются для облегчения работы человека и повыше-ния его безопасности. С другой стороны, в погоне за максимальной эффективно-стью производители экспериментируют с исключением человеческого фактора на этапе управления техникой.

Некоторые функции работника отдают относительно новым и стремительно дешевеющим видам техники — беспи-лотным летательным аппаратам (БПЛА). Так, компания Insitu выпустила модель с магнитометром, передающую данные исследований на землю или хранящую их на борту до приземления 18.

«Применение дронов – это один из самых эффективных способов ускорения марк-шейдерской съемки. Эта система особенно эффективна, так как ускоряет работу сразу по нескольким карьерам, экономит затраты на персонал, повышает качество самого процесса»19.

Но и классическое место работника гор-нодобывающей промышленности может быть под угрозой. Создание беспилотно-го грузовика позволяет перераспреде-лить вес машины, избавиться от кабины и повысить маневренность. Четыре ве-дущих колеса и элементарная поездка задним ходом позволяют одновремен-но достичь роста скорости и снижения износа шин. По оценке Джона Мика из Университета Британской Колумбии, ис-пользование автономных самосвалов может повысить продуктивность рабо-ты предприятия на 15–20 %, полезное рабочее время техники — до пяти раз.

СИСТЕМЫ УДАЛЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИКОЙ

«Для контроля автотранспорта важно знать время работы, смен, заправок, по-лезную нагрузку, показатели производи-тельности, возможности анализировать данные. И если из работы автотранспорта убрать задержки, это уже приведет к эко-номии. Также важно обращать внимание на скорость перемещения транспорта. Заправка топливом – здесь тоже можно найти источник сокращения затрат. Все это надо измерять и включать в график расчетов»20.

КОНЦЕПЦИЯ «УМНЫХ РУДНИКОВ»

16 Выступление Виктора Жиринаса, руководителя горного направления ООО «Сумма технологий» о проекте на руднике «Октябрьский» Заполярного филиала «Норникеля». Источник: ГИАБ о форуме МАЙНЕКС Россия-2016 17,19 Выступление Олега Максимова, директора проектного офиса Nordgold. Источник: ГИАБ о форуме МАЙНЕКС Россия-201618 PWC. Нам сверху видно все20 Выступление Кейт Соммервил, менеджера по усовершенствованию предприятий AMC Consultants. Источник: ГИАБ о форуме МАЙНЕКС Россия-2016

Page 19: Nn mi sis 161026_05

19 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

Любая автоматизированная техника требует сложной системы управления электроникой, которые, как правило, создаются одним из двух путей.

Первый  — системы, первоначально настроенные под технику конкретного производителя. Система FrontRunner использовалась для техники Komatsu (карьерных автосамосвалов, гидрав-лических экскаваторов, бульдозеров и грейдеров) при создании роботизи-рованного карьера на австралийском проекте West Angelas Mine компании Rio Tinto. Техника другой компании, Sandvik, первоначально автоматизировалась для подземной разработки месторождений, где, по сравнению с открытыми горными работами, выше опасность для человека и проще организовать систему датчиков для движения машин. Система Sandvik Automine успешно использовалась для автоматизации погрузочно-доставочных машин (ПДМ), подземных самосвалов и буровой техники на проектах в Чили, Финляндии, Южной Африке и других странах. Естественно, после успешной реализации пилотных проектов и до-работки систем программы могут мас-

штабироваться на другие типы техники и производимых работ. Техника того же производителя Sandvik сегодня может автономно осуществлять наземные бу-ровые работы, а все собираемые данные могут обрабатываться через программ-ный пакет Sandvik Optimine.

«В результате у нас в одном интерфейсе будет отличная сводка информации, кото-рая важна для принятия решений. При-меняемая система немного напоминает систему подписки на телевизионные кана-лы. Существует базовая подписка, а к ней можно добавить более эксклюзивные ка-налы, например Sandvik OptiMine, просто выбрав другой пакет опций»21.

Аналогичные проекты есть практически у всех крупных производителей (Atlas Copco, Caterpillar и др.), в т. ч. на пост-советском пространстве. Один из ре-зидентов «Сколково», компания «ВИСТ Майнинг Технолоджи» (входит в «ВИСТ Групп»), в партнерстве с БелАЗом уже успешно тестировала дистанционное управление грузовиками на открытых карьерах.

КОНЦЕПЦИЯ «УМНЫХ РУДНИКОВ»

21 Даниэль Гидлунд, специалист по программному обеспечению для работы с парком установленного оборудования. Источник: MineStories. Управляем как по нотам

Page 20: Nn mi sis 161026_05

20 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

Второй путь создания систем удален-ного управления — системы, созданные специализированными сервисными компаниями без партнерства с конкрет-ным производителем техники или под заказ владельца горнодобывающего производства. Например, разработки компании Remote Control Technologies использовались в том числе на карье-рах АК «АЛРОСА». А компании Cavotec и SpectoRemote объединили свои усилия для системы дистанционного управле-ния техникой на бывшем военном поли-гоне в Норвегии для снижения угрозы травм в результате взрывов.

Сергею также вспомнился впечатляю-щий пример канадской компании Dundee Precious Metals22, обратившейся к реше-ниям Cisco Systems. В 2010 году канадцы начали решение задачи по повышению объемов производства на 30 % на одном из ключевых активов с создания единой системы, объединившей отслеживание местонахождения, мониторинг состоя-ния транспортных средств, управление сооружениями и анализ данных с разных этапов производственного процесса. При R&D-затратах в 250–300 тыс. дол-ларов результаты превзошли все ожида-ния: показатели безопасности шахтеров улучшились, объем производства увели-

КОНЦЕПЦИЯ «УМНЫХ РУДНИКОВ»

ОБЛАСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ЭФФЕКТ

Увеличение производительности парка горных машин 5–20 %

Снижение издержек на эксплуатацию 7 %

Увеличение коэффициента технической готовности 3–7 %

Снижение затрат на нецелевое использование топлива / исклю-чение фактов хищения топлива 15–100 %

Снижение потребления дизельного топлива 5–10 %

Повышение производительности буровых станков 11–25 %

Ликвидация простоев буровых станков 50 %

Снижение объемов повторного бурения скважин 67 %

Снижение повторяющихся нарушений/отклонений промышленной безопасности 40 %

чился с 0,5 млн до 2 млн тонн ежегодно, за два года только на услугах связи было сэкономлено 2,5 млн долларов.

— Если этот пример неубедителен, — продолжил Сергей, — то посмотрите на таблицу с недавней конференции.

22 Cisco. Всеобъемлющий интернет

Рисунок 13. Возможные эффекты при внедрении автоматизированных систем управления горно-транспортными комплексами на примере решений компании «ВИСТ Групп»

Источник: данные компании «ВИСТ Групп» по крупным российским горно-добыва-ющим клиентам. Семинар «IT и инновации в горном деле», НИТУ «МИСиС», 2016 год

Представьте обозначенные процен-ты в масштабах бизнеса «Норникеля» и поймите, какой громадный эффект могут принести ваши предложения. Пока вам даже можно не сдерживаться законодательными барьерами и суммой инвестиций, если сможете обосновать

свою позицию руководству и достичь пе-речисленных мной вначале критериев эффективности. Я готов к самым нео-жиданным концепциям, но напоминаю: фокусируйте свой анализ на трех вещах:

1. Оцените барьеры по запуску «умно-го рудника» на Быстринском месторо-ждении и возможные риски реализа-ции концепции с описанием мер по их преодолению.

2. Представьте схему, как должны выглядеть производственные и тех-нологические процессы на «умном руднике», в чем будет заключаться их инновационность в плане обмена информацией и влияния на управлен-ческие процессы и эффективность производства.

3. Представить детальное описание трех  инженерно-технологических проектов, которые следует внедрить на «умном руднике», и  подробно обоснуйте их производственно-эко-номическую привлекательность для «Норникеля».

Page 21: Nn mi sis 161026_05

21 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Портфель активов ПАО «ГМК «Норильский никель»

Источник: ПАО «ГМК «Норильский никель». Презентация «Новая платформа для успешной модернизации активов», май 2016

Первоклассные активы – активы, удов-летворяющие условиям масштаба (>1 млрд долларов выручки), высокой прибыльности (>40 % рентабельности по EBITDA) и долгосрочной обеспечен-ности запасами (>20 лет).

EBITDA (earnings before interest, taxes, depreciation and amortization) — прибыль до вычета расходов по выплате процен-тов, налогов и амортизации.

– Размер круга представляет ориентировочную оценку стоимости активов по сравнению друг с другом.

Непервоклассные / вспомогательные активы

Дей

ству

ющ

ие

Заполярный филиал:Талнахский кластер

Первоклассные активы

Пот

енци

альн

ые

/ гри

нфил

ды

Миноритарные пакеты акций энергетических компаний

Масловское

Быстринский проект

Honeymoon Well

Архангельский морскойторговый порт

Газодобывающиепредприятия

Заполярныйфилиал: Южный кластер (МПГ/Tail Co)

«Интер РАО» (13,2 %)

Nkomati (50 %)

Австралийские активы

Профильные активыСтратегический

анализ Непрофильные активы:реализованные / в процессе реализации

Прочие непрофильные активы

Tati Nickel (85 %)

NNH

КГМК

«Нордавиа»

Page 22: Nn mi sis 161026_05

22 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Карта Быстринского месторождения

Источник: данные компании

Page 23: Nn mi sis 161026_05

23 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Разбивка капитальных вложений ПАО «ГМК «Норильский никель» по основным объектам инвестиций, млн долларов

2015 2014 2013

Заполярный филиал, в том числе основные проекты: 989 788 1 224

рудник «Скалистый» 256 122 335

рудник «Таймырский» 72 68 59

рудник «Комсомольский» 45 73 56

рудник «Октябрьский» 70 85 96

Талиахская обогатительная фабрика 257 171 182

мероприятия по закрытию Никелевого завода 61 25 26

Кольская ГМК 118 106 179

Читинский медный проект (Быстринский ГОК) 131 89 140

Прочие производственные проекты 384 288 425

Прочие непроизводственные проекты 4 6 2

Нематериальные активы 28 21 19

Итого 1 654 1 298 1 989

Источник: ПАО «ГМК «Норильский никель». Годовой отчет 2015

Page 24: Nn mi sis 161026_05

24 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

Пример функциональной макромодели горно-металлургического промышленного комплекса

Источник: корпорация «Металлы Восточной Сибири», Сколково, МФТИ. Проект «Умный промышленный комплекс»

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

МРСК

Полуфабри-кат

Рудник

Добыча руды

Отходы

Обогатительная фабрика

ГидрометаллургияПирометаллургия

Другие объекты~100-200 шт

Источники водных

ресурсовТЭЦ

Промежуточный склад

Обслуживающее производство

Склад готовой продукции

Отгрузочный терминал

Ж /Д станция

Отходы

Ж/Д

,А/Д

Транспорт

Энергоресурсы

Рафинирова-ние

Передача данных через

спутник

Интеллектаульная система управления

производством

Цифровая модель промышленного

комплексаЦУС (центр управления сетями)

ЦОД (центр обработки данными)

Page 25: Nn mi sis 161026_05

25 ХОЗЯЕВА УМНОЙ РУДЫ: концепция современного горнодобывающего производства на Быстринском месторождении

У НАС ЕСТЬ ИДЕЯ ДЛЯ САМОГО УДИВИТЕЛЬНОГО ПРИКЛЮЧЕНИЯ В ТВОЕЙ ЖИЗНИ: захватывающего путешествия в Норильск. Летом в рамках проекта «Покорители Севера» мы отправим тебя за Полярный круг в один из самых уникальных городов мира: ты познакомишься с деятельностью «Норильского никеля», решишь несколько кейсов в команде со студентами со всей России, навсегда влюбишься в невероятную северную природу и сможешь начать карьеру в компании, о которой ты уже так много знаешь благодаря этому кейсу.

«Норильский никель» мог провести обычную практику, а вместо этого организовал просто грандиозный проект - квесты, интересные кейсы, 200 новых друзей, отличная про-грамма - я могу назвать еще гору причин для участия в «Покорителях Севера»!

«Кейсы - вообще штука интересная, поэтому когда предложили порешать их, находясь при этом за Полярным кругом, я не раздумывал - просто полетел и все. Отличный проект: все очень динамично и интересно, отличные люди, полное погружение в работу «Норильского никеля», сложные кейсы - всем рекомендую участвовать.»

200 новых друзей со всей России

Полное погружение в деятельность «Норильского никеля»

Самое удивительное путешествие в твоей жизни

Эдуард Митрофанов, НИТУ МИСиС, физико-технический контроль на предприятиях горного производства (горная геофизика)

Павел Астахов, Уральский государственный горный университет

Успей заполнить анкету до конца апреля на сайте: hr.nornik.ru/studentПерелет и проживание участников проекта «Покорители Севера» оплачиваются ПАО ГМК «Норильский никель»

Page 26: Nn mi sis 161026_05

26 БЕЗОПАСНОЕ ПРОИЗВОДСТВО. Кейс о развитии культуры безопасного производства на предприятии

Кейс написан и опубликован Changellenge >> —ведущей организацией по кейсам в России.

[email protected]/changellengeglobalfacebook.com/changellenge

Кейс создан по заказу ПАО «ГМК «Норильский никель» и НИТУ «МИСиС»

[email protected]