Интеллектуальная технология мониторинга и управления качеством рудопотоков при добыче и переработке многокомпонентных руд

Работы по комплексному решению проблем контроля качества руды начаты на предприятиях Норильска в 2007 году, где впервые предусматривалось создание системы инструментального контроля содержания полезных компонентов с помощью рудо-контролирующих станций в режиме реального времени. В июле 2008 года на Заполярном филиале ОАО «ГМК ”Норильский никель”» сдана в эксплуатацию система контроля качества руды (СККР) из восьми рудо-контролирующих станций в контуре ГГУТОФ. За период эксплуатации системы с 2007 по 2016 год получен большой фактический материал, позволяющий определить перспективы использования результатов работы системы и ее дальнейшего внедрения. На сегодняшний день убедительно показано, что СККР может являться эффективным элементом технологии управления качеством рудопотока, позволяющим успешно решать локальную задачу по контролю качества отгружаемых на фабрику руд, поступающих с разных рудников. По результатам внедрения СККР, специалистами компании отмечена необходимость продолжения данных работ и в перспективе разработки «Комплексной системы (технологии) автоматизированного планирования горных работ, контроля качества рудопотока и принятия командных решений», обеспечивающих заданные объемы добываемой руды, нормативы и показатели извлечения. При этом должны определяться и контролироваться количественные и качественные характеристики формируемых рудопотоков, количество металла, добываемой и перерабатываемой рудной массы, объемы проходки, необходимые объемы закладки пустот и т. д.

Учитывая сложность проблемы, в 2016 году руководством компании ПАО «ГМК “Норильский никель”» и ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» (СФУ) подписано соглашение о создании в СФУ научно-технологического центра «Лаборатории по разработке динамической системы управления и контроля качества добычи и переработки минерального сырья», цель которого – научно-методическое и кадровое обеспечение разработки и внедрения интеллектуальной технологии управления качеством рудопотоков при добыче и переработке руд ЗФ ПАО «ГМК “Норильский никель”».

Первоначальными задачами центра определены:

• создание компьютерных геологических моделей месторождений, обеспечивающих основу для подготовки систем долгосрочного и оперативного планирования и контроля их разработки;

• сопровождение системы автоматизированного планирования горных работ и технологических решений, обеспечивающих заданные нормативы и показатели извлечения, а также количественные и качественные характеристики формируемых рудопотоков;

• сопровождение системы контроля качественных характеристик перемещаемой руды за счет применения технических средств оперативного измерения содержания компонентов, работающих в режиме постоянного мониторинга.

В перспективе разработанная и внедренная технология должна стать основой для совершенствования планирования, диспетчеризации сквозного мониторинга и аудита всего горно-обогатительного комплекса.

В монографии представлен аналитический обзор состояния проблемы управления качеством рудопотоков в ЗФ ПАО «ГМК “Норильский никель”» и изложены основные принципы и подходы, которые будут предложены для программы работ компании и центра по созданию комплексной технологии управления рудопотоками.

Работа выполнена при поддержке специалистов горно-геологического профиля ЗФ ПАО «Горно-металлургической компании “Норильский никель”».

Материалы, положенные в основу работу, собраны авторским коллективом на протяжении последних пятнадцати лет. Авторы благодарят В.Н. Князева, А.И. Голованова и А.Б. Бородушкина за помощь в сборе и обработке материала для отдельных глав работы.

1. Норильская группа месторождений

1.1. Краткая геологическая характеристика

Норильская группа месторождений расположена в пределах Талнахского рудного узла, все медно-никелевые месторождения которого пространственно и генетически связаны с полнодифференцироваными интрузивами базит-ультрабазитового состава. В геологическом строении Талнахского рудного узла принимает участие разнообразный комплекс отложений, характеризующий морские, континентальные и переходные между ними обстановки осадконакоплений. В тектоническом плане район месторождения приурочен к краевой части Хараелахской мульды, которая составляет асимметричную брахисинклинальную структуру субширотного направления.

Промышленное значение имеют месторождения «Норильск-1», «Талнахское» и «Октябрьское».

Месторождение «Норильск-1» связано с одноименной дифференцированной интрузией, приуроченной к контакту угленосных терригенных пород пермо – карбона и триасовых эффузивных образований трапповой формации. В центральной части интрузия расщепляется на две ветви: западную и восточную.

Вкрапленные руды приурочены к нижним дифференциатам интрузии – оливиновым, пикритовым, такситовым и контактовым габбро-долеритам.