Повышение эффективности управления и производительности автономного бурения в зависимости от геокриологических факторов

Е.П. Кочетков, В.Н. Алферов, П.В. Трифонов, С.В. Каширин, Л.П. Мокрова
Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №3/ 2026 стр. 185-193

Резюме: Исследование посвящено количественной оценке динамики производительности автономных буровых установок при ведении открытых горных работ в зоне распространения многолетнемёрзлых пород. Актуальность определяется интенсивным освоением месторождений криолитозоны Якутии, Красноярского края, Чукотки, а также арктических регионов Канады и Австралии, где температурный режим массива (от –2 до –12°С) существенно модифицирует параметры бурения взрывных скважин. Цель работы – установление закономерностей изменения ключевых показателей эффективности автономного бурения в зависимости от геокриологических факторов и разработка прогнозной модели производительности. Методологическую основу составляют: сравнительный анализ эксплуатационных данных 14 буровых установок (7 автономных, 7 с ручным управлением) серий Epiroc Pit Viper 271/351 и Sandvik DR412i, работавших на четырёх карьерах в зоне многолетнемёрзлых пород в период 2020–2025 гг.; статистическая обработка 48 600 рейсов бурения методами регрессионного и дисперсионного анализа; корреляционный анализ связи температуры массива с механической скоростью бурения. Совокупный объём проанализированного бурения составил 1,87 млн погонных метров. Установлено, что автономные буровые установки обеспечивают среднее повышение коэффициента технического использования на 18,4% (с 0,61 до 0,72) по сравнению с ручным режимом. Механическая скорость бурения в мёрзлых породах с коэффициентом крепости f = 8–14 при автономном режиме достигает 18,7 м/ч против 14,2 м/ч при ручном управлении (прирост 31,7%). Точность позиционирования скважин улучшается на 62%, точность глубины – на 84%, что снижает перебур на 0,38 м/скважину. Расход дизельного топлива сокращается на 12,6 %. Выявлена нелинейная зависимость производительности от температуры массива: при снижении от –3 до –8°С механическая скорость возрастает на 9,4% за счёт увеличения прочности ледоцементированного массива, однако при температурах ниже –8°С наблюдается стагнация прироста вследствие повышенного износа бурового инструмента. Результаты позволяют оптимизировать планирование буровзрывных работ на карьерах криолитозоны и обосновать экономическую эффективность перехода на автономные системы бурения.

Ключевые слова: автономные буровые установки, открытые горные работы, многолетнемёрзлые породы, производительность бурения, коэффициент технического использования, буровзрывные работы, криолитозона

Для цитирования: Кочетков Е.П., Алферов В.Н., Трифонов П.В., Каширин С.В., Мокрова Л.П. Повышение эффективности управления и производительности автономного бурения в зависимости от геокриологических факторов. Горная промышленность. 2026;(3):185–193. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-3-185-193

Информация о статье

Поступила в редакцию: 08.02.2026

Поступила после рецензирования: 24.03.2026

Принята к публикации: 02.04.2026

Информация об авторах

Кочетков Евгений Павлович – кандидат экономических наук, доцент кафедры общего и проектного менеджмента факультета «Высшая школа управления», Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-1136-6804; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Алферов Валерий Николаевич – кандидат экономических наук, доцент кафедры общего и проектного менеджмента факультета «Высшая школа управления», Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-0719-1087; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Трифонов Павел Владимирович – кандидат экономических наук, доцент кафедры операционного и отраслевого менеджмента факультета «Высшая школа управления», Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0003-2228-5441; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Каширин Сергей Владимирович – кандидат исторических наук, доцент кафедры операционного и отраслевого менеджмента факультета «Высшая школа управления», Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-9401-2867; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Мокрова Лидия Павловна – кандидат экономических наук, доцент кафедры операционного и отраслевого менеджмента факультета «Высшая школа управления», Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0001-0190-9166; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Новоселова И.Ю., Новоселов А.Л. Экономико-пространственные задачи освоения новых месторождений углеводородных ресурсов в Арктической зоне Российской Федерации. Экономика. Налоги. Право. 2024;17(2):95–105. https://doi.org/10.26794/1999-849X-2024-17-2-95-105

2. Ганиев Р. И., Аглиуллин А. Х., Исмаков Р. А., Дебоер Л. Повышение эффективности очистки наклонно направленных скважин с использованием самооткрывающегося циркуляционного переводника. Горный журнал. 2024;(11):18–23. https://doi.org/10.17580/gzh.2024.11.03

3. Nikolakopoulos G., Koval A., Fumagalli M., Konieczna-Fuławka M., Santas Moreu L., Vigara-Puche V. et al. Autonomous drilling and the idea of next-generation deep mineral exploration. Sensors. 2025;25(13):3953. https://doi.org/10.3390/s25133953

4. Новоселова И.Ю., Новоселов А.Л. Методы оценки рисков реализации проектов хозяйственного развития арктических регионов. Экономика. Налоги. Право. 2023;16(3):109–119. https://doi.org/10.26794/1999-849X-2023-16-3-109-119

5. Еремин С.Г., Капитанец Ю.В., Зубенко А.В., Бартошевич И.А., Кущёв Н.П. Анализ влияния внедрения автоматизированных систем управления горным производством на эффективность и безопасность работы горнодобывающих предприятий России. Горная промышленность. 2024;(5):101–107. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5-101-107

6. Шедько Ю.Н., Харченко К.В., Зуденкова С.А., Москвитина Е.И., Бабаян Л.К. Синергетический подход к управлению карьерами с применением больших данных и интеллектуальных систем предиктивной аналитики. Горная промышленность. 2025;(1):154–160. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-1-154-160

7. Харченко К.В., Зубец А.Ж., Москвитина Е.И., Бабаян Л.М., Лаффах А.М. Анализ эффективности внедрения предиктивного обслуживания горнодобывающего оборудования на основе технологий Индустрии 4.0. Горная промышленность. 2024;(4):130–138. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-4-130-138

8. Abzhanova A., Bykov A., Surzhik D., Mukhamejanova A., Orazbayev B., Svirina A. Methods for assessing the layered structure of the geological environment in the drilling process by analyzing recorded phase geoelectric signals. Mathematics. 2024;12(14):2194. https://doi.org/10.3390/math12142194

9. Агарков И.Б., Крючков И.С., Стороженко Е.А., Игнатенко И.М. Районирование месторождений полезных ископаемых по показателю крепости, определяемому через энергоемкость бурения скважин. Горная промышленность. 2025;(5S):107–114. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-5S-107-114

10. Каяни Д.А., Захур М.К., Эмад М.З., Шахид А.Ш.А. Прогнозирование параметров буримости осадочных горных пород. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2024;(5):124–132. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20240511

11. Юнгмейстер Д.А., Исаев А.И., Гасымов Э.Э. Обоснование параметров погружного пневмоударника бурового станка для регулирования скорости бурения потоком воздуха. Горный журнал. 2022;(7):72–77. https://doi.org/10.17580/gzh.2022.07.12

12. Halatchev R.A., Crago B.J. BHP Autonomous drill performance analysis: Western Australia Iron Ore. In: Proceedings of the AusIMM Iron Ore Conference, Perth, 8–20 September 2023. Perth: AusIMM; 2023, pp. 412–419.

13. Ишейский В.А., Мартынушкин Е.А., Васильев А.С., Смирнов С.А. Особенности сбора данных в процессе бурения взрывных скважин для формирования геоструктурных блочных моделей. Устойчивое развитие горных территорий. 2021;13(4):608–619.

14. Супрун В.И., Ворошилин К.С., Бурцев С.В., Минибаев Р.Р. Регулирование гранулометрического состава извлекаемых горных пород при отработке угольных и карбонатных месторождений. Горный журнал. 2021;(7):61–65. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.07.10

15. Лютягин Д.В. Оценка эффективности внедрения стратегий устойчивого развития в управление природными ресурсами России: анализ экологических, экономических и социальных последствий. Вопросы экологии. 2024;37(1):215–244. https://doi.org/10.25726/z8423-9115-8050-s