Интеграция распределённых облачных вычислений для повышения эффективности угольной добычи и мониторинга горных процессов

К.В. Харченко, А.Ж. Зубец, Е.В. Разумова, Е.И. Москвитина, Е.И. Воронова
Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №2 / 2025 стр.82-90

Резюме: Интеграция распределенных облачных вычислений (РОВ) открывает новые возможности для повышения эффективности и безопасности угольной добычи. Цель исследования – разработка архитектуры РОВ для мониторинга горных процессов и оптимизации добычных операций. Методология включает анализ больших данных, математическое моделирование и машинное обучение. Эмпирическую базу составили показатели с 15 угольных шахт России за 2018–2023 гг. (4,5 млн записей). Внедрение РОВ обеспечивает рост производительности труда на 25–40%, сокращение простоев оборудования на 30–50% и снижение аварийности на 95%. Достигается уменьшение затрат на добычу на 20–30%, углеродного следа – на 15–25%. Уровень автоматизации процессов повышается до 70–85%. Разработаны рекомендации по масштабированию РОВ в угольной отрасли. Полученные результаты значимы для цифровой трансформации горнодобывающей промышленности.

Ключевые слова: распределенные облачные вычисления, угольная промышленность, автоматизация добычи, промышленный интернет вещей, анализ больших данных, цифровой двойник месторождения

Для цитирования: Харченко К.В., Зубец А.Ж., Разумова Е.В., Москвитина Е.И., Воронова Е.И. Интеграция распределённых облачных вычислений для повышения эффективности угольной добычи и мониторинга горных процессов. Горная промышленность. 2025;(2):82–90. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-2-82-90

Информация о статье

Поступила в редакцию: 11.01.2025

Поступила после рецензирования: 27.02.2025

Принята к публикации: 03.03.2025

Информация об авторах

Харченко Константин Владимирович – кандидат социологических наук, доцент кафедры государственного и муниципального управления, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Зубец Антон Желькович – кандидат экономических наук, доцент кафедры государственного и муниципального управления, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Разумова Екатерина Валерьевна – кандидат экономических наук, старший преподаватель кафедры государственного и муниципального управления, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Москвитина Екатерина Ильинична – кандидат экономических наук, ассистент кафедры государственного и муниципального управления, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Воронова Екатерина Игоревна – ассистент кафедры государственного и муниципального управления, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Razovskiy Yu. V., Saveleva E. Yu., Ulitskiy O. A., Sukhina E. N. Ecological superprofit management in subsoil use. Eurasian Mining. 2019;(2);27–29. https://doi.org/10.17580/em.2019.02.06

2. Братарчук Т.В., Гладышев А.Г., Лукичев К.Е., Данилькевич М.А., Комов В.Э. Разработка и внедрение цифровых двойников для оптимизации и устойчивого развития угольной промышленности России. Уголь. 2024;(11):108–116. Режим доступа: https://ugolinfo.ru/index.php?article=202411108 (дата обращения: 20.12.2024). Bratarchuk T.V., Gladyshev A.G., Lukichev K.E., Danilkevich M.A., Komov V.E. Development and implementation of digital twins for optimization and sustainable development of the coal industry in Russia. Ugol’. 2024;(11):108–116. (In Russ.) Available at: https://ugolinfo.ru/index.php?article=202411108 (accessed: 20.12.2024).

3. Жданеев О.В., Власова И.М. Вызовы и приоритеты цифровой трансформации угольной отрасли. Уголь. 2023;(1):62–69. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2023-1-62-69 Zhdaneev O.V., Vlasova I.M. Digital transformation of the coal industry. Ugol’. 2023;(1):62–69. (In Russ.) https://doi.org/10.18796/0041-5790-2023-1-62-69

4. Плакиткин Ю.А., Плакиткина Л.С. Цифровизация экономики угольной промышленности России – от «Индустрии 4.0» до «Общества 5.0». Горная промышленность. 2018;(4):22–30. Режим доступа: https://mining-media.ru/ru/article/newtech/13932-tsifrovizatsiya-ekonomiki-ugolnoj-promyshlennosti-rossii-ot-industrii94-0-do-obshchestva-5-0 (дата обращения: 20.12.2024). Plakitkin Yu.A., Plakitkina L.S. Digitization of the Russian coal sector economy – from Industry 4.0 to Society 5.0. Russian Mining Industry. 2018;(4):22–30. (In Russ.) Available at: https://mining-media.ru/ru/article/newtech/13932-tsifrovizatsiyaekonomiki-ugolnoj-promyshlennosti-rossii-ot-industrii94-0-do-obshchestva-5-0 (accessed: 20.12.2024).

5. Куликова А.А., Овчинникова Т.И. К вопросу снижения геоэкологических рисков на горнодобывающих предприятиях. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(2-1):251–262. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2021-21-0-251-262 Kulikova A.A., Ovchinnikova T.I. On the issue of reducing geoecological risks at mining enterprises. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2021;(2-1):251–262. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2021-21-0-251-262

6. Малышев Ю., Ковальчук А., Рожков А. Угольная отрасль: поиск ориентиров в эпоху перемен. Энергетическая политика. 2021;(2):18–29. https://doi.org/10.46920/2409-5516_2021_2156_18 Malyshev Y., Kovalchuk A., Rozhkov A. The coal industry: finding landmarks in an era of change. Energy Policy. 2021;(2):18– 29. (In Russ.) https://doi.org/10.46920/2409-5516_2021_2156_18

7. Павленко М.В., Скопинцева О.В. О роли капиллярных сил при вибровоздействии на гидравлически обработанный газонасыщенный угольный массив. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(3):43–50. Pavlenko M.V., Skopintseva O.V. Role of capillary forces in vibratory action on hydraulically treated gas-saturated coal. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2019;(3):43–50. (In Russ.)

8. Плакиткин Ю.А., Плакиткина Л.С. Мировой инновационный проект «Индустрия-4.0» – возможности применения в угольной отрасли России. 1. Программа «Индустрия-4.0» – новые подходы и решения. Уголь. 2017;(10):44–50. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2017-10-44-50 Plakitkin Yu.A., Plakitkina L.S. The Industry-4.0 global innovation project’s potential for the coal industry of Russia. 1. Industry-4.0 program – new approaches and solutions. Ugol’. 2017;(10):44–50. (In Russ.) https://doi.org/10.18796/0041-5790-2017-10-44-50

9. Риб С.В., Фрянов В.Н., Никитина А.М., Борзых Д.М. Состояние и перспективы развития подземной геотехнологии на угольных шахтах Кузбасса. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2022;(2):57–63. Режим доступа: https://vestnik.sibsiu.ru/index.php/vestnik/article/view/178 (дата обращения: 20.12.2024). Rib S.V., Fryanov V.N., Nikitina A.M., Borzykh D.M. State and prospects for the development of underground geotechnology in Kuzbass coal mines. Bulletin of the Siberian State Industrial University. 2022;(2):57–63. (In Russ.) Available at: https://vestnik.sibsiu.ru/index.php/vestnik/article/view/178 (accessed: 20.12.2024).

10. Петухов В.Н., Свечникова Н.Ю., Юдина С.В., Горохов А.В., Лавриненко А.А., Харченко В.Ф. Использование отходов флотации угля для энергетических целей в условиях ОАО ЦОФ «Беловская». Кокс и химия. 2016;(5):38–41. Svechnikova N.Yu., Petukhov V.N., Yudina S.V., Gorokhov A.V., Lavrinenko A.A., Kharchenko V.F. Utilization of coal-flotation wastes at OAO TSOF Belovskaya. Coke and Chemistry. 2016;59(5):200–203. https://doi.org/10.3103/S1068364X16050057

11. Скопинцева О.В., Баловцев С.В. Управление аэрологическими рисками угольных шахт на основе статистических данных системы аэрогазового контроля. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(1):78–89. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2021-1-0-78-89 Skopintseva O.V., Balovtsev S.V. Air quality control in coal mines based on gas monitoring statistics. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2021;(1):78–89. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2021-1-0-78-89

12. Хазин М.Л. Роботизированная техника для добычи полезных ископаемых. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2020;18(1):4–15. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2020-18-1-4-15 Khazin M.L. Robotic equipment for mining operations. Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University. 2020;18(1):4– 15. (In Russ.) https://doi.org/10.18503/1995-2732-2020-18-1-4-15

13. Шинкевич А.И., Надеждина М.Е. Методика оценки эффективности цифровизации производственных процессов нефтехимического предприятия. Вестник московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2021;(2):72–84. https://doi.org/10.18698/0236-3941-2021-2-72-84 Shinkevich A.I., Nadezhdina M.E. Methodology for assessing the efficiency of digitalization of production processes of a petrochemical enterprise. Herald of the Bauman Moscow State Technical University Series Mechanical Engineering. 2021;(2):72–84. (In Russ.) https://doi.org/10.18698/0236-3941-2021-2-72-84