От дронов до сверхзвуковых струй: какие решения предложили участники CASE-IN для повышения безопасности добычи алмазов
Студенты ведущих технических вузов России предложили новые подходы к решению одной из самых сложных задач подземной добычи алмазов – ликвидации зависаний горной массы на руднике «Удачный» АК «АЛРОСА» (ПАО). Финалисты направления «Горное дело» XIV сезона Международного инженерного чемпионата CASE-IN, который проводится при поддержке президентской платформы «Россия – страна возможностей», представили проекты, направленные на повышение безопасности и эффективности горных работ.
Перед участниками стояла практическия задача: найти способ борьбы с зависаниями горной массы, которые образуются в очистных пространствах. Такие зависания приводят к внеплановым переездам погрузочно-доставочной техники и перерасходу взрывчатых материалов и, что особенно важно, требуют проведения опасных работ по их ликвидации.
Как пояснил эксперт чемпионата, доцент Уральского государственного горного университета Константин Кокарев, ежегодно на предприятии фиксируется около 1300 случаев зависаний и каждый из них приводит к остановке производства на участке более чем на четыре часа, увеличивая затраты и создавая дополнительные риски для персонала.
Победителем в направлении «Горное дело» стала команда «Нефритовый забой» Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова. Студенты предложили максимально исключить присутствие человека в опасной зоне и использовать для обследования зависаний промышленный дрон Flyability Elios 3 с LiDAR-сканером, способный строить трехмерную модель очистного пространства даже в условиях высокой запыленности. После определения места образования затора к работе подключается дистанционно управляемый роботизированный комплекс Brokk 300, который выполняет разрушение свода без участия людей. Еще одним элементом проекта стала система прогнозирования. Используя данные бурения и внутрискважинной съемки, алгоритмы искусственного интеллекта заранее выявляют участки массива, где вероятность образования зависаний наиболее высока. По расчетам команды, внедрение решения позволит окупить проект менее чем за год.
«Команды-соперники тоже предложили ряд интересных решений. Но большое значение имеет именно подача информации и качество подготовки презентации. Мы хорошо ориентировались в своем материале, рассказывали, а не читали с листа. Эксперты дали нам ценную обратную связь и подсказали, как можно еще улучшить проект», – отметил капитан команды «Нефритовый забой» Леонид Васильев.
Второе место заняла команда GeoFox Забайкальского государственного университета. Авторы проекта предложили использовать комбинацию георадара с искусственным интеллектом для поиска дефектов в массиве, а для разрушения заторов – сверхзвуковую струю водорода, которая за доли секунды разрушает свод за счет быстрого расширения газа в порах породы. Несмотря на значительные первоначальные инвестиции, расчеты показали высокую экономическую эффективность такого подхода при длительной эксплуатации.
Бронзовым призером стала команда «Андеграунд» НИТУ МИСИС. Студенты сделали ставку на физические свойства глинистых пород и предложили использовать ультразвуковые установки, вызывающие разжижение глинистых включений и контролируемое разрушение зависаний. Дополнительно команда разработала систему телеметрического сопровождения буровзрывных работ, позволяющую повысить эффективность добычи и сократить эксплуатационные затраты.
Анализ проектов финалистов CASE-IN показал несколько устойчивых тенденций развития горнодобывающей отрасли: так, практически все команды использовали цифровые модели месторождений и технологии искусственного интеллекта для прогнозирования опасных ситуаций, предлагали роботизированные комплексы для выполнения операций в опасных зонах и искали способы перейти от ликвидации последствий к предупреждению возникновения зависаний.
Представленные решения демонстрируют, что современные технологии позволяют существенно повысить безопасность подземной добычи полезных ископаемых. Использование роботизированных комплексов, цифровых моделей и интеллектуального анализа данных помогает сократить простои оборудования, минимизировать участие человека в опасных операциях и сделать работу горных предприятий более эффективной и безопасной.
Материал подготовлен Командой CASE-IN
