Какие технологии помогают избежать проблем на хвостохранилищах
«Полюс» — крупнейший производитель золота в России (свыше 2,5 млн унций по итогам 2022 года). Занимает первое место в мире по доказанным и вероятным запасам золота и четвертое — по объему производства. Основные предприятия компании расположены в Красноярском крае, Иркутской и Магаданской областях, Хабаровском крае, Якутии.
Задачи
- Повысить безопасность гидротехнических сооружений (ГТС).
- Усовершенствовать систему управления и контролировать работу хвостохранилищ в режиме реального времени.
- Создать единое информационное пространство с данными о состоянии хвостохранилищ, доступное всем заинтересованным сотрудникам компании.
Предпосылки и мотивация
Добытая руда содержит совсем немного золота — в пределах нескольких граммов на тонну. После извлечения из нее золота остается порода, отходы. В горном деле эти отходы называют хвостами, рассказывает директор департамента охраны окружающей среды и безопасности гидротехнических сооружений золотодобывающей компании «Полюс» Евгений Шор. Для размещения хвостов конструируют хвостохранилища.
Хвостохранилище представляет собой большую искусственную водонепроницаемую емкость с грунтовой плотиной — высотой в несколько десятков метров, — куда по пульпопроводам поступают хвосты: смесь измельченной породы, воды и остаточных реагентов.
Прорыв плотины хвостохранилища грозит остановкой производства, огромным ущербом окружающей среде и даже гибелью людей, как это было, например, в Бразилии в 2019 году. Тогда из-за прорыва дамбы хвостохранилища горнодобывающей корпорации Vale погибли 248 человек. Компания при этом понесла ущерб (штрафы, остановка работы шахты, ликвидация нанесенного природе вреда), превышающий $12 млрд.
«После этого инцидента во всем мире повысилось внимание к безопасности хвостохранилищ», — отмечает Шор. В частности, в 2020 году Международный совет по горнодобывающей и металлургической промышленности (International Council on Mining and Metals, ICMM) совместно с Программой ООН по окружающей среде разработали Глобальный стандарт по безопасному управлению хвостохранилищами. Он устанавливает четкие требования к прозрачности и публичности раскрытия информации о данных объектах. «Полюс», как ответственный недропользователь и участник ICMM, принял участие в разработке Глобального стандарта и реализует его на своих предприятиях.
Компания также занялась внедрением современной системы контроля безопасности своих хвостохранилищ.
Решение
Разработать современную, более эффективную систему мониторинга и управления ГТС, которая позволяет автоматизировать процесс получения и обработки данных о состоянии хвостохранилищ.
Реализация
Сейчас «Полюс» эксплуатирует шесть хвостохранилищ, еще два готовятся к вводу в эксплуатацию. Все они контролируются не только самой компанией, но и государством. Надзорные органы следят за их строительством, эксплуатацией, капитальным ремонтом, при необходимости — за консервацией и ликвидацией.
Компания регулярно отчитывается перед Ростехнадзором. Кроме того, раз в несколько лет хвостохранилища проверяются сторонними экспертными организациями. Проблема старой системы заключалась в том, что вся информация собиралась в бумажном виде.
Евгений Шор, директор департамента охраны окружающей среды и безопасности гидротехнических сооружений золотодобывающей компании «Полюс»:
«В общем, на всех российских хвостохранилищах, в том числе и наших, специалисты на местах постоянно ведут мониторинг безопасности в соответствии с требованиями законодательства. Его результаты заносятся в журналы, и эти документы в бумажной форме хранятся на предприятии. А вот пойдет ли куда-то дальше эта информация — вопрос. Можно находиться в Москве и думать, что все в порядке, хотя где-то в журналах написаны цифры, которые говорят о том, что давно пора реагировать, что-то менять, строить, чинить, ремонтировать».
Новая система мониторинга и управления ГТС аккумулирует все данные о хвостохранилищах в одном месте, и эти данные доступны на всех уровнях — начиная от гидротехников и заканчивая гендиректором — в режиме реального времени. Данные с датчиков и результаты визуальных наблюдений, которые проводят гидротехники, сразу попадают на соответствующие дэшборды системы.
По словам Шора, «Полюс» внедрил такую систему первым в России. Поскольку аналогов и ориентиров внутри страны не было, в ходе разработки специалисты компании взяли за основу стороннее программное обеспечение, которое адаптировали под свои нужды и требования российского законодательства. Также им пришлось унифицировать все существующие бизнес-процессы мониторинга и управления ГТС, которые в разных структурных подразделениях и даже внутри одного предприятия были организованы по-разному. На основе единого подхода к процессам были сформулированы требования к ПО.
Новую систему в рамках пилотного проекта внедрили на самом крупном месторождении «Полюса» — Олимпиадинском (Красноярский край). Приказ о начале работ подписали в декабре 2019 года. Систему ввели в эксплуатацию весной 2023 года.
Как работает система
В систему мониторинга входит несколько элементов.
Визуальные наблюдения
Гидротехники обходят огромное хвостохранилище и фиксируют возможные несоответствия: протечки, трещины, прорывы труб, размывы грунта и т.д. «Эту часть практически невозможно автоматизировать. Глаза гидротехника ничем не заменить», — подчеркивает Евгений Шор.
Все обнаруженные дефекты вносятся в систему и ранжируются по степени критичности. Так, найденные в неположенном месте строительные отходы уже являются несоответствием, но небольшого уровня с точки зрения безопасности.
Инструментальные наблюдения
Они проводятся с помощью аппаратуры и датчиков. Например, для измерения кривой депрессии (линия, характеризующая уровень грунтовых вод в плоскости движения воды. — «РБК Тренды») в дамбе хвостохранилища используются пьезометры, размещенные в специальных скважинах. А за движениями дамбы следят при помощи геодезических марок — хорошо зафиксированных металлических столбиков, четко привязанных к определенным координатам.
Для всех параметров, по которым ведется мониторинг, есть установленные границы возможных отклонений. Если уровень воды в пьезометрах поднимается выше критических значений, значит, есть неполадки в конструкции или технологии. Марка может сдвинуться на миллиметр в течение месяца. Но если она сдвинулась на 10 мм — это признак дефекта на конкретном участке дамбы.
«Мы отслеживаем параметры в определенных границах. Я бы сравнил это с ограничением скорости на транспорте. Допустим, у тебя есть ограничение 40 км/ч: если поедешь быстрее, рискуешь попасть в аварию», — комментирует Шор.
Кроме того, в систему попадают данные о составе воды в хвостохранилище, поскольку она потом повторно используется в производстве, а также сведения о гранулометрическом составе хвостов, режиме работы пульповыпусков и другая необходимая информация.
Реагирование на дефекты и работа с ними
В системе фиксируются самые разные дефекты — сдвиг марки, прорыв пульпопровода, заиливание водоотводной канавы, сужение руслоотводного канала и т.д. Все зафиксированные отклонения должны быть отработаны.
По каждому дефекту в системе формируется план мероприятий, куда вносятся ответственные за его выполнение и сроки. Здесь же можно следить за ходом реализации плана.
«Это позволило нам уйти от бумажного документооборота. Все делается внутри системы. И менеджмент видит, в каком состоянии находится хвостохранилище и как устраняются дефекты», — рассказывает директор департамента охраны окружающей среды и безопасности ГТС «Полюса».
Комиссионные обследования
В системе также фиксируются акты и результаты всех комиссионных обследований. Речь идет об анализе состояния гидротехнических сооружений, который проводят внутренние комиссии компании по требованию законодательства. Например, до и после паводков. Проверки Ростехнадзора также включаются в систему, как и различные внутренние аудиты.
«У нас многоуровневая система контроля. Управляющая компания тоже принимает в ней участие. Мы ежегодно выезжаем на все хвостохранилища, оцениваем их состояние и выносим соответствующие замечания, которые поступают в систему. Потом следим за тем, как выполняются мероприятия по этим замечаниям. Наша система — это не только мониторинг, но еще и инструмент управления хвостохранилищами», — говорит Шор.
Результаты
Реализация проекта позволила «Полюсу» автоматизировать процесс управления данными мониторинга состояния хвостохранилищ, а также оперативнее реагировать на выявляемые несоответствия. «Информация о проблеме мгновенно попадает в журнал наблюдения, она сразу доступна и помечается красным, мы все видим в режиме реального времени», — комментирует Шор.
Благодаря работе новой системы все участники процесса управления хвостохранилищем находятся в едином информационном поле, всем доступна актуальная и большая база данных, которая включает в себя в том числе и все документы по эксплуатации, проекты и отчеты по мониторингу.
Еще один результат — повышение оперативности получения информации о потенциально опасных ситуациях. «Так работают все системы безопасности. Пожарная сигнализация для чего нужна? Чтобы вовремя засечь задымление, вызвать пожарных или включить аварийное пожаротушение. То же самое и у нас. Нам нужно вовремя увидеть проблему и быстро ее решить. Это главное предназначение новой системы мониторинга», — поясняет директор департамента охраны окружающей среды и безопасности ГТС «Полюса».
Планы и перспективы
Компания признала итоги проекта успешными и собирается тиражировать систему на оставшиеся хвостохранилища. Этот процесс может занять еще два года. Параллельно продолжится совершенствование системы — устранение ошибок, неизбежно возникающих при эксплуатации ПО, повышение удобства для пользователей, развитие нового функционала. Также «Полюс» продолжит дооснащать систему автоматизированными датчиками. Наконец, компания планирует протестировать дополнительные системы контроля и мониторинга, которые пока не требуются законодательством, например датчики порового давления и инклинометры (датчики угла наклона. — «РБК Тренды»). Это еще больше повысит безопасность хвостохранилищ.