Как белгородские учёные поддерживают развитие горнорудных предприятий

Обязательный мониторинг

Учёные Института наук о Земле БелГУ придумали и внедрили в производство на горнорудных предприятиях России самые разные приборы и технологии. Например, вместе с Горным институтом Кольского научного центра Российской академии наук они ввели на горноперерабатывающем комплексе КМА технологию магнитно-гравитационной сепарации. Также на действующих предприятиях применяют модели расчёта ожидаемых технологических показателей переработки руды, разработанные Институтом наук о Земле совместно с кафедрой прикладной математики и компьютерного моделирования.

А на Яковлевском ГОКе начали использовать разработанный в вузе промышленный образец беспилотного измерительного комплекса для нивелировки путей в шахте и построения профиля горной выработки. Он определяет величину деформации рельсов, по которым передвигается специализированная техника, возят людей и оборудование, необходимое для технологических процессов.

Фото: пресс-служба губернатора и правительства области
Участники белгородского НОЦ обсудили перспективы импортозамещения

«Такой мониторинг – обязательное требование Ростехнадзора. Нарушение проектных положений на рельсовом пути может привести к сходу подвижного состава. В лучшем случае – это простой оборудования и шахты, а также экономические потери. В худшем – травмирование работников», – объясняет директор Института наук о Земле Игнат Игнатенко.

Комплекс измеряет и параметры самого подземного тоннеля. Тот должен иметь определённую форму, соответствующую техническому проекту. Если же где‑то есть деформация выработки, это может привести к столкновению составов, травме человека, нарушению коммуникаций. Поэтому такие несоответствия необходимо оперативно устранять.

Традиционно проверки проводят силами маркшейдерской службы, то есть подземных геодезистов. При помощи своих приборов они находят участки с нарушениями:

«Тут есть два минуса. Во‑первых, неопытный специалист может допустить ошибку. Во‑вторых, работы идут достаточно долго, так как рельсы могут тянуться под землёй на несколько десятков километров. Поэтому компания «Северсталь» – с ней мы начали это сотрудничество – поставила перед нами задачу разработать беспилотник, который сможет работать самостоятельно и как минимум в два раза быстрее бригады рабочих».

Игнат Игнатенко / Фото: Анна Емельянова

В 2022 году учёные сделали опытный образец и передали на испытания в шахту. В этом году появился уже промышленный вариант, который в ближайшее время – может быть, уже в 2024-м – планируют запустить в серийное производство.

«Мы нашли технического партнёра, который поможет производить наши беспилотники, – рассказывает Игнат Михайлович. – В планах у нас сделать совместное предприятие и производить серийные автоматизированные комплексы для нужд других заказчиков. А ещё у нас уже есть проектное решение, как сделать такой же комплекс для железнодорожных путей на поверхности. Мы можем обслуживать карьеры и практически бесконечные российские железные дороги. Это уникальная разработка, которая впервые произведена в России, так что перспективы у проекта самые большие».

Оптимальный заряд

Также белгородские учёные разработали технологию проектирования буровзрывных работ на основе энергоёмкости бурения:

«Некоторые месторождения разрабатывают буровзрывным способом. Бурится скважина, закладывается взрывчатка, и горная масса измельчается. И одна из самых больших проблем при проектировании таких работ – достоверно определить параметры массива, от которых будет зависеть количество взрывчатки и, соответственно, количество денежных затрат на неё».

Фото: Ольга Бондарева
«Я – счастливый человек». Почему Надежда Коцарева выбрала своей судьбой аграрную науку

Специалисты Института наук о Земле исследовали вопрос, произвели вычисления и передали математический аппарат (набор формул, условий и соотношений, с помощью которых решается задача) коллегам – в институт ВИОГЕМ, где на основе этих данных создали программное обеспечение.

Во время бурения информация с датчиков в онлайн-режиме передаётся в цех буровзрывных работ. После этого там точно знают, как взрывать и с каким оптимальным зарядом, и, таким образом, экономят время и деньги.

Основная тенденция

Эффективность производства горноперерабатывающего комплекса Белгородской области повышают и в научно-исследовательской лаборатории обогащения минерального сырья. Её руководитель Семён Гзогян отмечает, что здесь решают не фундаментальные научные задачи, а трудятся над конкретными вопросами, которые волнуют предприятия комплекса железорудного бассейна КМА, разрабатывают для них технологии.

Фото: Вадим Заблоцкий
Притяжение Центра. Где сосредотачивается аграрная наука

Специалисты создали единое испытательное пространство руд чёрных металлов. Здесь руду давят под прессом, сбрасывают на неё грузы, бьют, чтобы выяснить, насколько она крепкая, измельчают в больших и маленьких барабанных мельницах, внутри которых движутся измельчители – шары, стержни и валуны. Также сырьё пропускают через разнообразные миниатюрные обогатительные установки – магнитные, гравитационные и другие. Всё это позволяет оценить влияние состава и свойств руды на её технологические характеристики и процессы рудоподготовки.

«Наши горнорудные предприятия функционируют несколько десятилетий, но вопросов меньше не становится, так как и комбинаты не стоят на месте. Был период, когда они очень активно развивали направление увеличения объёмов. Это по‑прежнему остаётся в повестке дня, но всё же сейчас основная тенденция – повышение качества. И на разных этапах развития комбинаты обращаются к нам», – говорит Семён Райрович.

К примеру, недавно в лаборатории работали над экологическим проектом. Один из горно-обогатительных комбинатов сбрасывал свои сточные воды в рыбохозяйственные водоёмы, после чего вода в них не отвечала определённым нормам. Ситуацию нужно было исправлять, и научно-исследовательская лаборатория присоединилась к масштабной работе.

Семён Гзогян / Фото: Анна Емельянова