Автоматизация как средство повышения эффективности в горнодобывающей промышленности

Стрельцова Е.А., и.о. руководителя сектора инжиниринга автоматизированных систем, бюро ГИП АО "Иргиредмет"

Работа горнодобывающего предприятия – совокупность множества взаимосвязанных процессов, нуждающихся в постоянном контроле и отслеживании. Чтобы снизить трудоемкость выполнения этих задач, повысить производительность, эффективность и безопасность, широко используются системы автоматизации, внедрение которых стало непременным атрибутом любого современного рудника.

Горнодобывающие предприятия напрямую связаны с большим количеством сложных и непрерывных технологических процессов, сопровождающихся обращением с химически опасными веществами.

Процессы извлечения полезных ископаемых являются преимущественно циклическими и требуют поддержания установленных параметров, что приводит к необходимости постоянного контроля и, как следствие, увеличивает трудоемкость.

В настоящее время для повышения эффективности работы горнодобывающего предприятия необходимым условием стало внедрение автоматизации технологических процессов.

Автоматизация позволяет минимизировать или исключить прямое участие человека в трудоемких, повторяющихся и опасных операциях на производстве за счет использования саморегулирующихся технических средств и программного обеспечения.

Автоматизация производства может быть реализована в нескольких вариантах:

• Частичная: автоматизации подвергается лишь некоторое оборудование, которое выполняет ряд действий, недоступных или сложных для человека.
• Комплексная: охватывает производственную цепочку отдельного цеха или узла, выполняющего ряд действий по решению определенной задачи.
• Полная: осуществляется перевод контроля и управления на специальное оборудование, охватывающее все этапы производства; возможна при устойчивом и практичном режиме, а также когда условия труда крайне опасны или непосильны для работника.

Внедрение систем автоматизации на предприятии помогает повысить эффективность эксплуатации оборудования, обеспечить удобство управления технологическими процессами, контролировать и вести мониторинг технологических параметров, минимизировать риски простоев и сбоев в работе оборудования, исключить ошибки персонала.

Внедрение систем автоматизации на горнодобывающем предприятии может осуществляться на следующих этапах или участках производства:

• дробления и измельчения;
• доставки руды (конвейерный транспорт);
• приготовления реагентов;
• непосредственного извлечения продукта;
• вспомогательных инженерных систем (вентиляция, водоснабжение, теплоснабжение и т.п.).

На основании результатов анализа средств автоматизации можно выделить определенные принципы повышения эффективности для каждого из перечисленных этапов или участков.

Дробление/измельчение

Внедрение средств автоматизации на этапе дробления/измельчения позволяет решить следующие задачи:

• увеличить сроки безаварийной работы дробилок/мельниц за счет контроля оптимальной загрузки (токовой характеристики), наличия смазки на движущихся частях, измерения температуры подшипников;
• повысить безопасность персонала посредством предпусковой сигнализации, возможности дистанционного контроля и управления процессом дробления/измельчения;
• минимизировать численность эксплуатационного персонала за счет возможности блокированного запуска цепочки технологического оборудования в автоматическом режиме (каскады);
• отладить работу вспомогательных систем, связанных с пуском технологического оборудования (аспирация, смазка, бутобои).

Доставка руды

Автоматизация доставки руды (конвейерного транспорта) позволяет:

• продлить срок эксплуатации оборудования за счет контроля рабочих параметров (температуры подшипников, токовой нагрузки, состояния и натяжения конвейерной ленты и др.);
• точно подстраивать процесс подачи руды путем регулирования скорости работы оборудования (частотное регулирование);
• вести учет продукта (конвейерные весы).

Конвейерный транспорт является источником повышенной опасности, поэтому его необходимо оснащать надежными автоматическими системами эксплуатации, такими как тросовые выключатели, датчики схода ленты, положения барабанов и натяжения, средства контроля открытия калиток ограждений.

Вышеперечисленные устройства помогают избежать несанкционированного доступа к движущимся частям конвейеров и питателей, тем самым защитить персонал от травм и предотвратить аварийную остановку процесса.

Приготовление реагентов

Основными расходными реагентами в золотодобывающей промышленности являются цианид натрия (выщелачивание), активированный уголь (сорбция), гидроксид натрия (десорбция), соляная кислота (кислотная обработка угля), известь.

Многие из применяемых реагентов высокотоксичные и относятся ко 2-му классу опасности, поэтому на этапе приготовления необходимо исключить ручной труд и не допустить утечки вредных веществ. Выполнение этих задач реализуется путем внедрения системы автоматизации и системы противоаварийной защиты (ПАЗ).

Система ПАЗ предназначена для предупреждения развития аварий и автоматического перевода технологического процесса в безопасное состояние. Она должна функционировать независимо от системы автоматизации технологического процесса и имеет обособленные датчики, исполнительные механизмы и логические устройства.

Извлечение

Эффективность при автоматизации основных технологических процессов извлечения продукта (флотации, цианирования, сорбции, десорбции и т.п.) достигается за счет следующих возможностей:

• снижения расхода дорогостоящих реагентов путем точного измерения концентрации и регулирования подачи клапанами с электроприводами;
• контроля технологических параметров (температуры, давления, плотности, уровня и т.д.), который позволяет вести процесс в рамках регламентных значений и тем самым обеспечить оптимальные условия для извлечения продукта;
• недопущения аварийной остановки непрерывного технологического процесса путем автоматического ввода резервного оборудования (насосов);
• комплексной диагностики сложного технологического оборудования в режиме реального времени, которая обеспечивает повышение эффективности планирования, сокращение простоев и, следовательно, снижение затрат на техническое обслуживание;
• минимизации количества эксплуатационного персонала за счет возможности удаленного мониторинга и дистанционного управления с помощью средств автоматизированного рабочего места оператора.

Инженерные системы

Все этапы технологического процесса связаны со вспомогательными инженерными системами, такими как вентиляция, аспирация, водоснабжение.

Внедрение автоматизации позволяет синхронизировать работу вспомогательных инженерных систем с работой технологического оборудования. Так, например, для эффективного удаления рудной пыли в местах пересыпа включение/выключение системы аспирации необходимо осуществлять совместно с конвейерами, питателями, дробилками.

Чтобы не допустить проникновения паров вредных веществ в производственное помещение, задействуются системы местных отсосов в начале технологического процесса.

Эти и другие задачи решаются внедрением интеллектуальных устройств систем автоматизации.

Выводы

Внедрение систем автоматизации приносит очевидную выгоду горнодобывающим предприятиям, которые вынуждены использовать сложные и непрерывные технологические процессы, а также создает необходимые условия для наиболее эффективного и экономичного использования ресурсов производства, роста производительности труда, снижения затрат, повышения конкурентоспособности и получения максимальной прибыли.

Кроме того, автоматизация обеспечивает более безопасные условия труда, способствует эффективному взаимодействию между производственными этапами, площадками и обслуживающим персоналом.

Очевидно, что разработка и внедрение систем автоматизации представляют собой сложную научно-техническую и организационно-экономическую задачу, поэтому должны выполняться профессионалами.

Автоматизация горнодобывающей промышленности –это не выбор, а насущная необходимость.

© АО "Иргиредмет", 2024