Share to Facebook Share to Twitter Share to Twitter More...

Готовность к наступлению эпохи твердых руд благодаря прогнозированию производительности

Команда PTI компании Metso помогла руднику Phu BIA Mining Limited усовершенствовать механизмы прогнозирования производительности и заранее подготовиться к будущим трудностям. Теперь они готовы к работе с другими типами руд без снижения показателей производительности.

Золото-медный рудник Пху Кхам расположен примерно в 100 километрах к северо-востоку от столицы Республики Лаос, города Вьентьян. Геология месторождения крайне неоднородна в силу эрозии, разрушения, складчатости и смещения пластов. На более глубоких уровнях залегает крайне твердая порода. Это большой открытый карьер традиционного типа; обогатительный комплекс включает дробление, измельчение и флотацию. Текущая производственная мощность рудника составляет 19,5 млн. тонн в год. Содержание меди в концентрате составляет от 22 % до 25 %, золота – 7 грамм на тонну, серебра – 60 грамм на тонну.

Месторождение золото-медной руды Пху Кхам в Лаосе имеет чрезвычайно неоднородный характер руды. Ему присущи сложные и разнообразные минералогические, геологические и геотехнические свойства, которые влияют на производительность месторождения и его металлургическую эффективность. Еще один аспект, осложняющий эксплуатацию этого рудника, заключается в том, что по мере углубления карьера извлекаемая руда становится тверже, и в скором времени это может ограничить производительность и поставить под удар долгосрочную рентабельность предприятия.

Для оценки способов поддержания целевых показателей производительности и рентабельности в течение всего срока разработки рудника в 2012 году компания Phu Bia Mining Limited, владеющая месторождением Пху Кхам, обратилась в подразделение PTI компании Metso для внедрения системы прогнозирования производительности и программы оптимизации. Цель заключалась в поиске возможности повышения производительности при работе с твердыми рудами, разработать модель прогнозирования производительности, а также определить целесообразность вторичного дробления и иных изменений в технологическом процессе, которые могут способствовать освоению целевых объемов производства в течение срока разработки рудника.

Проект включал в себя сбор характеристик руды, подробные аудиты буровзрывных работ, а также процесса измельчения, которые с помощью системы отслеживания движения руды SmartTag™ компании Metso соотносили с характеристиками руды. Также были разработаны технологические модели буровзрывных работ и процесса измельчения. После интегрирования этих моделей заказчик получил инструмент по оптимизации предприятия и прогнозированию производительности.



«Книга рецептов» для эффективных буровзрывных работ

Процесс оптимизации начался со сбора характеристик руды, которые позволили определить те области залегания определенных классов рудного тела, для которых буровзрывные работы и процесс измельчения имеют одинаковую производительность. Руда, принадлежащая одному и тому же рудному классу, имеет одинаковый гранулометрический состав (ROM) при фрагментации горной массы во время проведения буровзрывных работ. Изменение фрагментации горной массы может увеличить производительность фабрики.

Одна из ключевых задач проекта состояла в разработке стратегий оптимизации процесса измельчения для достижения целевых показателей срока службы месторождения при работе с более твердыми рудами. Как и ожидалось, в результате моделирования
взрыва и последующей симуляции было установлено, что увеличение удельного расхода взрывчатых веществ при буровзрывных работах приводит к существенному увеличению количества мелкофракционных частиц в результате взрыва. Уменьшение длины забивки шпура также сказывается на увеличении количества мелкофракционных частиц и уменьшении максимальной крупности породы, поскольку энергия взрыва в горизонте забивки возрастает. Полученные модели показали наличие потенциала для повышения производительности за счет увеличения доли мелкофракционных частиц и снижения крупности породы в составе горной массы посредством оптимизации параметров буровзрывных работ.

Модели были составлены для каждого из выявленных классов руды рудника Пху Кхам, и для каждого из них составлена индивидуальная оптимизированная схема буровзрывных работ. В итоге была сформирована «книга рецептов» с отдельным «рецептом» (т. е. оптимизированной схемой буровзрывных работ) на каждый класс руды. «Книга рецептов» позволяет достичь более равномерного, оптимизированного распределения гранулометрического состава на дальнейшие технологические процессы, увеличить производительность, стабильность и эффективность процесса. Если следовать указаниям «книги рецептов», можно избежать чрезмерного расхода взрывчатых веществ при работе с более мягкими классами руд и, следовательно, снизить энергопотребление и расходы, предотвратить перепроизводство ультрамелких частиц, наличие которых пагубно сказывается на некоторых последующих технологических процессах.


Целостный подход для дальнейшего увеличения производительности

Полученное при симуляции буровзрывных работ распределение гранулометрического состава горной массы послужило исходной информацией для моделирования процесса измельчения. Это дало основание для оценки внесенных изменений в методики проведения буровзрывных работ и схемы измельчения с точки зрения эксплуатации рудника в целом. Целостный подход применялся для определения эффективных стратегий эксплуатации с целью увеличения производительности при работе с более твердыми рудами.

Дополнением к демонстрации преимуществ оптимизации буровзрывных работ является увеличение производительности в условиях уменьшенной ширины разгрузочной щели дробилки первой стадии (CSS). Таким образом, изменения в буровзрывных работах увеличивают количество частиц мелкого класса, подаваемых в мельницу полусамоизмельчения и снижают максимальную крупность гранулометрического состава горной массы, тогда как уменьшение ширины разгрузочной щели дробилки первой стадии дробления влияет на количество крупных частиц, подаваемых на мельницу МПСИ. Таким образом, это взаимодополняющие стратегии повышения производительности.

 

Управление типами руд с помощью SmartTag и GeoMetso

Чтобы выявить взаимосвязь характеристик руды с результатами буровзрывных работ, проводится отслеживание руды на всех этапах технологического процесса при помощи системы отслеживания движения руды SmartTag. На руднике Пху Кхам антенны SmartTag установлены под продуктовым конвейером дробилки первой стадии и конвейером питания мельницы полусамоизмельчения. Когда метка SmartTags вместе с рудой минуют антенны рудника, система автоматически записывает время и идентификационный номер метки; таким образом, источник обрабатываемой в данный момент руды всегда известен. Во время выполнения проекта на руднике Пху Кхам эта система обеспечивала гарантированную подачу руды после пробных взрывов на обогатительную фабрику во время аудиторских проверок и позволяла соотнести участок происхождения руды с эффективностью технологического процесса.

На руднике Пху Кхам применялась также система GeoMetso. Она использует технологию отслеживания движения руды SmartTag для непрерывного сбора данных об эффективности фабрики и автоматического обновления
прогностических и блоковых моделей в режиме реального времени. Таким образом, устраняется необходимость в
проведении дополнительных дорогостоящих характеристических тестов руды и увеличивается точность и прогнозируемость геометаллургических моделей. Это позволяет оптимизировать производство и процесс для каждого класса руды, а также минимизировать расходы. Имея более глубокое понимание того, как влияют различные классы руд на производительность, можно успешнее планировать деятельность фабрики в долгосрочной перспективе и заранее рассчитывать, какое капитальное оборудование потребуется закупить. Что касается краткосрочного планирования, технология SmartTag™ позволяет заблаговременно получать информацию о классе руды, поступающей на фабрику, и необходимых настройках для оптимизации производительности предприятия.

 

Планирование на будущее

Одной из главных задач данного проекта была разработка модели прогнозирования производительности на основании геометаллургических моделей с целью перспективного планирования и оптимизации. Этого удалось достичь благодаря построению комплексных моделей буровзрывных работ и процесса измельчения для рудника Пху Кхам, принимая во внимание планируемый срок разработки рудника.

Для определения характеристик руды по каждому периоду специалисты Metso, наряду с геотехнической блочной моделью, использовали план разработки месторождения, предоставленный сотрудниками рудника Пху Кхам. По мере увеличения глубины карьера меняется структура руды и увеличивается ее твердость, затем она снова падает, и до конца срока разработки рудника состав горной породы снова становится мелко гранулометрическим. Для выработки прогноза производительности и ответа на вопрос, будет ли более твердая руда препятствовать достижению целевых показателей производительности и когда это произойдёт, применялись целостные модели.

 

Целесообразность использования второй стадии дробления или дробления галечника

Одна из задач проекта заключалась в том, чтобы оценить, потребуется ли вводить контур вторичного дробления или другие изменения процесса для поддержания производительности в течение всего срока разработки рудника. Согласно прогнозу, рудник сможет выполнять годовые показатели производительности вплоть до 2018 года. Однако в 2019 году, когда начнет разрабатываться более твердая порода, годовой объем производства значительно снизится.

Контур вторичного дробления требует существенных капиталовложений. Поэтому на стадии определения необходимых изменений в методике буровзрывных работ и эксплуатации контура измельчения (увеличение диаметра шпура, изменение схемы для увеличения удельного расхода взрывчатых веществ, уменьшение разгрузочной щели дробилки CSS) было исследовано их влияние на производительность. Сочетание этих изменений позволяет компенсировать большую часть потери производительности (увеличение более чем на 8%), но таких изменений может быть недостаточно для выполнения плановых показателей производительности на 2019 год. Вместе с тем, согласно плану по разработке рудника, проблема снижения производительности из-за наличия твердых руд, залегаемых в виде блоков, проявится только в течение 2019 года. После этого структура и твердость породы снова станут благоприятными вплоть до окончания разработки рудника. Следовательно, целесообразность инвестиций в приобретение оборудования для второй стадии дробления или дробления галечника не подтверждена, в особенности, если будут внедрены рекомендуемые изменения, которые позволяет минимизировать спад производительности из-за специфики руды.

 

Находя правильный путь вместе

Компания Metso работала вместе со специалистами рудника Пху Кхам для создания плана на будущее, чтобы достичь максимальной производительности и справиться с предстоящим этапом добыча твердых руд. Компетентность и специализированные инструменты, такие как SmartTag и GeoMetso, позволили сделать осознанный выбор пути для развития, максимизировать рентабельность и избежать неоправданных расходов.

Статьи