Специализированные издания постоянно публикуют множество статей, авторы которых склонны критиковать горнодобывающую промышленность за недостаточную инновационность. О причинах (медленная оборачиваемость капитала, циркулирующего в горной промышленности, инертность людей, которые в ней работают и т.д.) можно спорить, но большинство все-таки согласится, что с технологической точки зрения добыча развивается намного медленнее, чем другие отрасли.
Думаю, многие понимают, зачем нужны инновации. Современная горнодобывающая промышленность переживает сложные времена: низкое содержание ценного компонента в рудах, небогатые месторождения, повышение расходов на энергообеспечение, малая маржа, колебания фондовых рынков, политические риски, повышенные социальные требования, высокие налоги и т.д.
В качестве примера препятствий на пути к внедрению инноваций на горном производстве можно привести следующий факт: генеральные директора горнодобывающих компаний постоянно обращаются к своим инженерам по вопросу экологических последствий внедрения новых технологических процессов. Еще тридцать лет назад такое и в голову бы никому не пришло.
Сегодня вопрос обеспечения предприятия энергией и водой касается даже не стоимости строительства соответствующей инфраструктуры. Во многих регионах мира этих ресурсов просто недостаточно для того, чтобы удовлетворить потребности и местного населения, и горнодобывающих компаний. Бывает так, что за воду предприятиям приходится бороться с местными фермерами.
Итак, причины необходимости внедрения инноваций очевидны, и если среди директоров компаний провести опрос, в целом они согласятся с тем, что путь технологического развития очень важен для выживания их предприятий. Тем не менее, действия руководства не часто отражают такую позицию. Почему так происходит?
Часто люди подразумевают под «инновацией» и «научным исследованием» одно и то же, однако в действительности разница между этими понятиями огромна. Как сказал Уилл Уэстгейт (Will Westgate) из компании «3M Mining», «исследование — это трансформация денег в знания, инновация — трансформация знаний в деньги».
Инновация — это намного больше, чем открытие чего-то нового, как какое-то внезапное озарение. Инновация — это процесс, полноценная деятельность по превращению исходной идеи в новый продукт, имеющий рыночную стоимость.
По всей видимости, значимость инноваций сейчас оценивается неверно. Так, генеральный директор «Anglo American» Марк Кьютифани (Mark Cutifani) критикует горнодобывающую промышленность за то, что на инновации в ней тратится одна десятая от средств, которые выделяются для этих целей в нефтегазовой отрасли.
Есть несколько основных причин отставания горнодобывающей промышленности в своей инновационной составляющей:
- «гонка за второе место»: у нас действует «уловка-22», то есть новые идеи никто не пробует, потому что не хотят быть первыми;
- боязнь ошибки, которая, несомненно, связана с внедрением нового;
- недостаток опыта и навыков в новаторстве;
- отсутствие в отрасли корпоративных лидеров (за несколькими исключениями);
- нехватка технических возможностей;
- восприятие инновации как чего-то дорогостоящего.
Если взглянуть на то, как обстоят дела в других сферах нашей жизни, можно заметить, что изменения, произошедшие за обозримое время, грандиозны. Просто сравните дисковый телефон со смартфоном, который сейчас есть у каждого школьника. Фактически современные телефоны полностью устаревают года за два. То же самое можно наблюдать в авиационной промышленности: посмотрите на конструкцию самолетов братьев Райт начала XX века и современный «Dreamliner 787». С другой стороны, например, конструкция дробилки, которая использовалась для переработки сырья в 1935 году, очень похожа на современные устройства такого типа.
Можно сказать, что горная промышленность в целом прошла четыре основных этапа своего развития, начиная от так называемой «Эпохи ручного труда» — перевозка руды на ослах или мулах. Далее, в «Эпоху механизации», энергия машин заменила энергию человека: породу стали транспортировать на самосвалах, концентрат — в грузовых вагонах, выросла продуктивность добычи, а главный девиз этого этапа можно описать фразой «больше — лучше». Частично это отразилось в тенденции к производству огромных горных машин, флотационных установок, мельниц.
Следующим этапом стала «Эпоха автоматизации», ее философия заключается в разделении деятельности людей и машин (например, автоматизированные (автономные) самосвалы).
Сегодня мы живем в «Сетевую эпоху». Увидеть ее проявления можно повсюду, однако в горнодобывающей промышленности их очень немного.
Удивительно, какие расходы несет наша отрасль, даже в условиях серьезного кризиса. Так, например, по имеющимся оценкам, на дробление и измельчение руды идет до 3 % всей электроэнергии, производимой в мире. То есть ее может хватить на целую Германию! На предприятиях подобное оборудование потребляет около 50 % энергии. Бесспорно, это самый затратный аспект добычи. Кроме того, измельчение в обычных шаровых мельницах — процесс чрезвычайно неэффективный (в обычных условиях его эффективность составляет 1–5 %). Можете ли вы представить себе любую другую отрасль, в которой используется технология столетней давности с эффективностью 5 %? С годами, правда, и в этой области появляются кое-какие новшества, например, двойные приводы вместо одиночных, безредукторные механизмы и т.д. Шаровые мельницы увеличились в размерах — с 2 до более 12 м, однако до сих пор они остаются фундаментально неэффективным оборудованием.
Некоторые промышленные консорциумы (вроде «Коалиции за экоэффективное измельчение» (Coalition for Eco-Efficient Comminution) или «Канадского совета по инновациям» (Canadian Mining Innovation Council)) постепенно исследуют циклы измельчения на предмет потребления энергии и выделения наиболее перспективных альтернативных решений в области переработки материалов. Одно из решений — швейцарская система «SelFrag», в которой реализован метод электроимпульсного разрушения (electric pulse disaggregation, EPD) материалов. Такой подход имеет множество преимуществ с точки зрения экономичности и металлургической эффективности; он был адаптирован в различных отраслях промышленности, но в горнодобывающей пока замечен не был.
Интересно, что опрос, проведенный в 2011 году среди директоров 100 горных компаний, показал следующее: две трети респондентов считают наиболее реалистичной целью на ближайшие 50 и более лет — снизить энергопотребление при измельчении на 25 %; еще 14 % считают возможным 50-процентное сокращение. Без надлежащего финансирования и исследований такие показатели труднодостижимы.
Есть и хорошие новости. Многие организации уже давно занимаются разработкой инновационных способов решения актуальных проблем. Так, в нашей компании «McEwen Mining» каждый второй месяц года мы проводим специальные собрания по обучению и внедрению инноваций — «Innovation Lunch & Learn». На них мы приглашаем специалистов, которые рассказывают о различных технологиях и подходах, которые будут двигать нашу отрасль в будущее. Каждый раз мы собираем около 35 представителей горнодобывающих компаний и научных учреждений, а также представляем записи собраний на сайте «Канадского Института горного дела, металлургии и нефти» (Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum). Отзывы о таких мероприятиях весьма положительные, и это показывает, что людям обсуждаемые проблемы очень интересны. Некоторые из идей, предложенных на собраниях, обладают потенциалом значительно изменить всю нашу отрасль.
Например, у компании «Adrok» есть технология, которая может полностью модернизировать подход к бурению и разведке минерального сырья. Она предполагает использование специального устройства, которое передает и получает узкие импульсные пучки микроволн и радиоволн. Когда они пересекают определенную границу, эхо отражается назад на прибор. Устройство может работать на глубине нескольких километров под поверхностью Земли. В активе другой фирмы, «DGI Geoscience» (родственная компания «Kore Geosystems»), современная техника, которая может революционизировать способ сбора, обработки, анализа данных и, что более важно, интерпретации результатов. Главная цель разработок у этих предприятий — ускорить и повысить шансы на открытие месторождения при низких расходах средств.
Кроме того, в последнее время активно развиваются уже существующие технологии. Так, Мохаммед Сабсаби (Mohamad Sabsabi) и его группа из «Национального совета по исследованиям Канады» (National Research Council of Canada) работают над созданием портативного и недорогого анализатора спектроскопии возбуждения лазерным пробоем (Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS). Эта технология известна уже не один десяток лет, однако размеры и цена LIBS-устройств со временем существенно уменьшились, они стали более практичными для решения задач в горном производстве. Просто представьте, что ваш геолог-разведчик может, взяв специальный инструмент, выйти с ним в поле и произвести анализ пробы на наличие десятков элементов за секунды.
Достаточно давно известен метод ручной сортировки руды, автоматической сортировке — около 20 лет. Идея этого подхода заключается в удалении пустого материала до того этапа, когда его транспортировка и переработка начинают стоить денег. Руды с низким содержанием, как правило, нерентабельны, и можно получить прибыль, если внедрить в технологический процесс дополнительный этап их отбраковки. Обычно сортировка руды производится в потоке по принципу «кусок за куском». Благодаря последним достижениям в этой области появилась возможность сортировать материал по множеству параметров, включая цвет, содержание химических элементов, физические характеристики и др.
Компания «MineSense» из Ванкувера разработала систему телеметрии «ShovelSense», которую можно установить на ковши наземных погрузчиков или подземных машин. С ее помощью материал мгновенно классифицируется на руду и пустую породу.
Огромный прогресс достигнут в сфере обслуживания оборудования по текущему техническому состоянию. Например, фирма «Scanimetrics» из Эдмонтона выпускает целый спектр различных дистанционных инструментов мониторинга, которые способны в режиме реального времени автоматически собирать данные по механическому напряжению, вибрации, температуре стационарного или мобильного оборудования. Это снижает расходы на ручной осмотр и увеличивает срок службы дорогостоящих горных машин. По Интернету такие данные можно передавать и анализировать в любом уголке мира.
На примере конкурсов «Goldcorp Challenge» (компания «Goldcorp») и «Unlock the Value Competition» («Barrick Gold») недавно «Integra Gold» запустила программу «Gold Rush Challenge». Для всех желающих найти новое крупное месторождение были представлены данные за 75 лет разведки и добычи в районе Валь-д'Ор общим объемом более 6 ТБ. Такие мероприятия предполагают использование облачных вычислений, позволяющих пользователям анализировать огромные массивы данных.
Интернет, супермассивы данных и аналитика уже вокруг нас и проникают в самые разные отрасли промышленности. Настало время и горной промышленности. Такие компании, как «IBM» и «GE Mining», разрабатывают аналитические инструменты для контроля деятельности комбинатов, выделения существующих тенденций и в целом улучшения ключевых аспектов работы. В то же время инновационные фирмы ищут партнеров, которые могли бы представить их продукты и технологии всему сообществу добытчиков.
И на этом развитие не останавливается. Например, в горнодобывающей промышленности начал применяться межотраслевой подход, известный как геномика — наука по расшифровке и пониманию генетической информации микроорганизмов. По своей природе рудники — это биореакторы, а геномика может помочь специалистам решать множество проблем, в частности кислотного дренажа, рекультивации, коррозии, извлечения.
Сегодня пресса продолжает критиковать канадские горные компании за недостаточную инновационность, но на самом деле не все еще потеряно. История показывает, когда отрасль сталкивается с тяжелыми проблемами, появляются и внедряются новые технологии, которые двигают ее вперед. Так, например, был разработан метод извлечения меди через растворитель-электролиз; появились автоклавы для переработки упорных руд золота и т.д. Проблема внедрения инноваций в добычу никогда не была непреодолимой, и я не сомневаюсь, что однажды мы вернем свои утраченные высокие позиции.
Как однажды сказал Нильс Бор: «Предсказывать очень сложно, особенно если речь идет о будущем». Я, однако, позволю себе не согласиться и предположить, что «инкубационный» период развития инновационной составляющей горнодобывающей отрасли скоро закончится, иначе технологии уже не смогут привлекать необходимый капитал. Я предвижу, что в будущем на добыче будут широко использоваться бактерии, появятся устройства измельчения с низким энергопотреблением, металлы станут извлекать из самых необычных источников. Предвидите ли это вы?
Статья была опубликована в журнале «Mining Trends & Development», выпуск от ноября 2015 года, и находится в свободном доступе на сайте www.northernminer.com
Перевод с англ.: С.С. Верхозин
