Вопрос автоматизации мониторинга хвостохранилищ все громче звучит в горнодобывающей отрасли: несмотря на развитие добывающих производств, за последние 60 лет из 250 млн м3 хвостов, вылившихся за пределы накопителя, 40% было разлито за последнее десятилетие (100 млн м3)^[1] и пока что эта тенденция не спадает. Поэтому проактивный подход к безопасной эксплуатации гидротехнических сооружений (ГТС), к которым относятся хвостовые хозяйства, сегодня становится все более актуальным. Такой подход к управлению хвостохранилищами помогает предприятиям снижать риск возникновения аварийных ситуаций, и как следствие, человеческих жертв и экологических катастроф, а также избегать репутационных и финансовых потерь.

В России непрерывный автоматизированный мониторинг пришел в добывающую промышленность из энергетики, где за долгие годы было сформировано значительное количество нормативных документов, регламентирующих требования по развертыванию автоматизированных систем мониторинга и установке датчиков и контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) на объектах. Необходимость автоматизации КИА непосредственно на хвостохранилищах предписывает ГОСТ по мониторингу гидротехнических сооружений от 2012 года. Также в части управления ГТС собственники ГОК и специалисты, ответственные за эксплуатацию хвостохранилищ, следуют другим локальным нормативным актам и стандартам, сводам правил, которые регулируют отдельные процедуры по обеспечению безопасной эксплуатации объектов.

В качестве верхнеуровневого документа, устанавливающего стратегический подход к ответственному и устойчивому управлению хвостовыми хозяйствами, добывающая отрасль в России и в мире ориентируется на международный Глобальный стандарт по безопасному управлению хвостохранилищами, разработанный Международным советом по горнодобывающей и металлургической промышленности (International Council on Mining and Metals, ICMM) совместно с Программой ООН по окружающей среде. Толчком для создания этого документа стала крупнейшая авария в Брумадинью (Бразилия) в 2019 году. Тогда в результате инцидента погибло 270 человек, а выплаты пострадавшим и колоссальные штрафы стоили владельцам горнодобывающей компании более $14 млрд. Эта трагедия потребовала решительных действий для повышения безопасности и усиления требований к управлению хвостохранилищами по всему миру. Глобальный отраслевой стандарт базируется на передовых практиках и устанавливает самые высокие требования для собственников добывающих предприятий к управлению хвостохранилищами, которые бы гарантировали нулевой ущерб для населения и окружающей среды в регионе месторождения. В документе обозначены основные принципы устойчивой эксплуатации объектов повышенной опасности, следование которым позволяет снижать риски в течение всего жизненного цикла ГТС (Рис.1), от момента выбора площадки для строительства объекта до момента его закрытия и резервации.

Рис. 1. Жизненный цикл хвостохранилища.

Как принципы, установленные Глобальным отраслевым стандартом, влияют на работу российских добывающих компаний и какие цифровые инструменты, в том числе для автоматизированного мониторинга ГТС, помогают операторам и недропользователям месторождений соответствовать международным нормам при эксплуатации хвостохранилищ, рассказал Алексей Медведев, директор по отраслевым решениям в горнодобывающей промышленности К2Тех.

Раздел 1. О безопасности населения в регионе строительства и эксплуатации ГТС

Зачастую хвостохранилища расположены непосредственно вблизи населенных пунктов, что напрямую и косвенно влияет на жизнь и здоровье людей, проживающих в районе расположения отвала или задействованных на нем в качестве рабочего персонала.

За последние 60 лет было зарегистрировано свыше 2 500 смертей в результате более чем 320 аварий на хвостохранилищах, при этом количество потерь человеческих жизней за последние 20 лет значительно увеличилось. Сокращение добычи полезных ископаемых в период с 1989 по 2009 год привело к уменьшению числа инцидентов, однако в последнее десятилетие количество аварий достигло своего пика (58 аварий).

Первый раздел Глобального отраслевого стандарта “Затронутое население” ставит в приоритет права человека на жизнь и здоровье и призывает руководство добывающих компаний уделять максимальное внимание мерам по снижению и нейтрализации возможных рисков.

Основными инструментами для управления фокусной задачей по защите населения является корпоративная политика горнодобывающих предприятий. Нельзя автоматизировать политику компании, однако можно внедрить цифровые инструменты, которые помогают воплощать установленные в ней правила, подходы и усиливать их действие. Например, в добывающих компаниях неотъемлемой частью корпоративной политики является высокая культура промышленной безопасности и охраны труда. Игроки рынка используют разнообразные технологические средства, помогающие улучшить условия труда: «умные» инженерные системы; мониторинг промоборудования; системы позиционирования и контроля перемещения; мониторинг фото-, видеоаналитики для промышленной безопасности; телемедицинское оборудование для предрейсовых/предсменных осмотров; роботизированная и дистанционно управляемая техника; системы VR/AR-обучения; экологический мониторинг, мониторинг объектов, в том числе ГТС, и пр.

Раздел 2. База знаний о хвостохранилище

Глобальный стандарт включает в себя такой элемент безопасной эксплуатации хвостохранилищ, как База знаний (БЗ). Глобальная цель БЗ — собрать воедино все интеллектуальные активы компании: ценные наработки, важные документы, знания и опыт сотрудников, события и процессы на всех этапах жизненного цикла хвостохранилища. На основе этих аккумулированных данных активов оператором принимаются корректные и своевременные управленческие решения, например, для оценки воздействия эксплуатации ГТС на окружающую среду и население, выбора технологий для контроля за объектами, классификации последствий инцидентов, составления планов по реагированию, и пр.

На протяжении жизненного цикла хвостохранилища формируется объем данных и знаний, однако есть нюанс – до сих пор данные в основном документируются вручную и на бумаге – в журналах, отчетах, проектной документации, и просто находятся в головах специалистов, ответственных за эксплуатацию сооружений. Такая модель разрозненного хранения данных не позволяет персоналу оперативно получать и использовать необходимую информацию из всех имеющихся источников. 

Упростить и организовать сбор данных, на основе которых на разных уровнях принимаются управленческие решения, в единое информации пространство, помогают цифровые программные продукты. Примером является российская разработка ИТ-компании К2Тех – автоматизированная система мониторинга хвостохранилищ “ОАЗИС”. Система создана специально для контроля за ГТС и позволяет предприятию иметь полную и объективную информацию о степени надежности и безопасности проектируемых, строящихся или эксплуатируемых хвостохранилищ.

Программное обеспечение “ОАЗИС” делает всю информацию, полученную в результате измерений с КИА, доступной в любой момент по запросу. В цифровую платформу “зашиты” инструменты, позволяющие оперативно находить нужную информацию, например, исторические данные, данные о вводе в эксплуатацию КИА для организации мониторинга, об отклонениях от проектных решений при выполнении строительно-монтажных работ, возможных дефектах и способах их устранения, и пр.  Все это в комплексе дает возможность создавать и поддерживать в актуальном состоянии реестр потенциальных нежелательных событий, критических средств и соответствующего распределения ответственности. На выходе компания может своевременно реагировать на возникающие риски и соответствовать нормам, установленным корпоративной политикой предприятия, и Глобальному стандарту.

“ОАЗИС” — это своего рода единое рабочее место оператора. Интерфейс системы представлен в виде портала, через который у сотрудника есть удобный доступ к данным из любых информационных систем (ИС), установленных на предприятии. Цифровой продукт легко интегрируется с такими ИС, как корпоративная система управления нормативно-справочной информацией (КСУ НСИ), АСУ ТП, лабораторная информационная система (ЛИМС), с внешними системами, которые находятся вне контура обогатительных комбинатов и фабрик, например, ИС для сбора сведений о климатических данных и др.

Раздел 3. Проектирование, строительство и эксплуатация ГТС

Этот тематический раздел отраслевого стандарта фокусирует добывающие компании на ответственный подход к возведению и эксплуатации гидротехнических сооружений, а также на такие задачи как минимизация и управление рисками, мониторинг объектов на протяжении всего жизненного цикла, а также устанавливает высокие требования к их исполнению.

Контроль параметров ГТС нужно внедрять и вести прямо на стадии строительства, с момента установки КИА, поэтому на современных ГОК и обогатительных фабриках необходимые для мониторинга датчики вносятся в документацию еще на стадии проектирования ГТС. Именно при таком подходе удается фиксировать отклонения от проекта прямо на стадии строительства, иметь целостную картину об объекте, начиная с момента его создания, отслеживать и оперативно корректировать негативные тенденции и эффективно реализовать контроль за хвостохранилищем на протяжении всего его жизненного цикла.

Действительно, применение современных технологий на стадии проектирования в значительной степени повышают уровень безопасности ГТС. К примеру, ряд крупных предприятий ТЭК при строительстве новых объектов применяет предварительное моделирование, что минимизирует ошибки и риски развития дефектов при выполнении строительно-монтажных работ в реальном времени. Параллельно сведение всех источников информации о ГТС в единое пространство помогает ликвидировать нестыковки в них и внести корректировки во все комплекты проектной документации еще до момента строительства объекта. Моделирование применяется и на других стадиях жизненного цикла хвостохранилища. Например, в процессе эксплуатации система “ОАЗИС” осуществляет оперативную диагностику состояния ГТС: выполняет вычисления и сравнение значений полученных диагностических показателей с критериями безопасности, а также выявляет тренд на основании исторических данных. Затем система отображает данные контрольно-измерительной аппаратуры с помощью изменяющегося цветового кода в формате “светофорной модели”, и выводит отчет о состоянии хвостохранилища на дашборд в виде его модели (Рис.2). Такой наглядный формат визуализации помогает пользователям отчетов быстрее понять текущее состояние всех компонентов хвостохранилища и приоритезировать принятие мер реагирования.

Рис. 2. дашборд в виде модели хвостохранилища.

Раздел 4. Руководство и управление гидротехническим сооружением

От эффективности действий по сохранению эксплуатационных свойств хвостохранилища — эффективности управления ГТС (управления его состоянием, режимом эксплуатации, сохранением надежности, долговечности, качеством выполнения своих функций, финансовыми потоками и т.д.) зависят продолжительность безопасной эксплуатации гидротехнического объекта.

Согласно Глобальному стандарту, формирование единой стандартизированной модели управления хвостохранилищем является одним из основных методов достижения целей по обеспечению безопасности ГТС.

Управление хвостохранилищем должно включать в себя проактивный мониторинг состояния хвостового хозяйства, и этот процесс должен быть выстроен корректно. На практике крупные горнодобывающие компании имеют большое количество активов, в том числе несколько территориально распределенных хвостохранилищ, и даже в контуре одного предприятия могут быть совершенно разные подходы и методики проведения мониторинга ГТС, что может приводить к некорректным действиям сотрудников при одной и той же ситуации. Поэтому, по мнению экспертов по гидротехническим сооружениям, процесс мониторинга следует стандартизировать и далее автоматизировать. Автоматизация исключает человеческий фактор и позволяет выполнить одну из важнейших задач – корректную и своевременную фиксацию дефектов.

В рамках управления ГТС для организации оперативного реагирования на инциденты крупными предприятиями создаются собственные ситуационно-аналитические центры (САЦ). САЦ очень хорошо оснащены с технической точки зрения, в них применяются самые современные системы для работы с массивами данных, поступающих с активов. С помощью специальных программных и аппаратных средств формируются отчеты, которые визуализируются в виде дашбордов.

Глобальный стандарт предусматривает назначение и распределение ответственности между ключевыми ролями в управлении хвостохранилищем. Система “ОАЗИС” позволяет настраивать параметры дашбордов под запрос предприятия в зависимости от роли пользователя – это может быть техник-обходчик, работающий непосредственно на объекте, а может быть топ-менеджмент компании. Такая “ролевая модель”, где права на доступ сотрудников к данным фиксируются и заносятся в систему, дает возможность автоматически получать емкую оперативную информацию обо всех интересующих событиях на любом активе и применять модель упреждающего управления, не допускающего наступления аварийных ситуаций и простоев объекта.

Раздел 5. Реагирование на чрезвычайные ситуации и оповещение

При использовании любых «традиционных» технологий деформационного мониторинга хвостохранилищ геодезическими методами имеется временной разрыв между измерениями деформаций и получением результатов обработки. Цифровые инструменты в кратчайшие сроки обрабатывают данные, получаемые с КИА, что максимально сокращает временные промежутки между фиксацией дефекта и его устранением или локализацией ответственными лицами. В основном опрос КИА происходит в автоматическом режиме; для неавтоматизированных КИА можно внести результаты измерений вручную и они без задержек станут доступны во всех экранных формах системы “ОАЗИС”. Система выполняет вычисления и сравнение значений полученных диагностических показателей с критериями безопасности, прогнозирует негативные тенденции и автоматически может увеличивать частоту опроса КИА.

Важно помнить, что для принятия решения о реагировании на потенциальные риски помимо наличия оперативной информации требуется формализовать и стандартизировать процессы по подготовке к чрезвычайным ситуациям и оповещению руководства структурных подразделений. Например, в некоторых компаниях в данных целях разработаны и применяются специальные регламенты САЦ, регулирующие мероприятия и действия персонала в случае возникновения угроз инцидентов в зависимости от их типов.

Система “ОАЗИС” фиксирует отклонения от нормы, формирует предупреждающие сигналы и передает их в виде сообщений на мобильные средства связи пользователя. Таким образом, сотрудники могут оперативно отреагировать, предпринять предупреждающие действия и нивелировать потенциальные риски. Кроме того, автоматизация реагирования позволяет исключить влияние человеческого фактора, например, паническое и стрессовое поведение персонала в момент угрозы аварийной ситуации.

В случае, если авария все же произошла, система получит данные о параметрах и событиях, которые предшествовали ей и происходили в моменте, и позволит сгенерировать всестороннюю информационную модель инцидента в целях недопущения аналогичной ситуации в будущем.

Раздел 6. Раскрытие информации

До катастрофы в Брумадинью глобального публичного реестра хвостохранилищ не существовало, и добывающие компании, как правило, публично не раскрывали информацию даже о местонахождении своих хвостохранилищ, не говоря уже об информации о безопасности этих объектов, представляющей критический интерес для акционеров, инвесторов, страховых компаний и правительств, а также для населения и работников. После аварии была создана Инициатива инвесторов по повышению безопасности горных работ и хвостохранилищ, которая попросила более 700 добывающих компаний опубликовать такую информацию. Откликнулось около 50% компаний. В результате доступность базовых данных о хвостохранилищах значительно улучшилась — отчет RMI Report 2020 показал, что почти половина из 38 компаний, в отношении которых была выполнена оценка, публично раскрыли информацию о количестве и точном местонахождении своих хвостохранилищ. Эти цифры говорят о том, что до сих пор не каждое предприятие готово к таким действиям. Тем не менее, Глобальный стандарт утверждает, что строгое раскрытие информации, которая может иметь жизненно важное значение для местных заинтересованных сторон, должно быть нормой.

В 2022 году золотодобывающая компания «Полюс» подготовила первый публичный “Отчёт о состоянии гидротехнических сооружений (ГТС) хвостохранилищ”. Документ охватывает 12 существующих хвостохранилищ, как эксплуатируемых, так и неэксплуатируемых, и одно проектируемое ГТС. Как заявляет сама компания, основное назначение отчета — продемонстрировать взаимосвязь стратегии и целей предприятия с программными заявлениями ICMM и рассказать о текущих шагах по внедрению Глобального стандарта.

Система “ОАЗИС”, содержащая всю возможную информацию о хвостохранилище, позволяет генерировать и выгружать отчеты по любым запросам, в том числе со стороны регулирующих органов, например, Ростехнадзора. Также это может быть аналитическая информация для формирования годового отчета или отчета за любой заданный период, ESG-отчет и др.

***

Несмотря на наметившееся в последние годы повышенное внимание специалистов к вопросам обеспечения надежности хвостохранилищ, вероятность новых аварий на хвостохранилищах остается весьма высокой. Принимая во внимание подобную вероятность, Глобальный стандарт значительно поднимает планку для отрасли, требуя от операторов месторождений ответственного подхода к ведению горных работ.

На сегодняшний день в России нет единого стратегического документа, регламентирующего соблюдение социальных, экологических, локальных экономических и технических норм на всем жизненном цикле хвостохранилища. Тем не менее, в отрасли уже весной 2023 года Госдума РФ приняла поправки в закон № 2395-1 «О недрах», согласно которым была усилена ответственность недропользователей за ликвидацию нанесенного вреда окружающей среде и идет активное обсуждение необходимости разработки собственного “кодекса”. А пока горняки находятся в ожидании, они ориентируются на лучшие мировые практики и стремятся соответствовать высоким стандартам устойчивого управления своими активами. Такой подход способствует в том числе сохранению интереса со стороны международных рынков в момент изменения внешней повестки. Сейчас у предприятий есть целый арсенал цифровых инструментов, которые обеспечивают лучшее понимание поведения объектов и позволяют повышать уровень готовности к потенциальным инцидентам и достигать нулевого ущерба. Благодаря современным разработкам перспектива усиления риск-менеджмента на опасных производственных объектах с учетом международных требований безопасности становится все более осязаемой и позитивной.