Задача геологов — получить достоверную информацию о недрах… и правильно ее интерпретировать

Среди приоритетных стратегических задач «Полюса», одной из пяти мировых крупнейших золотодобывающих корпораций, — наращивание объемов производства за счет освоения новых месторождений. Но прежде чем запустить проект, требующий масштабных финансовых и материально-технических инвестиций, привлечения в регион добычи трудовых ресурсов, необходимо провести тщательное геологическое изучение недр (ГИН). Как это происходит на практике, главный редактор РИА «Стандарты и качество» Татьяна Киселева обсудила с руководителями геологической службы компании.

— В прошлом году началась опытно-промышленная эксплуатация Сухого Лога — на сегодняшний день крупнейшего в мире золоторудного месторождения с разведанными и доказанными запасами. Расскажите на его примере об основных составляющих и нюансах процесса ГИН.

Геннадий Леонтьевич Вурсий,
директор департамента по геологоразведочным работам «Полюса»

— Сухой Лог — хороший пример, чтобы показать, какие виды работ требуется провести при вводе новых объектов, прежде чем делать масштабные инвестиции. Причем речь идет не только о фи­нансовых вложениях, но и об интеллектуальных усилиях. Прежде всего важно правильно выстроить процесс контроля и верификации накопленной информации, необходимой для достоверного проектирования всех этапов отработки месторождения. Поэтому после получения лицензии на разработку недр мы провели масштабный сбор исторических материалов из всех возможных источников, оцифровали все доступные данные и тщательно проанализировали их.

Это первый этап верификации — ревизионный. Затем была сформулирована программа буровых работ для отбора образцов породы (керна) с целью получить взвешенные ответы на главные вопросы. Можно ли доверять историческим данным? Верна ли геологическая модель, на которую, как на скелет, «нанизывается» впоследствии и ресурсная модель, и геотехническая, и гидрогеологическая? От анали­за этих сведений зависит, что мы будем делать дальше — уже на этапе детальной геологоразведки или доразведки.

Если говорить, в частности, про Сухой Лог, то из­начально там пробурили около ста скважин — выбрали наиболее приемлемые для оценки достовер­ности и сопоставления исторических и современ­ных данных. В итоге пришли к выводу, что в целом информация подтверждается. На протяжении по­следующих нескольких лет мы планомерно сгу­щали сеть бурения на участках первостепенной отработки, а на тех, которые пойдут в отработку через определенный период времени, разряжали ее до плотности, приемлемой для оценки минеральных ресурсов.

Помимо этого, большое внимание уделялось изучению геомеханических свойств горных пород, таких как трещиноватость, прочностные характеристики, которые во многом должны были определить конфигурацию карьера и, соответственно, способы его разработки. Вторая важная составляющая этого процесса — гидрогеология. Сеть мониторинговых скважин помогает предвидеть, каким образом решать возникающие вопросы, например, с оттаиванием вечной мерзлоты или с напорными водами.

Выполненные геофизические и геохимические работы, включая изучение глубоких горизонтов и флангов карьера, позволили получить достаточно полное представление о геологическом строении района и оценить потенциал сухоложского рудного поля на горизонте 30—50 лет для проектирования инфраструктуры проекта. После завершения данного этапа изучения можно постепенно переходить к опытно-промышленной эксплуатации месторождения.

— Полученные результаты были ожидаемы в связи с предварительным проведением ГИН? Насколько запланированные цифры отличались от фактических?

Анатолий Анатольевич Кушманцев,
директор департамента рудного контроля и эксплуатационной разведки «Полюса»

— Ввиду того, что эксплуатация месторождения начинается с верхних горизонтов, а они представлены зачастую морфологически сложными рудными структурами, то на начальном этапе изучения объекта смоделировать их детально было достаточно сложно. Это возможно сделать лишь в тех случаях, когда выполняется слишком густое бурение, что экономически невыгодно. Участки, которые планировалось вовлекать в отработку на начальном этапе, были исследованы наиболее детально, поэтому показатели отработки незначительно отличались от того, что было запланировано.

Коллеги из департамента по геологическому моделированию и оценке запасов учитывают данные отработки при обновлении последующих итераций блочной модели, по которой выстраиваются производственные планы. В результате плановые и фактические значения все больше сближаются, каких-либо сюрпризов или неприятных нюансов во время отработки не наблюдается. Запланированное распределение полезного компонента полностью подтверждается сегодня на этапе эксплуатации объекта, в том числе при переработке руды на Вернинской золотоизвлекательной фабрике (ЗИФ).

Кроме того, в компании реализуются проекты опережающей эксплуатационной разведки для подготовки месторождения к краткосрочному и среднесрочному планированию горных работ, чтобы плановые цифры были наиболее реалистичными, а их фактическое достижение стало бы гораздо проще.

Наталья Николаевна Демченко,
директор департамента по геологическому моделированию и оценке запасов «Полюса»

— Добавлю, что на том объеме отработки, который сейчас ведется, в целом мы довольны результатом, но экстраполировать эти выводы на весь объект пока что рано, поскольку был добыт еще очень небольшой объем рудной массы.

— Наряду с вводом в эксплуатацию новых активов стратегическое значение для повышения устойчивости компании играет оптимизация действующих бизнес-единиц, в частности, подтверждение запасов эксплуатируемых месторождений. Какая работа в рамках ГИН ведется на данном направлении?

Анатолий Анатольевич Кушманцев

— Все месторождения, которые осваивает компания, — Олимпиада и Благодатное в Красноярском крае, Вернинское и Сухой Лог в Иркутской области, Куранах в Якутии и Наталка в Магаданской области — абсолютно разные по своим масштабам, уровню автоматизации производственных процессов, составу руд и содержанию в них золота и т.д. На всех бизнес-единицах гео­логическая служба сопровождает отработку месторождений — наши данные по оценке минерально-сырьевой базы составляют основу планирования. Для развития активов компании в среднесрочном и долгосрочном периоде мы регулярно проводим доразведку месторождений для проектирования горнодобывающих мощностей.

Важно, что успешный опыт действующих бизнес-единиц проецируется на новые объекты. Так, команда специалистов «Полюс-Вернинское» в полном составе «переброшена» на освоение Сухого Лога. Это сложная, масштабная деятельность. До сих пор идет отладка и донастройка всех процессов, в т.ч. по автоматизации и диспетчеризации, которые были полностью реализованы и повышали эффективность отработки Вернинского месторождения. Надеемся, что в ближайшее время эти инструменты будут успешно внедрены и при эксплуатации Сухого Лога благодаря грамотным и опытным специалистам, которые знают, как все сделать максимально качественно, быстро и с минимальными затратами.

— Каким образом в связи с активным внедрением в производственные процессы цифровизации меняются подходы к сбору, анализу и интерпретации геологической информации? Мы неоднократно писали о все большем сближении различных подразделений, в частности IT и производственников. Расскажите, как это происходит в сфере ГИН.

Анатолий Анатольевич Кушманцев

— Наша работа связана, в первую очередь, с получением большого объема геологической информации, для эффективного управления которой необходимо правильно ее собирать, правильно хранить и правильно обрабатывать. Существуют определенные инструменты для формирования соответствующих баз данных, программное обеспечение. Однако ввиду сложившейся внешнеполитической ситуации и ухода с рынка части иностранных вендоров необходима разработка специализированного отечественного ПО. Есть ряд компаний, которые готовы это сделать, но для этого нужно четко сформулировать им функциональные технические требования (ФТТ).

Сначала необходимо все бизнес-процессы геологического блока привести к единому формату, чтобы информация, поступающая в единую базу данных из разных бизнес-единиц, была полностью единоформатна на этапах изучения и освоения недр. Как только мы уни­фицируем все процессы, то приступим к следующему шагу — совместной разработке соответствующего программного продукта. Кстати, если говорить о цифровизации в целом, то, например, с точки зрения эксплуатации месторождений «Полюс» в этой области шагнул далеко вперед по сравнению с другими компаниями.

В сфере диспетчеризации произошел хороший скачок в развитии: процесс эксплуатации сегодня полностью управляется через диспетчерские системы. В автоматическом режиме собираются производственные показатели, формируется разного рода отчетность, помогающая анализировать отработку месторождения в различные периоды времени, сравнивать их, делать на основе полученных данных соответствующие выводы и раз­рабатывать корректирующие мероприятия. Результаты в онлайн-формате выводятся на дашборды¹, которыми пользуется руководство компании.

— В продолжение предыдущей темы приведите конкретные примеры использования цифровых моделей и искусственного интеллекта, позволяющих повысить качество оценки запасов и их прогнозирования, например, расскажите об инструменте «цифровой документатор»².

Геннадий Леонтьевич Вурсий

— Цифровой документатор — это как раз пример сбора достоверной информации, универсальный помощник геолога, позволяющий сделать его труд более интеллектуальным. Применение этого инструмента призвано минимизировать и упростить рутинную часть работы геолога в части предварительного анализа данных, например фото- и геомеханическая документация керна, предварительная классификация по литотипам и интенсивности минерализации на основе дешифрирования снимков разных спектральных диапазонах и т.д.

Кроме того, для решения сложных геологических задач мы применяем бурение с отбором ориентированного керна, позволяющее получать пространственно ориентированные образцы породы. Ориентированное бурение является мощным инструментом изучения структуры месторождения, помогает определять морфологию и пространственное положение минерализации. На основе полученных данных принимаем решения о дальнейших направлениях изучения недр.

Важной составляющей управления эксплуатацией объектов с точки зрения добычи является прослеживаемость движения руды от забоя до фабрики. В этой связи мы с коллегами из смежных блоков приступаем к реализации проекта «Цифровой след», смысл которого заключается в том, чтобы в режиме реального времени отслеживать каждый момент движения этой руды и иметь возможность управлять ее качеством.

Наталья Николаевна Демченко

— В основу всей нашей деятельности — проектирования и перспективного планирования — заложена ресурсная модель месторождения, анализируя которую мы видим объемы руды, содержание в ней полезного компонента и вредных примесей. С целью оптимизации этих процессов и объемов опережающей разведки на примере Сухого Лога в настоящее время начинается внедрение сверхсложных математических алгоритмов анализа имеющейся информации, это постепенно приближает нас к возможностям использования искусственного интеллекта. Подобным образом можно проанализировать несколько десятков и сотен моделей, ранжировать участки месторождения по степени изменчивости параметров минерализации. Экономический эффект в данном случае достигается за счет более «прицельного» построения планов разведки и менее плотной сети бурения.

— Кстати, когда при бурении горных пород извлекают реальный керн, его направляют на исследование в испытательный центр / лабораторию. Какова роль лабораторно-исследовательских работ в системе ГИН, в том числе в эпоху цифровых технологий? Расскажите о системе контроля качества на данном направлении.

Илья Игоревич Донькин,
директор департамента по планированию и контролю разведочных работ «Полюса»

— Современные цифровые решения позволяют напрямую управлять процессами бурения, опробования, пробоподготовки и результатами аналитики, находясь за тысячи километров от мест, где производятся работы. А «умные» алгоритмы значительно упрощают рутинные процессы и решение задач, позволяя одному специалисту следить сразу за большим количеством работающего оборудования на разных месторождениях, в том числе и лабораторий.

Как уже отмечали коллеги, в эпоху цифровизации, со­ответствующие технологии не просто сопровождают, но и предшествуют самому факту полевых работ при освоении недр. Например, еще до того, как буровой станок начнет работу, создается цифровая модель участка недр, некий целевой прогноз. И по этой модели, собственно, проектируется и прогнозируется буровая скважина: ее координаты, диаметр, направление, угол наклона, общая глубина. Учитываются возможные осложнения и опасные зоны, создается целевая трехмерная модель. Затем во время бурения производится контроль траектории, сохранности керна, учитываются осложнения — все это также оцифровывается и непрерывно сравнивается с проектными параметрами, чтобы в процессе бурения иметь возможность корректировать направление и исправлять возникающие отклонения от плановой траектории.

Далее производится приемка и документация керна, геологи оценивают качество бурения, размечают интервалы и пробы. И в этом уже могут помочь современные цифровые комплексы, они лучше человеческого глаза посчитают число трещин, размер минералов, кусочков и обломков в породе, оценят размер золотоносных жил и их параметры залегания. С чем пока еще не в полной мере может справиться машина — так это с точной диагностикой пород и минералов — в этом искусственный интеллект пока еще очень сильно отстает от опыта и навыка геолога-документатора. Зато компьютер всегда подскажет, что пора вставлять контрольную пробу, делать нужный замер или отбирать дубликат. Кроме того, компьютер сможет присвоить номер пробы и внести в базу данных всю полученную информацию, которая не потеряется и будет мгновенно доступна в любой части света, а не только непосредственно на объекте изучения или месторождении. Поможет компьютер и с фотографией — обрежет ненужное, сопоставит несколько спектров, поименует файл и определит его на хранение в удобном для доступа месте.

И только после всех этих подготовительных мероприятий можно отбирать пробу и отправлять ее, нет, не в лабораторию, а в участок пробоподготовки. В большинстве своем керновая проба — это 4—5 килограмм каменного материала с размерностью кусков до 7—10 сантиметров, а для анализа лаборатории нужно 100—200 грамм порошка с размером частиц менее 0,075 миллиметра. Благодаря особым процедурам и мероприятиям гео­логи, отвечающие за контроль качества, следят, чтобы эти 200 грамм соответствовали исходной керновой пробе. И без использования специальных программ это невозможно — данных поступает очень много, а оценивать их нужно очень быстро, поэтому существуют специальные алгоритмы, позволяющие определить грубые ошибки в автоматическом режиме и «подсказать» работнику, что он должен что-то исправить или переделать.

Затем навеска в 200 грамм поступает в лабораторию, где с помощью различных аналитических методов оцениваются параметры руды и содержания в ней полезных и вредных компонентов. Лабораторные системы очень хорошо оцифрованы и позволяют мгновенно отправить полученные результаты в базу данных компании-заказчика. И снова первый фильтр на пути оценки качества — компьютерные алгоритмы, которые «подсвечивают» подозрительные пробы, чтобы геолог не искал их самостоятельно, просматривая десятки тысяч строк. Но тем не менее окончательное решение, определяющее хорошее или плохое качество анализа, геолог принимает уже самостоятельно.

Но при любой работе с природой, а геология — это, прежде всего, процесс изучения нашей планеты, все цифровые технологии могут быть только помощниками человека, облегчая, но не заменяя его труд. Безусловно, хочется надеяться, что такие процессы, как документация керна, отбор проб и пробоподготовка, станут целиком автоматическими, исключат влияние человеческих ошибок и невнимательности. Но пока что это дело будущего, а сегодня геолог должен разбираться не только в строении нашей планеты, но и в современных технологиях, которые облегчают его работу и улучшают результаты.

— В дополнение к предыдущему вопросу поговорим о повышении операционной эффективности ГИН. Каким образом происходит снижение себестоимости работ и одновременное повышение их производительности?

Илья Игоревич Донькин

— Единица, так сказать, «один бит» изучения недр — это геологическая проба, обладающая необходимыми характеристиками: точные координаты отбора, геологическое описание (породный и минеральный состав, структура, текстура и пр.), содержание полезного компонента и химический состав. Проба характеризует определенный объем геологического пространства, однако при его одинаковых значениях для сложного объекта нужно отобрать больше проб, для простого — меньше.

У пробы есть себестоимость — это денежное выражение труда, вложенного в ее отбор: все затраты, начиная с проектирования до интерпретации результатов, включая стоимость горно-буровых работ, пробоподготовки, лабораторной аналитики. Снизить себестоимость получения пробы можно, прежде всего, правильно выстроив бизнес-процессы геологического изучения недр: удалить излишние и дублирующие операции, определить «узкие места» процесса, выявить процессы для автоматизации и цифровизации. И, кроме того, применяя передовые технологии геологического изучения недр — высокопроизводительные буровые станки, распознавание керна машинным зрением, роботизированные линии пробоподготовки, новые методики аналитических работ.

С помощью нового программного обеспечения и искусственного интеллекта мы можем смоделировать даже самые сложные месторождения, сократив количество скважин и отбираемых проб до необходимого минимума. Таким образом и происходит повышение оперативной эффективности ГИН — с одной стороны, мы снижаем себестоимость процесса геологического изучения, так как для решения геологических задач обходимся меньшим объемом работ, а с другой стороны, повышаем производительность.

— Как вы ищете специалистов? Соответствует ли специфи­ка вашей работы квалификации выпускников профильных вузов? И если не соответствует, то как вы их «доращи­ваете»?

Наталья Николаевна Демченко

— Безусловно, учебные заведения не выпускают специа­листов в области ресурсного моделирования, полностью «укомплектованных» знаниями и опытом. К нам приходят на работу в основном геологи, хорошо разбирающиеся в софте, но без необходимых глубоких геологических знаний в области эксплуатации месторождений, необходимых для моделирования месторождений, которых нужно доучивать на месте. Причем даже тех, у кого большой опыт работы в других крупных компаниях, потому что каждый наш объект очень специфичный и, соответственно, к каждому объекту требуется свой индивидуальный подход, разный набор инструментов.

В прошлом году была запущена внутрикорпоративная программа, в рамках которой специалисты из управления по ресурсному моделированию управляющей компании проводят для бизнес-единиц офлайн- и онлайн-обучающие семинары непосредственно по инструментам для моделирования. Коллеги приняли эту идею с большим энтузиазмом.

Анатолий Анатольевич Кушманцев

— Не могу не отметить, что и на этом направлении происходит, по сути, моделирование будущего компании. Недавно «Полюс» и Томский политехнический университет (ТПУ) запустили корпоративную программу обучения студентов — «Эксплуатационная геология», нацеленную на подготовку уникальных специалистов для золотодобывающей отрасли. Предварительный отбор прошли 15 студентов четвертого курса Инженерной школы природных ресурсов ТПУ, они учатся по направлению «Прикладная геология».

Это новый этап нашего сотрудничества с данным вузом: раньше студенты уже проходили у нас практику и трудоустраивались на предприятия «Полюса», но сейчас у них появились новые возможности — получить по-настоящему уникальный образовательный и практический опыт. Что особенно важно для нас, занятия будут вести не только преподаватели, но и действующие специалисты компании, которые непосредственно участвуют в текущем производственном процессе. Производст­венники могут детально представить ребятам все направления работ по освоению месторождений: получение и контроль качества геологических данных, геологическое моделирование и оценку запасов, применение искусственного интеллекта, рудный контроль при эксплуатации месторождений.

Если эти студенты захотят в дальнейшем связать свою профессиональную деятельность с нашей компанией, то уже придут с определенным багажом конкретных знаний. Безусловно, на местах потребуется некоторая доводка, мы и дальше будем дообучать коллег, «долепливать» из них необходимых «Полюсу» специалистов, но это будет уже совсем другая история.

¹ Интерактивная аналитическая панель, на которой отображаются ключевые производственные показатели в понятной и упорядоченной форме.
² Комплексная технология изучения горной породы, основанная на получении, упорядоченном хранении и компьютерной обработке цифровых образов керна скважин. Накопленная информация может быть использована для проведения цифровых экспериментов и последующего анализа, в том числе методами ИИ и машинного обучения.

01.05.2025

---

448

Поделиться: