TechReview №4
Здравствуйте!
Это TechReview от «Норникеля». Каждый месяц в рассылке мы рассказываем о том, как инновационные технологии преображают нашу компанию, работу наших сотрудников — и мир вокруг нас 🌍
Вы знали, что слово «пляж» имеет несколько значений? Для большинства это прибрежная зона, где мы загораем, купаемся, отдыхаем и развлекаемся под ласковым солнцем. А вот инженеры-гидротехники называют пляжем надводную часть намытой дамбы. Патрулировать такой пляж начали дроны. Расскажем подробнее — после коротких новостей, которыми спешим поделиться в самом начале.
НОВОСТИ: ЭКЗОСКЕЛЕТЫ, КОНКУРС ИННОВАТОРОВ, РОССИЙСКИЙ СОФТ
1. «Норникель» испытывает экзоскелеты собственного производства
Суперспособности больше не фантастика, они появляются не только у героев комиксов. Супергероями становятся сотрудники «Норникеля» — благодаря промышленным экзоскелетам. Собственные опытные образцы «Норникель» представил в Норильске на предприятиях специализированной горной техники, Заполярной строительной компании и «Норильскникельремонта».
«Переносной робот» весом почти 20 кг не полностью автоматизирует производство — это не всегда целесообразно. Он дает человеку, который им управляет, силу и неуязвимость: защищает от травм и позволяет легко поднимать вес до 45 кг и часто даже больше, до 60 кг! Все комплектующие произведены в России. Опытно-промышленные испытания первых 10 образцов запланированы на ноябрь.
Супергерои уже среди нас 🦸
2. Спецноминация от «Норникеля» представлена в VII конкурсе «Молодые инноваторы стран БРИКС»
Новому поколению ученых и инноваторов предстоит обеспечить прогресс науки и знаний в своей стране и во всем мире. Поэтому межгосударственное объединение БРИКС каждый год проводит Форум молодых ученых, его организует страна, председательствующая в БРИКС. В этом году эстафету председательства приняла Россия — и форум пройдет в конце ноября в Сочи.
«Норникель» — активный участник международного научного сотрудничества — стал партнером Форума и спонсором Конкурса молодых инноваторов стран БРИКС. На конкурсе представлена спецноминация от «Норникеля» — «Палладий в технологиях будущего». Эксперты компании будут в жюри. Исследователи-инноваторы, которым еще не исполнилось 40 лет, могут подать заявку на конкурс в начале ноября. На форуме состоится награждение победителей.
Будущее науки в наших руках 🥇
3. Новая операционная система российской разработки заменит в «Норникеле» Windows
Для бесперебойной работы огромной компании необходима технологическая независимость от зарубежного софта. «Норникель» тщательно отбирал среди отечественных разработок операционную систему для рабочих компьютеров. Высокие требования компании смогли удовлетворить три российских системы — Astra ОС, Red ОС и Alt ОС. Среди трех лидеров был проведен тендер — победитель определился по наименьшей стоимости.
Лучшей операционной системой для «Норникеля» стала Astra ОС на базе «Линукс». Именно она смогла пройти двойной отбор: получила высокую экспертную оценку команды ИТ-специалистов «Норникель Спутник» и показала оптимальные финансово-экономические результаты по итогам тендера. Пилотный проект по внедрению новой операционной системы на рабочих местах запланирован на 2025 год.
Надежность — наш стиль 🖥️
ТЕХНОЛОГИЯ: БЕСПИЛОТНЫЙ КОНТРОЛЬ ХВОСТОХРАНИЛИЩ
Хвостохранилища — это большие искусственные водоемы. Они относятся к гидротехническим сооружениям первого — наивысшего — класса опасности и требуют непрерывного контроля по множеству параметров. На хвостовом хозяйстве Кольской ГМК протестировали беспилотные летательные аппараты, которые возьмут на себя большую часть надзорной работы.
На обогатительной фабрике руда размалывается до мелких фракций (менее 0,1 мм) и смешивается с водой — становится пульпой. Флотомашины извлекают из пульпы частицы цветных металлов. Оставшаяся жидкость — хвосты — по трубопроводу направляется в хвостохранилище. Там пустая порода постепенно оседает на дно, а очищенная вода возвращается на фабрику.
Хвостохранилище Кольской ГМК близ города Заполярный уже сейчас заполнено более чем на 250 млн кубометров. Для сравнения: почти вдвое меньшее Учинское водохранилище питает питьевой водой всю Москву. Хвостохранилище ограничено дамбами, намытыми из пустой породы. Противофильтрационный экран исключает попадание оборотной воды в окружающую среду. Контролировать экологическую безопасность сооружения скоро начнут беспилотные системы.
Дрон
Летательный аппарат с четырьмя винтами может нести полезную нагрузку — измерительные приборы. Специалисты Кольской ГМК опробовали лидар, эхолот и тепловизор. Большой радиус действия и автономность позволяют легко облететь хвостохранилище площадью 8,6 квадратного километра. Главный плюс беспилотника — способность работать в мороз ниже –20 °С и противостоять ветровым нагрузкам: на испытаниях дрон выдержал порывы в 16–19 м/с.
Лидар
Лидар, то есть лазерный сканер, инспектирует и строит 3D-модель надводной части дамбы — пляжа. Контроль длин, высот и состояния пляжных зон необходим, чтобы исключить переполнение хвостохранилища, прорыв дамбы и утечку оборотной воды.
Эхолот
Эхолот помогает узнать глубину и построить трехмерную модель рельефа дна. Это нужно, чтобы рассчитать объем заполнения хвостохранилища. Данные об объеме, в свою очередь, помогают понять, насколько быстро оно заполняется, и при необходимости спланировать расширение сооружения. Для работы эхолота дрон должен стабильно удерживать высоту 1,8 м над водой, невзирая на порывы ветра.
Тепловизор
С помощью тепловизора изучают пульпопроводы. Из здания фабрики пульпа выходит теплая. Продвигаясь вдоль трубопровода, она плавно остывает. Резкий перепад температуры в трубе означает, что течение пульпы замедлилось — формируется затор.
Видеокамера
Визуальный осмотр пляжа и сооружений хвостохранилища — обязательная часть надзорных работ. Облет с помощью дрона освобождает специалистов от пеших обходов и экономит время сотрудников.
Создание беспилотного комплекса стало возможным благодаря кросс-дисциплинарному взаимодействию профессионалов. В проекте участвовали IT-специалисты, экологи и инженеры гидротехнических сооружений. Применение дронов увеличит частоту и качество осмотров, попутно облегчив труд многих людей.
Ещё один цифровой помощник — экодрон, который оснащен камерой видеофиксации, тепловизором, газоанализатором, а также устройством отбора проб воды из водоемов, есть на площадке в Мончегорске. Как далеко он летает, зачем ему тепловизор и при помощи чего он отслеживает состояние воздуха в режиме онлайн при полете — обо всем этом мы расскажем в одном из следующих выпусков.
КСТАТИ, до 3500 хвостохранилищ работает в разных странах мира. Подробную информацию по 1950 из них можно найти в публичной базе данных Global Tailings Portal. 🌐
DIGITAL: 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД
Прежде чем что-то строить, градостроители смотрят на карту. Проектировать подземные города из шахт и горных выработок помогает трехмерная модель. По клику мышки инженер узнает, что ожидает горняков на глубине: программа содержит подробную информацию о характеристиках породы в любой точке координат. Но откуда берутся «подземные карты»? Ведь аэрофотосъемку там не проведешь!
Чтобы дать стране нужные металлы, из-под земли ежегодно вывозят миллионы кубометров породы. Если бы на ее месте оставалась пустота, туда провалились бы целые города. Поэтому добычу ведут с закладкой выработанного пространства. Отработанную камеру заливают жидким бетоном, который отвердевает за 4–6 месяцев, и только после этого можно выходить на соседний участок. Да, горное дело — это игра вдолгую.
Но и рабочие камеры, а также стволы, рудоспуски и прочие подземные сооружения составляют немалое пустое пространство. Чтобы избежать обрушения, проходить и укреплять их необходимо строго по проекту. Составить такой проект помогают трехмерные модели.
Источник данных
Информацию из-под поверхности земли добывают так же, как нефть или газ, — бурят скважины. Буровая коронка извлекает с глубины множество цилиндрических кернов диаметром от 4 до 20 сантиметров. Каждому керну присваивают точные координаты. Образцы направляют в лабораторию на исследование. Измеряя и буквально ломая керны прессами, ученые определяют свойства породы по трем основным параметрам: прочностные характеристики, трещиноватость и напряженность. Последний показатель ярче всего проявляется на больших глубинах: там сила тяжести давит на породу не только сверху, а еще по бокам и даже снизу.
Блочная модель
На экране компьютера инженер вращает рудное тело, затем подключает остальные слои: рудоспуски, клетевые и вентиляционные стволы, окружающую породу. Приблизив изображение, замечаешь, что модель состоит из мелких кубиков, как в компьютерной игре Minecraft. Каждый кубик, или блок, имеет не только координаты и цвет, но и личное досье: из какой породы он состоит и каковы ее характеристики. На одном из слоев видны скважины, из которых добыли керны. Информацию об этих блоках предоставляет лаборатория. Данные об остальных кубиках получают с помощью интерполяции. Расчет опирается как на проверенные временем статистические методы, так и на технологии машинного обучения. Последние — отечественной разработки.
Численная модель
Если блочная модель представляет собой статичную базу данных, то численная показывает, как поведет себя порода и подземные конструкции в динамике. Она похожа на компьютерные симуляции, в которых проводят виртуальные краш-тесты автомобилей. Численные модели не только предотвращают аварии, но и помогают экономить средства — не строить усиленную крепь там, где нагрузки невелики. Софт для численного моделирования отечественный, в числе разработчиков — МГУ и Сколтех. Данные берутся из блочной модели.
Программу для преобразования данных написали специалисты «Института Гипроникель». Здесь создают цифровые двойники месторождений и совершенствуют методики их применения. Ученые регулярно ездят на рудники, чтобы соотнести показатели моделей с реальностью. В горном деле не принято полагаться на голую теорию — нужно работать на земле и под землей.
Кстати, ИНТЕРПОЛЯЦИЯ — это нахождение промежуточных значений величины по набору известных значений. Экстраполяцией называют поиск значений за пределами этого набора. На бытовом уровне экстраполяция — это построение прогнозов, а интерполяция — заполнение пробелов. ✅
ИННОВАТОРЫ: ЛАБОРАТОРИЯ ГЕОТЕХНИКИ
Подробную информацию для исследования горных пород буквально из-под земли добывают и обрабатывают специалисты Лаборатории геотехники «Гипроникеля». Заведующий лабораторией Андрей Трофимов рассказал нам:
О работе: «На больших глубинах порода давит во все стороны. Мы измеряем горное давление по методу „оверкоринг“. На нужную глубину напряженной породы бурим скважину. На дне скважины делаем идеально круглое отверстие небольшого диаметра — 25,5 мм. В него плотно вставляем датчик, способный очень точно измерить диаметр отверстия и его изменение. На следующем этапе пустотелая коронка высверливает со дна скважины цилиндрический керн вместе с датчиком. Когда керн извлекается, он перестает испытывать на себе давление окружающей породы и оттого деформируется. Величину этой деформации фиксирует датчик.
Мы разрабатываем и производим собственный датчик. Он очень точен, ведь измеряет микронные перемещения породы. А также удобен в работе, и, главное, использовать один такой датчик можно много раз. В отличие от аналогов, наш датчик портативный и без проводов. Технологии для нужд лаборатории мы придумали и производим сами. Например, подготовили собственную технологию бурения с меньшими вибрациями, что снижает шумы при измерениях.
Выбуренные керны доставляются к нам в лабораторию. С помощью испытательного пресса и камеры объемного сжатия мы измеряем их прочностные и деформационные характеристики. Эти данные вместе с координатами скважин заносятся в компьютерные модели».
О людях: «Сейчас у нас в лаборатории 18 человек. У каждого широкий набор компетенций, но есть специализация по задачам: кто-то что-то делает быстрее и лучше других, у кого-то уникальные навыки. У нас есть матрица компетенций, по которой можно точно проследить квалификацию каждого специалиста, его возможности решать разные задачи по направлениям деятельности. Молодые сотрудники видят, что им нужно делать, в чем развиваться, чтобы профессионально расти.
Моя задача — избежать нездоровой конкуренции. Потому каждый сотрудник в команде понимает, в чем его преимущество. А если не понимает, то я как руководитель даю ему его собственное „поле“, свой участок работ. Именно тогда человек начинает ценить то, что создал, и ощущать себя частью команды.
Взаимодействие с сотрудниками я строю на двух основных принципах:
- уделять время каждому коллеге, быть в контакте, разговаривать, не игнорировать, как бы ни был загружен, — это особенно важно с молодыми специалистами;
- набирать в команду психологически совместимых людей, чтобы не тратить годы на их взаимную адаптацию».
О себе: «С начала учебы в Горном университете я старался приобрести как можно больше разнообразного опыта. В студенческие годы испробовал на себе прикладные рабочие профессии, связанные с ручным трудом. После завершения учебы стажировался по специальности в технопарках Финляндии, в Краковской горно-металлургической академии, в Белорусском национальном техническом университете. Этот опыт в Лаборатории использую и сейчас.
Мы, безусловно, занимаемся исследованиями. Но наша работа предполагает и постоянный поиск инженерных решений, и немалое количество ручного труда. У меня 48 научных публикаций в рецензируемых журналах, индексируемых ВАК и Scopus, более 200 научно-исследовательских работ выполнено под моим руководством и с моим участием. При этом каждый вид испытаний, который проводят мои сотрудники, я раньше делал сам — и сейчас при необходимости могу делать своими руками».
Кстати, на корпоративном портале «Норникеля» и в приложении «Суперника» работает сервис «БЛАГОДАРНОСТИ». Там каждый может сказать спасибо коллеге за совместную работу, поблагодарить за помощь в решении рабочих задач. Эти благодарности отражаются в профиле у сотрудников и видны всем коллегам. С помощью сервиса уже выражено 25 279 благодарностей. Спасибо всем за благожелательную и активную позицию! 🙏
Мы очень рады, что вы дочитали наше письмо.
До следующей встречи!
Но можно не ждать ее целый месяц, а почитать наши предыдущие рассылки — все они опубликованы на нашем сайте. А еще лучше самим написать нам на адрес tech@nornickelreview.ru: что вас особенно заинтересовало, что хотели бы узнать, что понравилось, а что нет. Нам интересно, что вам интересно.