Повышение безопасности и производительности золотого рудника в Папуа-Новой Гвинее за счет инновационных решений по модернизации конвейера

Активы Harmony включают в себя один карьер и несколько горных отводов в Папуа-Новой Гвинее. Компания также имеет девять рудников, один карьер и несколько участков открытой разработки в Южной Африке.  Кроме того, являясь партнером по совместному предприятию, Harmony владеет 50% долей участия в проекте Вафи-Голпу в Папуа-Новой Гвинее, который является активом первого уровня.

Расположенный в 210 км к северо-западу от Порт-Морсби золотой и серебряный рудник Хидден-Вэлли является третьим крупнейшим объектом разработки Harmony.

Хидден-Вэлли — открытый рудник, расположенный в высокогорной провинции Моробе в Новой Гвинее на отметке около 2500 метров над уровнем моря. Из Порт-Морсби сюда можно добраться внутренним авиарейсом продолжительностью 45 минут до небольшого аэропорта рядом с городом Булоло, расположенным на высоте 700 м, после чего предстоит двухчасовой подъем на автобусе повышенной проходимости до промплощадки Хидден-Вэлли.   Месторождение состоит из трех основных залежей: Хидден-Вэлли — Каверой (HVK), двух основных залежей, разрабатываемых как один карьер, и Хамата. Обогатительная фабрика находится рядом с промплощадкой Хамата.

Руководитель обогатительного подразделения Джеффри Аткинсон отвечает за переработку на руднике и техническое обслуживание стационарных установок. Его команда из 400 высокопрофессиональных специалистов осуществляет техническое обслуживание на площадке и отвечает за процессы — от крупного дробления до переработки и плавления. Настоящий ветеран горной промышленности, Аткинсон начинал свою трудовую деятельность как слесарь-ремонтник и освоил все тонкости технического обслуживания оборудования, работая на различных площадках в Австралии и Новой Гвинее по добыче золота, угля, серебра, свинца, цинка и урана.

«Плановая добыча золота на нашем руднике составляет от 190 000 до 200 000 унций в год; такого показателя мы добились в прошлом году», — сообщает Аткинсон.

Рудник Хидден-Вэлли — Каверой расположен в 5 км от обогатительной фабрики, которая находится рядом с рудной залежью Хамата. Рудник и фабрику связывает крутая и извилистая подъездная дорога, пересекающая реку Ватут.

Из-за высокого годового количества осадков (до 3 м в год) река периодически разливается. Использование тяжелонагруженных карьерных самосвалов на мокрой дороге определенно не представляет собой предпочтительный вид транспортировки руды.

Карьер также связан с обогатительной фабрикой магистральным трубчатым конвейером протяженностью 5,4 км. Перед тем как транспортироваться конвейером на склад крупнодробленой руды на обогатительной фабрике, рядовая руда с Хидден-Вэлли — Каверой проходит двухступенчатое дробление. После этого она поступает на измельчение, флотацию, выщелачивание и противоточную декантацию. Для извлечения золота используется традиционная гравитационная технология и процесс выщелачивания, а для извлечения серебра — технология «Меррил-Кроу».

Карьерные самосвалы или конвейер?

«Магистральный конвейер — важнейший элемент нашего производства, — поясняет Аткинсон. — Единственным альтернативным вариантом является перевозка с самого верха вниз, что сопряжено с огромными затратами и высоким риском».

Исполнительный директор Harmony Gold по проектированию и управлению активами Стэн Биршенк — профессионал своего дела с опытом работы в области электротехники и машиностроения. Он работает в компании Harmony и ее дочерних компаниях, включая African Rainbow Minerals и AngloGold, с 1986 года. Биршенк отвечает за проектирование и управление активами Harmony, в том числе за содействие в исследованиях, посвященных будущим проектам разработки в Юго-Восточной Азии.

«Дорога от промплощадки рудной залежи Хидден-Вэлли — Каверой проходит по горной местности с перепадами по высоте около 400 м от дробильных установок Хидден-Вэлли вниз до Ватут-Вэлли, а затем к другой стороне установки, — рассказывает Биршенк. —   После тщательной оценки различных вариантов мы решили, что наиболее предпочтительным видом транспортировки руды будет магистральный конвейер. Трубчатый конвейер был выбран ввиду того, что он может обеспечивать как горизонтальное, так и вертикальное направление движения с учетом рельефа местности».

«Можно перемещать с помощью конвейера 14–15 тыс. тонн в день, а для перемещения такого количества руды самосвалами потребуется значительное количество рейсов, — продолжает он. — Мы используем дорогу для перевозки всех материалов, топлива, химреагентов и сотрудников на фабрику и обратно. Для транспортировки руды мы используем дорогу только в случае остановки конвейера на продолжительное время и только с разрешения управления недропользования. Такое решение не должно применяться в качестве постоянного, поскольку дорога будет слишком загружена. Перевозка руды грузовым транспортом экономически нецелесообразна и просто непрактична».

Надежность конвейера вызывала большие сомнения

Магистральный конвейер (МК) спускается с горы, повторяя ее контуры. В случае остановки конвейера работа промплощадки ограничивается лишь складом крупнодробленой руды на обогатительной фабрике объемом около 60 тыс. тонн. После того как склад исчерпает свои возможности, должна будет произойти вынужденная остановка обогатительной фабрики.

«Если объем измельчения составляет 14 000 тонн в день, без магистрального конвейера работы по измельчению могут выполняться не более чем 4,5 дня, — сообщает Биршенк. — МК должен опережать работу мельницы и, следовательно, является важнейшей частью оборудования рудника».

«Результат простоя МК является наиболее ощутимым, поскольку он влияет на работу мельницы ПСИ в части прямых затрат, которые составляют порядка 40 000 долл. США в час или 1 млн долл. США в день, — поясняет Аткинсон. — Компания также несет риски, связанные с невыполнением плановых показателей и ухудшением репутации на рынке».

С момента первоначального ввода работа МК была затруднена операционными проблемами, которые приводили к непредвиденным простоям и повышению затрат на техническое обслуживание.

«С нерабочей стороны ленты стали наблюдаться продольные трещины. После появления трещин и попадания в них влаги теряется трение между стальными кордами и резиновым покрытием.  Срок службы ленты составлял три года вместо ожидаемых пяти, — отмечает Биршенк. — Хотя это не влияло на целостность или исправность МК, это сказывалось на его эксплуатационной готовности и коэффициенте его полезного использования».

Привлечение компании Metso Outotec для повышения эффективности работы МК

В совместной работе со специалистами Harmony Gold в 2018–2019 годах над решением операционных проблем с МК компании Metso Outotec удалось существенно повысить эксплуатационную готовность конвейера.

«После обсуждения различных вариантов ленты с компанией Metso Outotec вместо того, чтобы просто заменить ленту на несколько более плотную, мы попытались понять влияние такого изменения на конвейер. Мы привлекли консультантов, которые помогли нам проанализировать конструкцию всей конвейерной системы, с тем чтобы убедиться, что приводы, тормозной механизм и прочие критически важные компоненты могли справиться с утяжеленной лентой. По согласованию с Metso Outotec они подтвердили, что система может справиться с утяжеленной лентой, которую мы и используем в настоящее время», — рассказывает Биршенк.

«После того как мы определились с конструкцией ленты и тем, где она должна быть изготовлена, мы направили консультанта на завод Metso Outotec для проведения тщательной оценки качества и контроля. В результате мы получили ленту, срок службы которой составлял пять лет».

Проект осуществлялся в два этапа: совершенствование конструкции ленты и внедрение решения для увеличения интервала между заменами ленты.

Этап 1: Проектирование ленты

Конвейер представляет собой нестандартную конструкцию с трубчатой лентой. Лента открывается на участке загрузки сырья, а затем принимает трубчатую форму для транспортировки материала и в конце трассы снова открывается для разгрузки. Лента МК на Хидден-Вэлли иногда изгибалась, что препятствовало ее открытию и закрытию, а также отходила от направляющих роликов. Это влекло за собой длительные простои с соответствующими потерями в добыче.

Инженеры Metso Outotec, опираясь на свои знания, опыт и технические ноу-хау, разработали новую конструкцию ленты, которая была достаточно жесткой, чтобы сопротивляться изгибу, и достаточно гибкой, чтобы принимать трубчатую форму. Специалисты Metso Outotec разработали конструкцию ленты, а затем осуществляли надзор за ее изготовлением и поставкой на площадку.

«Я был по-настоящему впечатлен первым рентгенографическим исследованием ленты, — сообщает Аткинсон. — Я воочию убедился в качестве проделанной работы».

Этап 2: Решение по замене ленты «под ключ»

Ранее замена ленты производилась секциями по 800 м, при этом каждая из них останавливалась на 5 дней (120 часов). Ограничения по длине устанавливаемой ленты означали, что требовались более длительные или частые простои при необходимости замены участка длиной более 800 м, что влекло за собой увеличение затрат, воздействие с точки зрения ОТ, ТБ и ООС, а также снижение производительности.

«После того как у нас появилась более толстая и жесткая лента, мы задались вопросом о том, каким образом мы можем менять наши системы, чтобы производить замену более протяженного участка ленты за 5-дневный период остановки, — рассказывает Биршенк.

«Поскольку общая длина ленты составляет 10,8 км, а срок службы ленты составлял только 3 года, приходилось производить замену секций по 800 м слишком часто, а мы не могли позволить себе простои, — продолжает он. — Два наших специалиста по конвейерным лентам ранее работали на площадках, где для замены более протяженных секций ленты применялся метод „отслаивания ленты”. Поэтому я обратился к специалистам Metso Outotec и GHD для содействия в разработке новой станции сращивания. Благодаря сотрудничеству с компанией Metso Outotec нам удалось разработать систему, позволяющую единовременно производить замену участка протяженностью от 3,5 км».

Компания Metso Outotec предложила решение «под ключ» с принципиально новым подходом к замене ленты. Проект начался с разработки методики замены и технической оценки. За этим последовала разработка оборудования для замены ленты и техническая сертификация, а после этого — изготовление и транспортировка на площадку. Технические специалисты Metso Outotec выполнили монтаж на месте и ввод в эксплуатацию.

Польза для персонала от привлечения сторонней организации

Harmony Gold реализует политику вовлечения местной рабочей силы. Около 96% сотрудников, занятых на Хидден-Вэлли (более 1200 человек) представлены местным населением, поэтому обучение и повышение квалификации являются одной из первостепенных задач.

«Многие из местных сотрудников ранее никогда не работали на руднике, поэтому наши инструкторы помогают им достичь необходимого уровня квалификации, — подчеркивает Аткинсон. — Всё это способствует устойчивому развитию местного сообщества».

Мастер-механик и специалист по техническому обслуживанию конвейеров Робин Мали считает использование оборудования Metso Outotec прекрасной возможностью для обучения и развития навыков.

«Посещение объектов опытными специалистами Metso Outotec было также очень полезным с точки зрения того, сколько всего мы смогли узнать от них о конвейере и способах его технического обслуживания», — отмечает Мали.

Сокращение объема технического обслуживания ленты существенно улучшает финансовый результат

До установки новой ленты и внедрения новой методики её замены средний показатель эксплуатационной готовности МК за три месяца составлял 75,9%. После модернизации он увеличился до 95,1%, т. е. на 19,2%.

«Ранее для замены ленты длиной 3,2 км потребовалось бы 20 дней с единовременной заменой секции протяженностью 800 м, — сообщает Биршенк. — Теперь мы можем производить замену за одну 5-дневную остановку, что означает сокращение периода для замены ленты на 15 дней в год».

Использование лентопротяжного механизма с прижимными роликами и системы замены ленты методом отслаивания Metso Outotec позволило свести четыре 5-дневных остановки всего к одной.

 Учитывая высокие производственные затраты на остановки, проект обеспечил существенную экономию затрат на техническое обслуживание. По словам Биршенка, такая экономия дополняется доходом от добычи, обеспечиваемой за счет более высокой эксплуатационной готовности МК.

«При добыче золота на сумму около 1 млн долл. США в день это означает, что мы увеличили годовую добычу в денежном выражении приблизительно на 15 млн долл. США только за счет этой оптимизации».

Повышение безопасности работ на площадке

«Безопасность сотрудников — одна из первостепенных задач нашей деятельности. Техническое обслуживание любого рода сопряжено с определенными опасными факторами, — поясняет Биршенк. — При замене ленты приходится работать с движущимися частями, и эта работа является трудоемкой и потенциально опасной для 20–30 занятых в ней людей. Все наши усилия, принимаемые для сокращения периода технического обслуживания, также позволяют сократить воздействие опасных факторов на наших сотрудников».

«Замена ленты — трудная работа, она требует больших физических усилий и напряжения, — дополняет Мали. — Выполнение замены всего один раз в году способствует существенному повышению безопасности».

Превышение ожиданий

Биршенк и Аткинсон высоко отзываются о содействии, предоставленном компанией Metso Outotec.

«Это определенно одни из лучших взаимоотношений, которые я наблюдал между нашими сотрудниками и подрядчиками на площадке», — отмечает Биршенк.

«Ключевым фактором было внимание к деталям, — добавляет Биршенк. — Проработка мельчайших деталей с самого начала и усилия, направленные на создание чего-то, что будет работать — от предложения до проектирования, управления проектом, отслаивания и протяжки ленты длиной более 3200 метров, — позволили добиться успешной реализации проекта».

Взгляд в будущее

Harmony Gold строит планы по дальнейшей оптимизации МК.

«Мы хотели бы довести производительность конвейера до номинальной — 800 тонн в час, что станет огромным преимуществом, если мы решим продлить срок эксплуатации рудника, — подводит итог Биршенк. — Одна из причин, по которой нам необходима более высокая производительность, состоит в том, чтобы подавать на установку больший объем сырья, чем перерабатывается в настоящее время, обеспечивая запас для выполнения наших целевых показателей.

Я не сомневаюсь, что для достижения данных целей мы снова привлечем компанию Metso Outotec».

* Компания Metso Outotec была создана 1 июля 2020 года посредством объединения предприятий Metso Minerals и Outotec. Данный пример из практики был описан до объединения, и в нем упоминается предыдущее название компании.