В период кризиса цифровизация процессов и автоматизация управления на предприятиях угольной отрасли приобретает особую актуальность. Благодаря им становится возможным оптимизировать ресурсы, уменьшить логистические и операционные затраты, обеспечить стабильную работу и заложить базу для дальнейшего развития.

Сегодня российская угольная промышленность делает стратегическую ставку на внедрение умных технологий. Около 70% ведущих угольных компаний уже активно применяют цифровые инструменты для организации различных производственных процессов.

Согласно результатам исследования, проведенного специалистами Московского политехнического университета за период 2019–2024 гг., предприятия углепрома направляют средства на автоматизацию добычи (32% от общего объема инвестиций), внедрение роботизированных комплексов (22%) и систем мониторинга и контроля (16%), которые способствуют повышению безопасности труда. Среди эффектов — рост производительности труда на 46,2% и снижение травматизма в 4,4 раза.

Но главная цель цифровизации в отрасли — снижение себестоимости продукции с учетом кризиса, который углепром переживает последние несколько лет.

Перспективные направления

В перечне наиболее перспективных можно выделить четыре направления модернизации. Первое — создание цифровых двойников предприятий — программных комплексов, в реальном времени воспроизводящих все физические и технологические процессы на объекте. Двойник получает информацию с тысяч датчиков и отслеживает практически весь производственный цикл.

Второе направление — внедрение систем искусственного интеллекта (ИИ) в процессы добычи и переработки угля. Алгоритмы анализируют геологические данные и помогают с большей точностью определять места для заложения новых выработок. Кроме этого, они оптимизируют логистические маршруты для передвижения техники, контролируют качество угля на конвейере и управляют параметрами обогатительных фабрик.

---

Внедрение искусственного интеллекта, беспилотников и цифровых двойников не только укрепляет позиции страны на глобальном рынке, но и закладывает основу для устойчивого развития энергетического сектора на десятилетия вперед.

---

Третье — предиктивная аналитика. Система способна распознавать сложные ситуации и предсказывать вероятность выхода из строя оборудования задолго до его фактической поломки. Таким образом можно предотвратить простои и не допустить возникновения аварийных ситуаций.

Четвертое направление — применение роботов и дронов. Использование такой техники улучшает безопасность и снижает риски для работников, поскольку позволяет проводить инспекции, измерения, мониторинг и ремонт в труднодоступных или опасных местах.

Доказано практикой

Первым в России масштабным проектом полной цифровой трансформации горнодобывающего комплекса на отечественном ПО стал цифровой двойник, внедренный на угольном разрезе «Тугнуйский». Система отслеживает весь производственный цикл, строит материальный баланс, связывает поступление сырья с результатами обогащения, оперативно планирует работы и управляет транспортными потоками в режиме реального времени.

«Полноценный цифровой двойник собирает телеметрию с каждой единицы техники, анализирует состояние оборудования, учитывает геометрию карьера и строит динамическую модель производства. Мы перешли на полностью импортонезависимое программное обеспечение. Убрали все западные компоненты в решении, используем российские системы и технологии», — отметил исполнительный директор дивизиона «Горная промышленность» ГК «Цифра» Николай ГОДУНОВ, представляя на конференции «Инвестуголь-2025» практику внедрения цифровых двойников.

По его словам, новая платформа обеспечивает автоматическое распределение самосвалов, мониторинг в реальном времени, интеграцию по OPCON (в случае, если протокол не поддерживается, данные сохраняются в базе и последовательно визуализируются).

Особое внимание в процессе создания системы было уделено цифровому двойнику экскаватора и бурового станка. Благодаря последнему на планшете оператора в реальном времени отображается положение и загрузка ковша, поверхность, где работает техника. Кроме того, есть возможность проиграть смену в обратном порядке и провести анализ ошибок.

Другим значимым решением стал проект по роботизации бурового станка. Такое решение позволило не только повысить точность сверления, но и увеличить более чем на 20% производительность за счет непрерывной работы робота-бурильщика.

ИИ как основа

Внедрение такой новации, как цифровой советчик обогатительной фабрики (ОФ), по словам директора по развитию ГК «Пиклема» Дмитрия КЛЕБАНОВА, помогает повысить эффективность эксплуатации техники на основе искусственного интеллекта. Приводя примеры реализации комплексного проекта по автоматизированной системе управления горно-транспортным комплексом (АСУ ГТК) и цифрового советчика ОФ, эксперт подчеркнул, что прирост производительности ГТК может составить 4,2%, увеличение ходимости крупногабаритных шин (КГШ) — 5–10%, снижение объемов потребления топлива — 3–7%. Кроме этого, предприятие может уменьшить распределение зольности концентрата на 0,5–1%, повысить выход концентрата на 2–3% и промпродукта — на 1–2%. В масштабах одной угольной компании эти цифры выглядят существенно.

---

Доля импортных технологий в угольной отрасли по некоторым направлениям до сих пор достигает 90%.

---

Умная шахта

Комплексное инфраструктурное решение «Умная шахта» (товарный знак зарегистрирован в 2005 году) — система мониторинга, связи и безопасности — была разработана для опасных производственных объектов угольной отрасли. На шахте «Распадская», где протяженность горных выработок превышает 200 километров, ее внедрили в 2009 году. За это время система показала свою высокую надежность. Ее подземная часть строится на мультисервисной сети, способной передавать данные, голос и видеоизображение. Для этого используются базовые станции.

«В условиях горных выработок в среднем расстояние между базовыми станциями составляет 180–200 метров. Коммутация между базовыми станциями происходит по оптическому каналу. В случае потери проводного канала система автоматически переключается на передачу данных по протоколу Wi-Fi», — пояснила технологию начальник отдела продаж ООО НПФ «Гранч» Анна ЛОЗОВАЯ.

Система обеспечивает связь, оповещение и позиционирование с точностью до двух метров. «Система наблюдения за персоналом должна передавать информацию о местоположении людей на диспетчерские площадки с периодом обновления данных не более пяти секунд», — подчеркнула она, добавив, что оборудование определяет, находится ли человек в движении или нет. В случае аварии человек получает инструкции по выходу из шахты в автоматическом или ручном режиме.

Трансформации быть

Фундаментом для цифровой трансформации тяжелой промышленности Донбасса должен стать инновационный проект по созданию высокотехнологичного угледобывающего предприятия, стартовавший на базе шахты «Горняк-95». В рамках проекта планируется внедрить концепцию «смарт-шахты», подразумевающей проведение глубокой модернизации производственных процессов и переход к беспилотным технологиям добычи ресурса.

Ключевой особенностью проекта является максимальное сокращение доли ручного труда в опасных зонах и перевод управления техникой в дистанционный режим. По словам акционера промышленной группы «Родина» Александра КЛИМЕНКО, концепция «смарт-шахты» подразумевает использование современных цифровых платформ для мониторинга состояния пластов и работы оборудования. Участие человека в добыче должно быть минимизировано, управление горно-шахтным оборудованием автоматизировано, уровень промышленной безопасности повышен за счет интеллектуального контроля среды.

Реализация данного проекта может стать прецедентом для всей угольной отрасли региона. Успешный запуск «смарт-шахты» позволит не только повысить рентабельность добычи антрацита, но и значительно снизить производственные риски.

Ускорение процесса

Процесс масштабной цифровизации в углепроме может протекать быстрее, если будут найдены решения для основных проблем. Речь идет о модернизации устаревшей инфраструктуры — внедрение цифровых технологий требует масштабных инвестиций, что в свою очередь может ограничивать возможности некоторых предприятий. Ощутимой помехой остается и дефицит квалифицированных кадров, способных работать с цифровыми системами. Кроме того, довольно сложно интегрировать новые технологии на устаревших предприятиях с неадаптированным оборудованием.

В этой связи залогом успешной трансформации угольной отрасли в условиях цифровой экономики остаются скоординированные действия на уровне правительства, бизнеса и научного сообщества.