ЦИФРОВИЗАЦИЯ
Оригинальная статья
Применение самоорганизующихся систем управления для оптимизации процессов в сложных динамических системах при добыче полезных ископаемых
Аннотации
Цифровизация и автоматизация процессов добычи полезных ископаемых становятся ключевым фактором повышения эффективности и устойчивости горнодобывающей отрасли. Данное исследование посвящено анализу интеграции цифровых технологий и распределенных систем управления для оптимизации добычи лития в России. Цель работы – разработка целостной архитектуры цифровой системы управления процессами добычи и обогащения лития, оценка ее влияния на производительность, безопасность и экологическую устойчивость. Методология исследования включает анализ больших данных с датчиков и сенсоров, моделирование производственных процессов, технико-экономическую оценку эффективности цифровых решений. Эмпирической базой выступают данные по ключевым показателям эффективности с литиевых месторождений России за 2020-2023 гг. Результаты демонстрируют, что внедрение цифровой системы управления позволяет увеличить выход товарного лития на 15-25%, снизить затраты на добычу и обогащение до 30%, сократить время выполнения операций на 20%. При этом достигаются снижение углеродного следа на 15-20% и рост уровня безопасности на 40-50%. Полученные результаты имеют высокую теоретическую и практическую значимость, открывая перспективы масштабирования цифровых решений на другие редкоземельные минералы и обеспечивая устойчивое развитие горнодобывающей отрасли России.
Ключевые слова
Цифровизация добычи лития, распределенные системы управления, эффективность и безопасность горных работ, устойчивое развитие, редкоземельные минералы, большие данные в горном деле.
Список литературы
Pripachkin P.V., Kudryashov N.M., Rundkvist T.V., Morozova L.N. Lithium in pegmatites of the Fennoscandian Shield and operation prospects for the Kolmozero deposit on the Kola Peninsula (Russia). Applied Earth Science. 2022;131(4):179-192. doi:10.1080/25726838.2022.2089966.
Des-semond C., Lajoie-Leroux F., Soucy G., Laroche N., Magnan J.-F. Spodumene: the lithium market, resources and processes. Minerals. 2019;9(6):334. DOI: 10.3390/min9060334.
Петрогенетические и минералого-геохимические особенности редкометалльных литий-фтористых гранитов в разновозрастных ареалах магматизма Центральной Азии (Прибайкалье, Забайкалье, Монголия) / В.С. Антипин, Д. Одгэрэл, О. Гэрэл и др. Петрология и геодинамика геологических процессов. Материалы XIII Всероссийского петрографического совещания (с участием зарубежных ученых). Т 1. Иркутск, 2021.
Ключарев Д.С., Михеева Е.Д. К вопросу о содержаниях лития и попутных компонентов в промышленных водах перспективных площадей территории России // Разведка и охрана недр. 2020. № 4. С. 53-60. Klyucharev D.S., Miheeva E.D. To the question of lithium and associated components content in industrial waters of promising areas in the territory of the Russian Federation. Razvedka i ohrana nedr. 2020;(4):53-60. (In Russ.).
Кудрявцев П.Г., Кудрявцев Н.П. Литий: ресурсы, добыча и перспективы развития мирового рынка // Международный научный журнал. Альтернативная энергетика и экология. 2018. № 10-12. С. 70-81. Kudryavtsev Р.G., Kudryavtsev N.P. Lithium: resources, production and prospects of world market development. Al'ternativnaya energetika i еkologiya 2018;(10-12):70-81. (In Russ.).
Лымарь В.К., Белоусова Е.Б. Мировой рынок литиевого сырья и соединений лития // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2021. № 1-6. С. 116-118. Lymar V.K., Belousova E.B. World market of lithium raw materials and lithium compounds. Mineral'nye resursy Rossii. Ekonomika i upravlenie. 2021;(1-6):116-118. (In Russ.).
Максименко Д.Ф., Воронин А.Ю. Задачи и проблемы автоматизации процессов добычи нефти // Форум молодых ученых. 2019. № 1-2(29). С. 679-684. Maksimenko D.F., Voronin A.Yu. Tasks and problems of automation of oil production process. Forum molodykh uchyonykh. 2019;(1-2):679-684. (In Russ.).
Михеева Е.Д., Егоров Я.А. К вопросу о содержаниях лития и попутных компонентов в подземных водах перспективных площадей территории России // Науки о Земле: добыча и переработка. 2022. № 2. Miheeva E.D., Egorov Y.A. To the question of the content of lithium and associated components in groundwater of promising areas of the territory of Russia. Nauki o Zemle: dobycha i pererabotka. 2022;(2). (In Russ.).
Морачевский А.Г., Попович А.А., Демидов А.И. Перспективные анодные материалы для натрий-ионных аккумуляторов // Научно-технические ведомости СПбГУ. Естественные и инженерные науки. 2018. Т. 24. №4. С. 185-195. DOI: 10.18721/JEST.24418. Morachevskiy A.G., Popovich A.A., Demidov A.I. Promising anode materials for sodium-ion batteries. Nauchno-tehnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta. Estestvennye i inzhenernye nauki. 2018;24(4):185-195. (In Russ.).
Морозова Л.Н., Базай А.В. Сподумен из редкометалльных пегматитов Колмозерского литиевого месторождения (Кольский полуостров) // Записки Российского минералогического общества. 2019. Т. 148. № 1. C. 65-78. DOI: 10.30695/zrmo/2019.1481.06. Morozova L.N., Bazai A.V. Spodumene from rare-metal pegmatites of the Kolmozersky lithium deposit (Kola Peninsula). Zapiski Vserossijskogo mineralogicheskogo obshchestva. 2019;148(1):65-78. (In Russ.).
Серегина А.А. Обеспечение энергоперехода редкими и редкоземельными металлами // Инновации и инвестиции. 2021. № 9. С. 188-195. Seregina A.A. Providing energy transition with rare and rare earth metals. Innovatsii i investitsii. 2021;(9):188-195. (In Russ.).
Силяев C.B., Богданов A.B. Интеллектуальные системы электроснабжения промышленных объектов на основе смарттехнологий / Сб. материалов IV Международной студенческой научно-практической конференции, 2018. С. ПЗ-120. Официальный сайт компании ООО «Инженерный центр «Энергосервис». URL: https://energybase.ru/. Концепция «Цифровая трансформация 2030», Россети, 2018. 31 с.
Стратегия развития промышленных редких и редкоземельных металлов на период до 2035 года. URL: https://minpromtorg.gov.ru/docs/#!strategiya_razvitiya_otrasli_redkih_i_redkozemelnyh_metallov_rossiyskoy_federacii_na_period_do_2035_goda.
Усова Т.Ю., Михеева Е.Д. Возможности расширения сырьевой базы лития за счет применения новых технологий переработки сырья // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2018. № 1. С. 73-79. U sova T.Yu., Mikheeva E.D. Possibilities for the lithium resource base expanding through the use of new technologies for raw materials processing. Mineral'nye resursy Rossii. Еkonomika i upravlenie. 2018;(1):73-79. (In Russ.).
Шилова Л.А., Адамцевич А.О. Интеграция цифровых технологий как ключевой фактор развития российской энергетики // Энергетическая политика. 2020. № 9 (151). Shilova L.A, Adamtsevich A.O. The integration of digital technologies as a key factor for Russian energy developing. Energeticheskaya politika. 2020;9(151). (In Russ.).
Khoruzhiy L.I., Romanova A.A. Control in the inter-organizational management accounting system. E3S Web of Conferences. 2020;222(1008).
Khoruzhy L.I., Katkov Y.N., Khoruzhy V.I., Romanova A.A., Katkova E.A. Forming an adaptive model of inter-organisational management accounting in agribusiness organisations within the context of COVID-19 spreading. Procedia Environmental Science, Engineering and Management. 2023;9(1):195-204.
Khoruzhy L., Katkov Y., Katkova E., Romanova A., Dzhikiya M. Introduction of environmental monitoring for the sustainable development of the agro-industrial complex: the method of the genuine savings index. Journal of Law and Sustainable Development. 2023;11(5):471.
Khoruzhy L.I., Katkov Y.N., Khoruzhy V.I., Romanova A.A. Model of a cybernetic internal control system for provisioning inter-organisational management accounting of agricultural organisations. Procedia Environmental Science, Engineering and Management. 2022;9(1):257-266.
Khoruzhy L.I., Katkov Y.N., Khoruzhy V.I., Romanova A.A., Katkova E.A. Reporting system in the adaptive accounting and analytical system of providing inter-organizational collaboration of AIC organizations. AIP Conference Proceedings. 2021. No. 2442.
Postnikova L.V., Khoruzhy L.I., Postnikova D.D. et al. Foreign economy activity of agricultural organizations in Russia: Risk assessment. In: Bogoviz A.V. (editor). The Challenge of Sustainability in Agricultural Systems. Springer, 2021, pp. 329-334.
Для цитирования
Применение самоорганизующихся систем управления для оптимизации процессов в сложных динамических системах при добыче полезных ископаемых / А.А. Романова, Ю.В. Забайкин, Р.В. Ливанова и др. // Уголь. 2025;(3):60-68. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-3-60-68.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 6.02.2025
Поступила после рецензирования: 17.02.2025
Принята к публикации: 27.02.2025
