Automatiserad gruvdrift ( Automated mining ) är en allmän term som syftar på förändringen av gruvteknologin för att utesluta användningen av mänsklig arbetskraft i gruvområdet [1] . Detta inkluderar: (1) produktionsautomation, inklusive processautomation och datorprogramvara för det; och (2) användning av robotstyrning av fordon och utrustning. För närvarande är gruvdrift i utvecklade länder mitt i en övergång till automatiserad gruvdrift, och i tredje världens länder (där arbetskostnaderna är relativt låga) är ett sådant behov av ökad effektivitet fortfarande lågt. Under 2014 var gruvdriften helt automatiserad på två platser: Pilbara (Australien) och Bingham Canyon (USA).
För att förbättra hanteringen av gruvdriften kan gruvföretag använda speciell programvara. Program som Pitram Mining Solutions [2] och Extreme [3] hjälper administrationen att organisera gruvprocessen och kontrollera den i realtid. De meddelanden som genereras av dessa program hjälper till att identifiera arbetsflödes- och arbetsflödesbrister som minskar produktiviteten.
För att möta utmaningarna med att arbeta i farliga miljöer och för att öka produktiviteten har vissa gruvföretag börjat använda automation för att styra gruvmaskiner. De använder hårdvara och mjukvara för att förvandla fordon och annan utrustning till robotar och autonoma enheter.
Automation kan implementeras i tre former: fjärrkontroll, fjärrkontroll och helautomation.
Fjärrkontroll används vanligtvis för att styra driften av utrustning som grävmaskiner, bulldozers och vägskärare. Föraren står relativt nära maskinen - så att den är i hans synfält - och använder fjärrkontrollen för att utföra normalt arbete. Eftersom det "känner bilen" mycket sämre och volymen av inkommande visuell (och annan) information är mindre, minskar vanligtvis produktiviteten när du använder fjärrkontrollen. Fjärrkontroll används vanligtvis vid gruvdrift i farliga områden – där det finns risk för jordskred, explosioner, stenfall, gruvdrift under jord. Fjärrkontroll är det billigaste sättet att automatisera gruvmaskiner i farliga miljöer, vilket gör det till den perfekta starten på automatiseringsprocessen.
Telekontroll är användningen av gruvutrustning som styrs av en operatör som befinner sig på avsevärt avstånd, med hjälp av videokameror, signaler från sensorer och eventuellt med hjälp av ytterligare programvara som bestämmer platsen. Telecontrol låter dig ta bort en person från en farlig plats på ett betydande avstånd och kontrollera utrustningen på deras säkra plats. Vid fordonskörning används joysticks och andra sätt att leverera styrsignaler från en person, och speciell programvara gör att föraren kan få mer information om maskinens tillstånd och dess position. När du använder fjärrkontroll kan det förekomma en minskning av prestanda - som med fjärrkontroll; men operatören avlägsnas från källan till faran på ett mycket större avstånd.
Halvautomatiserad gruvdrift avser delvis automatiserad kontroll av maskiner och utrustning. Endast en del av funktionerna är automatiserade och mänsklig kontroll fortsätter att krävas.
När de är helt automatiserade tar robotsystem full kontroll över tändning, växling, styrning, bromsning, materialutgjutning, schaktbladsposition etc. – utan operatörsingripande. Full automatisering gör att du kan öka produktiviteten hos gruvmaskiner, och användningen av program för att styra maskiner gör att operatören kan "hantera" sitt arbete, övervaka effektiviteten och ingripa när problem uppstår.
Möjliga fördelar med automatisering inkluderar: förbättrad säkerhet och sanitära och hygieniska arbetsförhållanden; minskning av bränsleförbrukningen; ökad produktivitet; minskning av driftstopp; minska kostnaderna för oplanerade reparationer och underhåll; minska tröttheten hos fordonsförare. Automatisering kan hjälpa till att lösa bristen på arbetstagare (t.ex. dumperförare). Med fallande råvarupriser letar många gruvbolag efter sätt att sänka kostnaderna – men utan att kompromissa med säkerhet och arbetsförhållanden. I det här fallet kan automatisering hjälpa till att lösa problem. Automatisering av gruvdrift kan avsevärt minska risken för att utveckla kroniska yrkessjukdomar, inklusive obotliga och irreversibla ( pneumokonios - silikos , antrakos , etc.; kronisk obstruktiv lungsjukdom ; cor pulmonale , etc.) .
Kritiker av automatisering av fordon hävdar att användningen av den kommer att leda till en minskning av antalet jobb. Men de invänder att även om vissa jobb kan bli överflödiga (främst de som involverar arbete under farliga och ohälsosamma förhållanden, eller tungt och/eller repetitivt arbete), leder automatisering till skapandet av nya jobb. Samhällen som stöder låginkomsttagare uppmanar gruvföretag att ta socialt ansvar inför en övergång till automatisering som leder till att arbetstillfällen försvinner inför lägre råvarupriser och kan öka produktiviteten. Stora företag är ovilliga att investera i oprövad ny teknik och föredrar att använda låg kostnad, låg nivå automation (fjärrkontroll).
Två företag erbjuder automatiserade gruvmaskiner ( Caterpillar Inc och Komatsu Limited ). CAT MineStar- systemet [4] låter dig helt automatisera borrning, transport, schaktning i stopp och andra typer av arbeten. Komatsus Autonomous Haul System ( AHS ) [ 5] inkluderar sensorer, kontroller, navigationsutrustning etc. installerade på gruvlastbilar, vilket gör att de kan styras. Båda systemen är integrerade med dessa företags (patenterade) teknologier och har bevisats i några av de största gruvorna i världen.
Men vissa gruvbolag kan kräva lösningar som är oberoende av utvecklaren. Ett exempel på en sådan lösning är följande system: Nav/Mobius-system (utvecklat av Autonomous Solutions Inc ) [6] ; Teleop Auto-system (Hard-Line) [7] ; och AutoMine [8] ( Sandvik ). Dessa system gör det möjligt att automatisera maskiner och utrustning utan behov av långsiktiga avtal med exklusiva tillverkare. Hard -Line- systemet används vid gruvdrift under jord för att automatiskt styra transportfordonens riktning, hastighet och andra åtgärder.
Rio Tinto Group skapade projektet Mine of the Future 2008. Från kontrollcentret i Perth (Australien) sköts gruvdrift i Pilbara-regionen. Användningen av automatiserad utrustning ökar produktiviteten och gör att maskiner kan användas mer fullt ut. I juni 2014 nådde mängden råvaror som bröts i denna gruva 200 miljoner ton [9] .
Bingham Canyon-brottet nära Salt Lake City (USA) är en av världens största leverantörer av kopparmalm. I april 2013 inträffade ett katastrofalt jordskred som tvingade fram många typer av arbeten att upphöra. För att förbättra säkerheten började företagets administration ( Kennecott Utah Copper/Rio Tinto ) använda automatiserad styrning av grävmaskiner, schaktmaskiner och annan utrustning på platser med instabil mark. Användningen av robotmaskiner har hjälpt företaget att arbeta i brantare, farligare områden (med efterföljande säker åtkomst av mänskligt drivna maskiner).
I Australien, i delstaten New South Wales, bryts kopparmalm i en av världens största gruvor , Cadia-Ridgeway , både dagbrott och under jord. Detta använder ett stort antal automatiserad gruvutrustning [10] .
Under perioden ~2006-2016 levererade och tog det tyska företaget " EEP Elektro-Elektronik Pranjic " i drift mer än 60 uppsättningar av modern automatisk styrning för underjordisk kolbrytning. För första gången användes teknologin för helt obemannad kolbrytning av China National Coal Group Corp. (CME) " vid Tang Shan Gou- gruvan (tröskor, tre sidor, 200 m djup) och vid Nan Liang- gruvan (plog, 100 m djup). Vid båda gruvorna är sömtjockleken 1-1,7 m. Skördetröskors funktion övervakas med hjälp av kameror (i realtid med signalöverföring via optisk fiber). Som regel krävs underjordspersonal endast för att kontrollera gruvprocessen och när de utför reparationer. Automation har förbättrat säkerheten och den ekonomiska prestandan. [elva]
I augusti 2015, i Polysaevskaya-gruvan (OJSC SUEK-Kuzbass), började en långvägg att fungera, styrd av en operatör från en närliggande drift enligt signalerna från sensorer på skördetröskan och stödet; och videokameror. Tysk utrustning användes (EICKHOFF och MARCO), stöd tillverkat i Polen. Sömmens tjocklek är 1,6 m, den förväntade bottenhålsbelastningen är 300 tusen ton kol per månad. Det antas att säkerheten och kvaliteten på kol kommer att öka. [12] :