Automatisoitu kaivostoiminta ( Automated Mining ) on yleinen termi, joka viittaa kaivostekniikan muutoksiin siten, että ihmistyövoiman käyttö kaivosalueella suljetaan pois [1] . Tämä sisältää: (1) tuotannon automaation, mukaan lukien prosessiautomaation ja siihen liittyvät tietokoneohjelmistot; ja (2) ajoneuvojen ja laitteiden robottiohjauksen käyttö. Tällä hetkellä kaivosteollisuudessa teollisuusmaissa ollaan siirtymässä automatisoituun kaivostoimintaan, ja kolmannen maailman maissa (joissa työvoimakustannukset ovat suhteellisen alhaiset) tällainen tehokkuuden lisäämisen tarve on edelleen vähäinen. Vuonna 2014 kaivostoiminta oli täysin automatisoitu kahdessa paikassa: Pilbarassa (Australia) ja Bingham Canyonissa (USA).
Kaivostoiminnan hallinnan parantamiseksi kaivosyhtiöt voivat käyttää erityisiä ohjelmistoja. Ohjelmat, kuten Pitram Mining Solutions [2] ja Extreme [3] , auttavat hallintoa organisoimaan kaivosprosessia ja ohjaamaan sitä reaaliajassa. Näiden ohjelmien luomat viestit auttavat tunnistamaan työnkulun ja työnkulun puutteet, jotka vähentävät tuottavuutta.
Vastatakseen vaarallisissa ympäristöissä työskentelyn haasteisiin ja lisätäkseen tuottavuutta jotkin kaivosyritykset ovat alkaneet käyttää automaatiota kaivoskoneiden ohjaamiseen. He käyttävät laitteistoja ja ohjelmistoja muuttaakseen ajoneuvot ja muut laitteet robotti- ja autonomisiksi laitteiksi.
Automaatio voidaan toteuttaa kolmessa muodossa: kauko-ohjaus, kauko-ohjaus ja täysautomaatio.
Kaukosäädintä käytetään yleisesti ohjaamaan laitteiden, kuten kaivinkoneiden, puskutraktorien ja tienpäällisten, toimintaa. Käyttäjä seisoo suhteellisen lähellä konetta - niin, että se on hänen näkökentässään - ja käyttää kaukosäädintä normaaliin työhön. Koska se "tuntuu auton" paljon huonommin ja saapuvan visuaalisen (ja muun) tiedon määrä on pienempi, kauko-ohjainta käytettäessä tuottavuus yleensä laskee. Kaukosäädintä käytetään yleensä kaivostyössä vaarallisilla alueilla - missä on maanvyörymien, räjähdysten, kiven putoamisen, maanalaisen kaivostoiminnan vaara. Kaukosäädin on halvin tapa automatisoida kaivoskoneet vaarallisissa ympäristöissä, joten se on täydellinen aloitus automaatioprosessille.
Etäohjaus on kaivoslaitteiden käyttöä, jota ohjaa huomattavan etäisyyden päässä oleva operaattori videokameroiden, antureiden signaalien ja mahdollisesti sijainnin määrittävän lisäohjelmiston avulla. Etäohjauksen avulla voit poistaa henkilön vaarallisesta paikasta huomattavan matkan päähän ja ohjata hänen turvallisen paikkansa laitteita. Ajoneuvoilla ajettaessa käytetään ohjaussauvoja ja muita keinoja, joilla henkilö antaa ohjaussignaaleja, ja erikoisohjelmiston avulla käyttäjä saa lisää tietoa koneen tilasta ja sen asennosta. Kaukosäädintä käytettäessä suorituskyky voi heikentyä - kuten kaukosäätimen kanssa; mutta käyttäjä poistuu vaaran lähteestä paljon kauempana.
Puoliautomaattisella kaivostoiminnalla tarkoitetaan koneiden ja laitteiden osittain automatisoitua ohjausta. Vain osa toiminnoista on automatisoitu, ja ihmisohjausta tarvitaan edelleen.
Täysin automatisoituina robottijärjestelmät hallitsevat täysin sytytystä, vaihteiden vaihtoa, ohjausta, jarrutusta, materiaalin kaatamista, puskulevyn asentoa jne. – ilman käyttäjän väliintuloa. Täysautomaation avulla voit lisätä kaivoskoneiden tuottavuutta, ja koneiden ohjausohjelmien avulla käyttäjä voi "hallita" työtään, seurata tehokkuutta ja puuttua asiaan ongelmien ilmetessä.
Automaation mahdollisia etuja ovat: parantunut turvallisuus sekä saniteetti- ja hygieniaolosuhteet; polttoaineen kulutuksen vähentäminen; tuottavuuden kasvu; seisokkien vähentäminen; suunnittelemattomien korjausten ja huollon kustannusten vähentäminen; vähentää ajoneuvojen kuljettajien väsymystä. Automaatio voi auttaa ratkaisemaan työvoimapulan (esim. kippiautonkuljettajat). Hyödykkeiden hintojen laskiessa monet kaivosyhtiöt etsivät tapoja leikata kustannuksia – mutta turvallisuudesta ja työoloista tinkimättä. Tässä tapauksessa automaatio voi auttaa ratkaisemaan ongelmia. Kaivostoiminnan automatisointi voi vähentää merkittävästi riskiä sairastua kroonisiin ammattisairauksiin, mukaan lukien parantumattomat ja peruuttamattomat ( pneumokonioosi - silikoosi , antrakoosi jne.; krooninen obstruktiivinen keuhkosairaus ; cor pulmonale jne.) .
Ajoneuvojen automatisoinnin kriitikot väittävät, että sen käyttö johtaa työpaikkojen määrän vähenemiseen. Heitä kuitenkin vastustetaan, että vaikka jotkin työpaikat voivat tulla tarpeettomiksi (ensisijaisesti ne, joihin liittyy työskentelyä vaarallisissa ja epähygieenisissa olosuhteissa tai raskasta ja/tai toistuvaa työtä), automatisointi johtaa uusien työpaikkojen syntymiseen. Pienituloisia työntekijöitä tukevat yhteisöt vaativat kaivosyrityksiä olemaan sosiaalisesti vastuullisia, kun otetaan huomioon siirtyminen automaatioon, joka aiheuttaa työpaikkojen menetyksiä raaka-aineiden alhaisempien hintojen vuoksi ja voi lisätä tuottavuutta. Suuret yritykset ovat haluttomia investoimaan testaamattomiin uusiin teknologioihin, vaan käyttävät mieluummin edullista ja matalatasoista automaatiota (kaukosäädintä).
Kaksi yritystä tarjoaa automatisoituja kaivoskoneita ( Caterpillar Inc ja Komatsu Limited ). CAT MineStar -järjestelmän [4] avulla voit täysin automatisoida porauksen, kuljetuksen, louhinnat pysähdyksissä ja muut työt. Komatsun Autonomous Haul System ( AHS ) [ 5] sisältää kaivosautoihin asennettuja antureita, ohjaimia, navigointilaitteita jne., mikä mahdollistaa niiden ohjaamisen. Molemmat järjestelmät on integroitu näiden yritysten (patentoituihin) teknologioihin, ja ne on todistettu joissakin maailman suurimmista kaivoksista.
Jotkut kaivosyritykset saattavat kuitenkin tarvita ratkaisuja, jotka ovat riippumattomia kehittäjästä. Esimerkki tällaisesta ratkaisusta ovat seuraavat järjestelmät: Nav/Mobius-järjestelmä (kehittäjä Autonomous Solutions Inc ) [6] ; Teleop Auto -järjestelmä (Hard-Line) [7] ; ja AutoMine [8] ( Sandvik ). Nämä järjestelmät mahdollistavat koneiden ja laitteiden automatisoinnin ilman pitkäaikaisia sopimuksia yksinoikeudellisten valmistajien kanssa. Hard -Line- järjestelmää käytetään maanalaisessa kaivostoiminnassa ohjaamaan automaattisesti kuljetusajoneuvojen suuntaa, nopeutta ja muita toimintoja.
Rio Tinto Group loi Mine of the Future -projektin vuonna 2008. Perthin (Australia) ohjauskeskuksesta johdetaan Pilbaran alueen kaivostoimintaa. Automatisoitujen laitteiden käyttö lisää tuottavuutta ja mahdollistaa koneiden täyden käytön. Kesäkuussa 2014 tässä kaivoksessa louhittujen raaka-aineiden määrä oli 200 miljoonaa tonnia [9] .
Bingham Canyonin louhos lähellä Salt Lake Cityä (USA) on yksi maailman suurimmista kuparimalmin toimittajista. Huhtikuussa 2013 tapahtui katastrofaalinen maanvyörymä, joka pakotti keskeyttämään monenlaisia töitä. Turvallisuuden parantamiseksi yrityksen hallinto ( Kennecott Utah Copper/Rio Tinto ) alkoi käyttää kaivinkoneiden, puskutraktorien ja muiden laitteiden automaattista ohjausta paikoissa, joissa maaperä oli epävakaa. Robottikoneiden käyttö on auttanut yritystä työskentelemään jyrkemmillä, vaarallisemmilla alueilla (johon on myöhemmin päästy turvallisesti ihmisten ohjaamilla koneilla).
Australiassa, New South Walesin osavaltiossa, louhitaan kuparimalmia yhdessä maailman suurimmista kaivoksista , Cadia-Ridgewaystä , sekä avolouhoksesta että maanalaisesta kaivoksesta. Tämä käyttää suurta määrää automatisoituja kaivoslaitteita [10] .
Vuosina ~2006-2016 saksalainen yritys " EEP Elektro-Elektronik Pranjic " toimitti ja otti käyttöön yli 60 modernia automaattiohjaussarjaa maanalaiseen kivihiilen louhintaan. Täysin miehittämättömän kivihiilen louhinnan tekniikkaa käytti ensimmäistä kertaa China National Coal Group Corp. (CME) " Tang Shan Goun kaivoksella (kombaimut, kolme pintaa, 200 m syvä) ja Nan Liangin kaivoksella (aura, 100 m syvyys). Molemmilla kaivoksilla sauman paksuus on 1-1,7 m. Puimurien toimintaa seurataan kameroilla (reaaliajassa signaalinsiirrolla valokuidun kautta). Pääsääntöisesti maanalaista henkilöstöä vaaditaan vain valvomaan kaivosprosessia ja korjauksia tehtäessä. Automaatio on parantanut turvallisuutta ja taloudellista suorituskykyä. [yksitoista]
Elokuussa 2015 Polysaevskajan kaivoksella (OJSC SUEK-Kuzbass) alkoi toimia yksi pitkä seinä, jota ohjasi naapuriaseman kuljettaja puimurin ja tuen antureiden signaalien mukaan; ja videokameroita. Käytössä oli saksalaisia laitteita (EICKHOFF ja MARCO), tuki tehty Puolassa. Sauman paksuus on 1,6 m, pohjareiän odotettu kuormitus on 300 tuhatta tonnia hiiltä kuukaudessa. Hiilen turvallisuuden ja laadun oletetaan paranevan. [12] :