РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Роботизированные карьеры и шахты: будущее промышленности

В выжженной солнцем австралийской глухомани образцово-показательная бригада роботов-горняков денно и нощно выгрызает из матушки-Земли сотни тысяч тонн железной руды. По интеллекту трудягам не сравниться с шахматистом Deep Blue. Зато с дисциплиной у них полный порядок!

Во все времена нелегкий труд шахтеров считался одним из самых опасных и неблагодарных. Увечья, силикоз, заброшенные бумтауны и семейные трагедии — постоянные спутники этой профессии. Не зря легендарные «16 тонн» Мерла Трэвиса до сих пор выбивают скупую слезу у работяг, заполняющих вечерами бары горняцких поселков от Аляски до Южной Африки. Но уже очень скоро у многих из них появится возможность сменить тяжелые брезентовые робы и каски на белые офисные рубашки. В этом уверены специалисты горнодобывающей компании Rio Tinto, разработавшие и уже внедрившие в жизнь полуфантастический проект Mine of the Future.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В западноавстралийской Пилбаре, где стрелку компаса сводят с ума богатейшие залежи железа, а человека- жара, уже более года вместо людей круглосуточно вкалывают роботы. За пятью гигантскими самосвалами Komatsu 930Е-4АТ грузоподъемностью 290 т, дизель-гидравлическим экскаватором PC5500, гусеничным бульдозером D475A, его колесным собратом WD900 и грейдером GD825 присматривают операторы, находящиеся в 1000 км от разреза Вест-Анджелас — в Перте. Скоро к ним добавятся четыре тепловоза-беспилотника GE Dash 9, которые будут водить составы из 230 думпкаров по 420-км ветке до морских терминалов Дампьер и Кейп-Ламберт на скорости до 80 км/ч. А конечная цель проекта — полная роботизация всех месторождений Пилбары — Хаммерсли, Хоуп-Даунс, Чаннар, Истерн-Рейндж и Меса-Джей.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Цена ошибки

Для начала представим себе, как функционирует обычное месторождение в Пилбаре. Крайне редко бывает, чтобы полезные ископаемые выходили прямо на поверхность. Чтобы добраться до рудного тела, необходимо предварительно вскрыть и вывезти в отвалы пустую породу, покрывающую месторождение, причем для добычи 1 т руды в среднем приходится вывозить 3−6 т (а в отдельных случаях — до 25 т!) породы. Объемы добычи руды напрямую зависят от объемов вскрыши, и именно поэтому на вскрышных работах задействованы самые большие самосвалы и экскаваторы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Предварительно разведанный и размеченный горными инженерами — марк-шейдерами- участок превращается в некое подобие дуршлага: мощные буровые станки забуривают в предназначенном к взрыву блоке породы десятки и сотни взрывных скважин, расположенных в строго определенном порядке. Взрывники при помощи специального «зарядного автомобиля» заполняют подготовленные скважины взрывчатым веществом, устанавливают и соединяют в единую цепь детонаторы, после чего устраивают маленькое землетрясение, в результате которого прочный скальный массив превращается в груду обломков. Затем в забой прибывают огромный экскаватор и бульдозеры. Бульдозеры зачищают площадку для работы экскаватора, а грейдеры формируют более-менее ровные дороги. Далее в дело вступают гигантские карьерные самосвалы Komatsu 930Е-4АТ и дизель-гидравлический экскаватор PC5500. Один за другим самосвалы подъезжают на место погрузки, принимают в свой кузовок привычные 290 т и отправляются для разгрузки на отвалы — рукотворные горы, непременный атрибут любого горнодобывающего предприятия.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Когда освобождается доступ к рудному телу — взрыв повторяется, после чего карьерные самосвалы несколько меньшей грузоподъемности начинают вывозить руду на обогатительную фабрику, где ее размалывают в однородную массу и предварительно очищают от примесей. Обогащенную руду отправляют на рудный склад, откуда роторным экскаватором перегружают в вагоны. Чуть больше трех часов необходимо для загрузки 2,5-км поезда, и вскоре стальная змея массой около 26 000 т, грохоча, устремляется к морю. Там руда грузится в трюмы кораблей-рудовозов, которые уже через неделю встанут на рейде одного из японских, китайских или южнокорейских терминалов. Еще через пару дней она превратится в сортовой прокат.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В этом процессе задействованы сотни людей и десятки тяжелых механизмов, которые обязаны работать по жесткому графику, и это при температуре +50°С и висящем над дорогой облаке рыжей пыли, которое не в силах прибить к земле даже поливальная машина. Кабины современных бульдозеров, карьерных самосвалов и экскаваторов оснащены кондиционерами, атермальными стеклами, удобными сиденьями, но даже они не в силах полностью избавить операторов от шума и вибрации. Очень напряженная и при этом монотонная работа приводит к быстрому утомлению, а следовательно — и к ошибкам. Но любая ошибка в разрезе, где в ограниченном пространстве с максимальной интенсивностью работает множество многотонных машин, может привести не только к серьезной аварии, но и к трагедии. Подавляющее большинство аварий на открытых горных разработках происходит по причине пресловутого «человеческого фактора».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Водитель — лишний

Идея об автоматизации технологических процессов при открытой разработке месторождений пришла в голову инженерам Komatsu в конце 1990-х. В их активе имелась система Vehicle Health Monitoring System (VHMS), представляющая собой бортовой комплекс устройств диагностики узлов и систем карьерного самосвала в сочетании с постоянным двусторонним каналом связи между машиной и оператором сервисной службы. Технический персонал смог получать упреждающую информацию о состоянии систем и прогнозировать, какие узлы и в какой срок потребуют замены или обслуживания. Если японцам удалось научить машину жаловаться на свое здоровье, то почему бы не пойти дальше — доверить электронике руль и педали? Для решения этой задачи Komatsu приобрела американскую компанию Modular Mining Systems, и к 2005 году первые роботы-самосвалы, оснащенные фирменной технологией FrontRunner, поступили на обкатку в чилийские медные карьеры компании Codelco.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В декабре 2008 года Rio Tinto и Komatsu запустили бета-версию Mine of the Future на площадке А разреза Вест-Анджелас. Каждый 930Е-4АТ в Пилбаре оснащен телекамерами, радарами, лазерными дальномерами, GPS-навигацией, беспроводной связью и системой распознавания препятствий. Управление машиной полностью возложено на компьютер; оператор лишь наблюдает за работой самосвала. Искусственный интеллект FrontRunner способен запоминать рельеф местности, формируя виртуальную трехмерную карту. Шестиколесные монстры снуют по площадке со скоростью более 50 км/ч, что почти вдвое выше, чем у бывалых водителей. Столкновения и заторы здесь невозможны: точность ориентации роботов-самосвалов во времени и пространстве почти хирургическая — всего 1−2 см отклонения от заданных координат!

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Зона погрузки поделена на виртуальные секторы. Поднятый ковш экскаватора дает сигнал очередному самосвалу — давай сюда! Кстати, чилийский опыт Komatsu показал, что управление экскаватором все еще невозможно без опытного оператора в кабине, но вскоре и его место займет искусственный разум. Бульдозеры и грейдеры уже управляются дистанционно из операционного центра в Перте. Центр связан с Пилбарой дублированным оптическим кабелем и резервным спутниковым каналом. В его кондиционированных помещениях 320 операторов визуально контролируют работу всех машин через 440 мониторов. Единственным пилотируемым звеном процесса остается перевозка руды к морю — Rio Tinto приступит к роботизации своей железнодорожной сети через пару лет.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Далее — везде

Еще одно выдающееся технологическое достижение в рамках проекта Mine of the Future — автоматизация сложнейшего процесса бурения взрывных скважин для вскрыши породы. Старинный партнер Rio Tinto компания Terex Mining, специализирующаяся на буровом оборудовании, разработала для роторных буровых станков SKSS и SKF программное обеспечение и комплекс телематики, базирующийся на GPS-позиционировании. Четыре гусеничных агрегата, оснащенных пневматическими компрессорами высокого давления Sullair 1,500CFM, позволяют использовать для бурения не только обычный вращающийся бур, но и погружной пневмомолот. Буровой робот может вгрызаться в породу на 6 м/ч быстрее, чем такая же машина с оператором в кабине. Скважины автоматически укрепляются и расширяются снизу вверх, от забоя к устью, для более эффективного подрыва заряда.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ученые из Университета Сиднея, сотрудничающие с Rio Tinto, считают, что через пару лет смогут автоматизировать геологоразведку — сакральный процесс, немыслимый ранее без участия человека. Если раньше для оценки конфигурации, объема рудного тела и содержания железа в нем требовалось сделать тысячи скважин, отправить поднятый керн в лабораторию и через пару месяцев получить заключение, то скоро вся эта рутинная работа будет занимать секунды. Для этого будут разработаны мобильные лаборатории, буквально видящие сквозь землю и не требующие трудоемкого бурения.

У Rio Tinto и ее партнеров масса работы. Вскоре в Вест-Анджелас доставят еще 17 роботов Komatsu 930Е-4АТ, пять бульдозеров, четыре грейдера и три буровых станка. Руды в этом районе хватит на несколько десятков лет — стоимость разведанных запасов составляет более $140 млрд. Очереди на освоение ждут и богатейшие месторождения Парабурду, Маранду, Брокман и Янди. И это — не считая залежей бокситов, меди и редкоземельных металлов, спрос на которые стабильно растет. Климат в Западной Австралии вряд ли изменится, а значит, у компании нет другого пути, кроме дальнейшей автоматизации добычи.

Виктор Бочарников
Виктор Бочарников 06 Октября 2017, 20:51
В статье допущены ошибки. Людей занятых на открытых горных работах, работников карьеров, принято называть горняками, а не шахтёрами. Шахтёры работают на подземных работах. Под снимком экскаватора подписано: "Komatsu PC5500: экскаватор с обратной лопатой." На самом деле рабочее оборудование экскаватора классифицируется как "прямая лопата". Рабочее оборудование экскаваторов прямая и обратная лопата диаметрально противоположны по сути и отличаются по сфере применения. Далее под снимком бурового станка подпись: "Terex Reedrill SCH5000: буровая установка. Диаметр шурфа — до 152 мм." Буровые установки бурят скважины.  Шурф в классическом понятии: "Вертикальная (редко наклонная) горная выработка квадратного, круглого или прямоугольного сечения, небольшой глубины (редко более 20-30 м), проходимая с земной поверхности для разведки полезных ископаемых". О способах проходки и назначении шурфов можно отдельно почитать. В таких познавательных статьях лучше всё называть своими именами. Не стоит вводить читателя в заблуждение.
Тимофей Фурманов
Тимофей Фурманов 27 Августа 2010, 16:08
какое-то странное попадание в топ5 статей, но внесем толику, когда куча автоматизированных процессов, то любое неадекватное действие оператора вносит отупление на весь процесс, например желание начальника выкатить какой-нибуть отчет о чём-нибуть.. зафига портить всем жизнь..
art1828
art1828 01 Июля 2010, 12:07
Санников Владимир Я вообще читал. Вы мозгом подумайте, что данная техника не транспортабельна как факт на большие растояния, и всю обслугу и машин(ТО никто не отменял, да и вы вообще представляете сколько раз нужно менять шины у 200т грузовика и как это делается) и роботов ими управляющие. Второе я сказал личное мнение, и ваше: "Представьте себе ситуацию, когда собираются серьезные парни, Отвечающие за Большие Деньги, обсуждают, просчитывают, стократно проверяют рисковую по сути идею. После тщательного анализа плюсов и минусов, принимают решение о реализации Идеи. И тут к ним заходит паренек, который не представляясь, сходу, ставит точку - вы Лохи! Сейчас я вам на пальцАх раскину расклад и вы поймете... Расчеты, анализ, опыт???? К черту - вы Лохи, потому-что я все просчитал в столбик... " Я высказал мнение, не более. Вы просто выпендрились, типа а вот ты считаешь в столбик, вы же тоже на уровне столбика мнение написали. Да и вы знаете что спецы с опытом тоже считают в столбик если на бумаге, так как по другому просто нельзя. Про специалистов, высоко квалифицированные спецы орут еще больше так как им чаще всего есть куда уйти. Это из начальствующей практики. Если вы читали статью, то каким методом туда будет приезжать обслуживающий персонал, если в самой же статье написано, что молодые предпочитают сидеть в офисах? Так вы думаете что эти же молодые люди которые не поехали быть машинистом с большей охотой поедут на ту же вахту по обслуживанию? Или обслуживание тоже роботы делать будут? :))))))) Проще говоря платить конторе все равно придется больше, другой вопрос кому и за что. А так всегда действует закон сохранения денег, экономия конечно будет хотя посчитать в столбик надо :))))))
art1828
art1828 28 Июня 2010, 13:06
Отличная идея "сократить" расходы уволив водил, при этом наняв кучу высокооплачиваемых инженеров которые будут все это обслуживать, и если все думают что при обслуживании этих монстров роботизированных, не будут происходить ЧП и несчастные случаи.
baksixxx
baksixxx 27 Июня 2010, 13:06
Кстати если за рулём останется водила, и будет авария то человек может пострадать, и ему прийдёться выплачивать на лечение и.т.д. регрессные выплаты, а когда он будет сидеть в офисе и управлять машиной на расстояние, то такого с ним не сможет случиться, так что лучше больше платить оператору чем потом выплачивать на лечение работника!!! В принципе роботизация она неизбежна, зато эти люди которые освободились могут быть задействованы в других секторах экономики.
Загрузка статьи...