Nowy odważny świat górnictwa

Górnictwo wchodzi na etap automatyzacji, taki sam, jaki osiągnął już przemysł wytwórczy. Rezultatem będzie większe bezpieczeństwo oraz wyższa produktywność i efektywność energetyczna. Ale nie tylko…

Wciągu najbliższych 20 lat w przemyśle nastąpią daleko idące zmiany, szczególnie w obszarze operacji górniczych – mówi Lawrence Lien, specjalista w zakresie zarządzania i rekrutacji w górnictwie.
– Za jakiś czas nie poznamy tych kopalni. Cała produkcja będzie w nich wykonywana przez zdalnie sterowane, zautomatyzowane urządzenia – zapewnia Lien.

– Celem będzie stworzenie w kopalniach środowiska pozwalającego na powtarzanie operacji w długim okresie czasu, od sześciu miesięcy do dwóch lat, tak aby przemieszczanie materiału było maksymalnie zautomatyzowane.
Oznacza to, że górnictwo czeka ten sam proces, stymulowany przez szybki rozwój informatyki, przez jaki przeszła już większość przemysłu wytwórczego. W rezultacie otrzymano tam znacznie wyższą produktywność i lepsze środowisko pracy dla operatorów, a także bardziej efektywne sterowanie procesami. Te korzyści są dziś impulsem do zmian w górnictwie.

Automatycznie bezpieczny i oszczędny

AutoMine jest rodziną produktów Sandvik Mining w zakresie systemów automatyzacji. Oferują one większe bezpieczeństwo i wyższą produktywność, a także oszczędność energii
i mniejszy wpływ na środowisko naturalne.

AutoMine jest wszechstronnym systemem firmy Sandvik do automatyzacji kopalń. Jego funkcja zaczyna się od wiercenia, a kończy, kiedy materiał opuszcza kruszarkę lub przesiewacz
i dociera do zakładu przeróbki. Wewnątrz tego procesu wielkie ilości materiału są efektywnie przemieszczane z miejsca urobku do kruszarek.
Ten łańcuch operacji obejmuje szereg zautomatyzowanych rozwiązań firmy Sandvik, takich jak sterowane komputerowo zdalne wiercenie, autonomiczne ładowanie i transport, zdalnie sterowane kruszarki. System AutoMine może również być włączony w planowanie produkcji oraz zakupu wyposażenia, którego nie ma w portfolio firmy Sandvik, takiego jak zautomatyzowane ładowarki.

– Staramy się nie tylko zautomatyzować część procesów, ale również zoptymalizować cały proces wydobycia w kopalni – mówi Taina Heimonen, kierownik sprzedaży i marketingu w Sandvik Mining.
Takie podejście oznacza dla klienta szereg korzyści. Mając pod kontrolą cały proces, można zaplanować produkcję i utrzymanie ruchu tak, aby maksymalnie wykorzystać istniejący park maszynowy. Jeśli częścią pakietu jest monitorowanie stanu maszyn, mogą być one serwisowane zanim pojawi się ryzyko awarii.

Oznacza to także mniej przeglądów technicznych i napraw, gdyż AutoMine steruje wyposażeniem bardziej efektywnie niż jest to możliwe przy metodach manualnych. Wszystko to zapewnia większą produktywność
i efektywność energetyczną, co z kolei przekłada się na mniejszy wpływ na środowisko. Ale to jeszcze nie są największe zalety, twierdzi Heimonen:
– Najważniejszym aspektem przy pracy nad rozwojem systemów automatyzacji jest bezpieczeństwo pracowników. Chodzi przede wszystkim o to, aby nie przebywali w niebezpiecznych miejscach i aby nie musieli wykonywać powtarzających się czynności, będących często powodem urazów.

System AutoMine firmy Sandvik został po raz pierwszy zastosowany w 2004 r. w należącej do firmy Codelco kopalni El Teniente w Chile. Potem przyszła kolej na Kanadę, Finlandię i RPA. Wyniki są obiecujące.
– Bywało, że ilość transportowanego materiału podwoiła się, a ilość załadowanego wzrosła o 25 procent w porównaniu
z ręcznie sterowanymi operacjami – mówi Heimonen.

Wyższa produktywność pomoże firmom wydobywczym zrekompensować rosnące koszty dotarcia do złóż minerałów, gdyż kopalnie są coraz głębsze i powstają w coraz odleglejszych, niedostępnych miejscach. Zautomatyzowane maszyny mogą pracować wydajnie i przez długie okresy czasu, bezobsługowo, sterowane z bezpiecznej odległości.

Zautomatyzowana praca pozwala także na optymalizację jakości produktu dzięki precyzyjnemu sterowaniu procesami. Zastosowanie sterowanego komputerowo wiercenia i pozycjonowania urządzeń wiertniczych pozwoli na eksploatację jedynie pożądanych surowców, bez obciążania systemu innymi materiałami, które generują tylko dodatkowe koszty. Przepływ urobku przez kopalnię zostanie zoptymalizowany i stanie się bardziej efektywny energetycznie.

– Jestem przekonany, że to wszystko będzie oznaczać znaczne obniżenie zużycia energii – twierdzi Lien. – Kopalnie podchodzą dziś coraz poważniej do kwestii emisji gazów cieplarnianych, co oznacza, że w przyszłości zobaczymy tam znacznie więcej maszyn i urządzeń z napędem elektrycznym, takich jak przenośniki taśmowe, wozy odstawcze i ładowarki.

System sterowania procesami w zautomatyzowanej kopalni może wpływać na zrównoważony rozwój na wiele sposobów. Można na przykład monitorować czynniki wpływające na środowisko, takie jak poziom wód gruntowych czy status osadników.
Inną zaletą automatyzacji jest możliwość sterowania kilkoma maszynami przez jednego operatora, co pozwala mu uniknąć ciągłego przemieszczania się. Mniej osób w kopalni to także mniejsza potrzeba wentylacji, która zawsze jest kosztowna i zużywa dużo energii. I wreszcie, co nie mniej ważne, mniej osób będzie przebywać w obszarach zagrożonych wypadkami.

Przy zdalnym sterowaniu maszynami bezpieczeństwo pracy znacząco wzrasta – mówi Greg Baiden, profesor w School of Engineering w Laurentian University, w Kanadzie, specjalizujący się w automatyzacji i robotyzacji. Jest również prezesem i dyrektorem technicznym firmy Penguin Automated Systems Inc. Tworzy ona rozwiązania telekomunikacyjne do sterowania robotami i innymi maszynami w odległych miejscach – od Kosmosu po kopalnie podziemne. Solid Ground spotkał go na Florydzie podczas testowania podwodnego systemu bezprzewodowego bazującego na świetle zamiast na falach radiowych. Technologia ta znajdzie według niego zastosowania zarówno w kopalniach odkrywkowych, jak i w podziemnych. Automatyzacja kopalni nie wymaga według niego żadnego przełomu technologicznego.

– Dysponujemy już całą potrzebną wiedzą. Musimy tylko skonstruować potrzebne systemy i urządzenia – stwierdza Baiden.
Uważa on, że problem może stanowić akceptacja tych zmian.
– Ludzie chcą z reguły, aby wszystko pozostało tak jak jest – mówi Baiden.

Również Lawrence Lien jest zdania, że kluczem do sukcesu automatyzacji jest organizacja i kultura wokół niej.
– Często koncentrujemy się na technologii, nie zauważając ludzi, którzy będą z nią pracować – uważa Lien. – A ludzie nie są maszyną, którą można włączyć, naciskając na guzik.

Kiedy automatyzacja jest wprowadzana do istniejącej już organizacji, ważne jest, aby od początku precyzyjnie zdefiniować nowe role pracowników i warunki pracy. Nie zawsze chodzi tu o szkolenia, a często o sposób zarządzania firmą.

Tekst: Åke R malm  Ilustracja: Kjell Thorsson