Вперед и вниз

Открытый карьер может оказаться затопленным по самым разным причинам: от отказа дренажной системы до заполнения грунтовыми водами. После затопления доступ к полезным ископаемым становится невозможен из-за очевидного препятствия — тысяч литров воды, преграждающих путь. Так было до сих пор.

В октябре 2018 года во время второго испытания в рамках проекта Viable Alternative Mine Operating System (обоснованная альтернативная система добычи полезных ископаемых или ¡VAMOS!) 16 европейских компаний, работающих над его реализацией, доказали, что препятствия преодолимы. Цель ¡VAMOS! заключалась в создании масштабированного прототипа подводной горной машины, способной продемонстрировать, что добыча полезных ископаемых в затопленных открытых карьерах не только возможна, но и экономически выгодна. Проект ¡VAMOS! является частью финансируемой ЕС программы «Горизонт 2020» с бюджетом 80 миллиардов евро. За созданием прототипа последовали эксплуатационные испытания на затопленном карьере Магкобар в Силвермайнсе (Ирландия).

«Здесь мы все доводим до предела возможностей», — рассказывает об испытаниях в ходе проекта ¡VAMOS! Пол Артур, руководитель проектов компании Soil Machine Dynamics (SMD). Работая над прототипом, SMD установила на своих предприятиях в Великобритании промышленное аппаратное обеспечение своих партнеров. «Мы вступаем на незнакомую территорию, но именно поэтому и понадобились испытания, именно поэтому мы здесь».

По словам Вальтера Риглера, технического специалиста Sandvik Mining and Rock Technology, Sandvik предоставила для испытаний резцы четырех типов с различными твердосплавными вставками. «Разные вставки нужны, чтобы проверить, как режущие органы работают под водой, ведь мы не знаем точно, чего ожидать», — говорит он.

Комплексная система является одновременно и сложной, и простой. Сложной из-за большого количества современных технологий, совместное использование которых нацелено на решение абсолютно новой задачи, а простой — потому что в конечном счете это все та же добыча полезных ископаемых открытым способом, только без некоторых привычных обстоятельств, таких как затраты на дренаж, взрывные работы, вибрация грунта, пыль или нахождение людей в карьере. 

Процесс работы выглядит так: EVA — система, дополняющая горную машину — составляет карту подводного рудника. EVA — это уникальный робот, созданный специально для проекта ¡VAMOS! Институтом системотехники и вычислительных систем (INESC TEC), находящимся в Португалии. Прототип срезает породу, а EVA непрерывно обновляет карту в реальном времени, двигаясь в автономном режиме по поверхности и под водой. Для передачи трехмерных изображений подводного пространства в кабину управления используются гидролокатор, камера и лазеры. Управление горной машиной осуществляется удаленно из кабины, расположенной на суше. Именно там генерируется виртуально-реалистичное изображение подводных работ на основе данных, передаваемых в реальном времени. Также кабина управления включает в себя человеко-машинный интерфейс, с помощью которого операторы устанавливают горную машину в положение резания.

После того как выбрана зона начала резания, четыре закрепленные на суше лебедки перемещают в нужное положение спуско-подъемное судно (LARV), которое перевозит добывающий станок по воде. Затем судно LARV, спроектированное и построенное нидерландской компанией Damen Dredging Equipment, опускает горную машину в воду на рабочий горизонт карьера. Теперь ее можно установить в положение для начала резания. Материал, извлеченный с рабочего горизонта карьера, подается на поверхность в дренажную систему на суше, где происходит осаждение пульпы.

Проект не обошелся без некоторых сложностей, и это вполне объяснимо с учетом того, что свой вклад в разработку инновационного оборудования внесли 16 компаний из девяти стран. «Когда новое оборудование изготавливается из компонентов от нескольких поставщиков, нужно быть уверенным в полной совместимости, — отмечает Рестнер. Можно сказать, это была одна из наиболее сложных задач, но, как видите, все машины и оборудование работают, так что мы справились».

Рейнберд согласна с этим: «Все отлично сработались. Многие компоненты были изготовлены в разных местах, а сборку производили на рабочей площадке. Конечный результат — это действительно заслуга всей команды».

Результаты, полученные в ходе проекта ¡VAMOS!, имеют значение не только для подводной добычи полезных ископаемых. Компоненты нового оборудования можно использовать по отдельности для различных задач, не связанных с горнодобывающими работами. По словам Рейнберд, «результаты исследований и новые технологии можно применять для картографирования, изучения проб воды и в оборонной промышленности, не говоря уже о подводных канализационных сетях или очистке подводных тоннелей».

Проект !VAMOS! завершился в начале февраля 2019 года, и теперь все партнеры хотят, чтобы приложенные усилия принесли максимальную пользу. «Мы пришли к общему пониманию того, что нужно сделать, чтобы извлечь максимальную пользу из прототипа и начать его коммерческое применение», — говорит Рейнберд.