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自动化转型

爱尔兰纳万。针对独特矿体特性设计自动化方法,帮助Boliden Tara矿山应对矿石品位下降问题,同时提高欧洲最大锌矿的生产效率、安全性和可持续性。

贝克蒂夫修道院建成于1147年,距离爱尔兰纳万古镇仅有几分钟车程。这座用灰色石料修建的西多会教堂保存状态完好,几个世纪以来一直都是绿宝石岛(爱尔兰岛的别称)乡村地区的标志性建筑。这幢古老的建筑占地广阔,其牢固的地基、精巧的设计,让它经受住了岁月的变迁。驱车从小镇一路向西,一会儿就能到达Boliden旗下的Tara矿山。该矿山的整体规划同样经过严密的考量和设计,希望能够像修道院一样经久不衰,同时在充满挑战的市场中保持强劲的生产力。

Tara矿山于1977年开始投产,年产量达260万吨。尽管矿体相对比较特殊,但仍是欧洲最大的锌矿。Tara矿山经理Tom Bailey介绍说:“这是一个浅层倾斜矿体,因此其倾角问题为开采作业带来很大的困难。从生产的角度来说,这意味着我们必须进行很多开发工作,才能继续发掘矿体。矿体较厚的地方仍然非常适合采用深孔空场采矿法,但矿层变浅时,难度就会随之加大。”

Tara矿山面临的挑战还有很多。公司的开采目标为每年约260万吨矿石,但这个目标实现与否取决于采场的可开采性,而每年需要掘进14.3公里才能保持。“目前,我们每掘进一米,深孔开采的产量仅为112吨。”Bailey说道,“掘进长度与矿石产量的比例相当高。”

品位下降也是Tara矿山必须克服的问题之一。该矿山1977年开始投产时,锌的品位大约为 12%。Bailey说:“我们现在开采的锌品位要低得多。去年是6.3%,今年将降到5.7%,未来预计将会下降到5.3%。因此,按金属含量来计算,我们每开采1吨矿石的收益正在不断减少,而这显然影响了我们的盈利能力。我们必须在某种程度上弥补这一点,因而专注于提高生产效率并降低成本,以此应对品位下降的问题。”

Gerry McDonagh是Tara矿山的生产负责人,他的工作就是弥补矿山品位的下降。

TARA锌矿

位于爱尔兰的Boliden Tara矿是欧洲最大的锌矿,也是世界规模最大的锌矿之一。自1978年开采以来,已开采矿石逾8,500万吨。2004年,该矿山被Boliden收购。随着不断开展的勘探和收购工作,该矿山的矿产储量和矿产资源不断增长。近年来,Tara一直致力于通过加大生产力投资和节约措施来改善成本状况。每年开采约260万吨矿石,用于生产锌和铅精矿。

他说:“我们尝试引入最好的技术、方法和人才,以达成我们的目标。”对于Boliden的这个团队而言,此项工作就包括由山特维克提供的一项自动化解决方案。

McDonagh说:“当你打算在矿山使用新设备时,就必须从整体的角度对其进行评估。我们会考虑设备的生产效率,当然还有安全和健康方面的益处。”

Bailey对此表示赞同。他说:“在生产方面,我会考量是否可以提高设备的利用率,从而降低资金要求。对我们而言,在成本不变的情况下增加产量同样意义重大。例如,实现这一目标的措施包括交接班时使用自动卡车和铲运机。”

2011年,Tara矿山开始考虑自动化转型的问题。为此,相关人员到加拿大的Kidd Creek等矿山参观学习 —— 这些同行在装载和运输自动化解决方案方面已经取得重大进展。2015年,该矿山开始在矿山的封闭死角区域进行自动化试验,以确认该系统的可行性。通过试验证明该系统行之有效后,下一步就是确定推行该系统的最佳工序,以最大限度提高投资回报。Tara选择了清岩作业。在这一作业中,矿山通常会直接从采场装载到卡车或矿石运输通道。

在谈到这一自动化之旅时,McDonagh表示:“对我们来说,这仍然是一个学习的过程。我们首先必须学习如何正确设置。当然,我们犯了不少错误。然后,我们还必须说服矿山的580名员工,告诉他们这不仅不会让他们失去工作,还会让他们的工作更轻松。这毫无疑问是一项挑战。”
他说道:“有一次,一名操作员经过激光门,所有设备都停止工作。我们不希望这样的事情发生,但人们也借此意识到自动化系统的优势所在。自动化设备将部分岗位整合在一起,让人们可以做其他的工作,从而提高我们的工作效率。”

Tara购买了1台山特维克DD422i台车和2台电动山特维克DD422iE钻机。这三台设备在钻孔精度方面均可实现高度自动化,最大限度加大每轮掘进量。Bailey说:“通常情况下,我们每轮可掘进4.5米左右,使用这些钻机进行直线传动操作时,每轮可掘进5米以上。除此之外,这些钻机还可进行自动钻孔,所以我们通常会在午餐时间设置为自动钻孔。这让我们更有信心完成某一班次的掘进进度。”

<p>Tara矿山经理<br />
Tom Bailey。</p>

Tara矿山经理 Tom Bailey。

<p>Tara矿投资购买了一系列自动化装载和运输设备。</p>

Tara矿投资购买了一系列自动化装载和运输设备。

除了三台智能山特维克台车,Tara还投资购买了一系列自动化装载和运输设备,包括3台山特维克LH517铲运机,2台山特维克LH621铲运机和1台LH621i铲运机,还有一辆山特维克TH663i卡车。此前,该矿山已经向山特维克购买了8台井下卡车和钻机。

Bailey说:“设备的自动操作还可以减少磨损。扫描器可以防止它们撞到道路上的墙壁或物体,降低损坏和维护成本。此外,由于利用率得以提高,我们在资本方面的要求正在减少。”

因为作业人员不会进入危险区域,所以员工安全得到改善。操作员Paul Finnegan喜欢在地面控制室工作。他笑着说:“自动化操作的好处之一就是绝对安全,更不用说你在控制室中还可以欣赏到美丽的爱尔兰风景。我只接受了大约两周的培训,现在就已经成为专家了。”

自动化之旅虽然尚未结束,但初步成果已经显现。Bailey说:“我们明年将加大在深孔钻探中推行自动化的力度。到目前为止,这些自动化设备已经将产能提升了15%。在使用方面,特别在以往存在严重瓶颈的环节,30%的钻孔作业已经实现了自动化,额外产能也得到了充分利用。”

他还表示:“在卡车运输和清岩方面,一辆自动化卡车就将作业能力提高了约10%到15%,因为我们可以在交接班时或在与其他矿区隔离的区域连续作业。我们已经为明年订购了一台这样的卡车。”

我们尝试引入最好的技术、方法和人才,以达成我们的目标。

Tara计划在试验和实施阶段结束后,加大自动化设备的作业能力的提升力度。Bailey说:“目前,我们的作业能力只提升了约5%。但得益于已经安装的基础设施和购买的设备,我们的作业能力将提高约15%至20%。”

Boliden与山特维克之间的合作伙伴关系非常特别。McDonagh说:“我们真正做到了合作无间。

除了提供完善的服务和培训,山特维克的工程师还在现场帮助我们的员工提升技能,修磨钻头,并与我们签订了全面的钻具耗材供应合同。在耗材丢失或损坏的情况下,这实际上是一种共同分担成本的方式。”

McDonagh继续说道:“我们还派培训师参加山特维克Master Driller培训计划,这是业内水平最高的培训课程。这些人员学成归来后,将知识传授给我们的作业人员,进而改善了对所有钻进设备的操作,减少了耗材使用量。我们甚至为他们试用新设备,我们是欧洲第一家使用山特维克LH621i铲运机的客户。我们对彼此的信任由此可见一斑。”

两家公司在自动化方面也开展了类似的合作。山特维克的现场专家随时为客户提供自动化方面的协助,确保从生产力、安全性和可持续性的角度助力Boliden实现所有目标。

山特维克矿山和岩石技术爱尔兰零部件、维护和保修经理Brian Carroll介绍说:“Tara的生产目标由其生产力的质量决定。矿山的生产力取决于设备的质量;设备的质量则有赖于良好的维护。我们的现场维护和自动化团队努力为Tara提供一流的服务,帮助他们实现平稳生产,成功达到预期目标。”

作为可持续运营方面的行业领导者,Boliden大力投资节能计划,如花费百万欧元升级地下水系统、修复尾矿坝发展畜牧业等。自动化是该公司可持续发展核心的另一个关键因素。在实现这一目标的过程中,该公司通过良好的合作伙伴关系实现了成果最大化。

Bailey说:“我认为山特维克和Boliden Tara都明白,采取合作的方式会让两家公司共同获益。只有这样的合作伙伴,才能帮助我们在Tara矿山业务中保持生产力。”

Boliden

Boliden的露天矿和地下矿名列全球产量最高矿山之列。该公司在资源开发方面不断寻找全新技术和方法,同时斥巨资开发设备维护技术。Boliden的矿山位于瑞典、芬兰和爱尔兰等地,他们不断对矿山的设计、规划和管理进行现代化改造和程序简化,以进一步提升质量。