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自然崩落法矿洞的经济“助手”

不列颠哥伦比亚省坎卢普斯。借助一种全新的自动化铲运解决方案,加拿大唯一采用自然崩落法开采的矿山得以降低泥沙涌入的风险并提高生产效率。在不到两个月的时间内,矿山就收回了此项投资。

New Gold旗下的New Afton矿山位于不列颠哥伦比亚省的中南部。对于这座矿山而言,开采量与利润直接挂钩。矿山每天运输和碾磨的矿石多达22,000吨,从加拿大唯一以自然崩落法开采的矿区中开采出18,500吨矿石。

与其他采用自然崩落法技术的高产矿山一样,New Afton拥有令人羡慕的低运营成本和高效率。然而,作为应用自然崩落法的矿山,它也亟需解决一大难题:泥沙涌流。

New Afton采用自动化铲运设备的一大驱动力是降低泥沙涌入的风险。随着该矿山规模的不断扩大,越来越多的放矿点变得极度分散化和潮湿。2016年的评估显示,该矿山五分之一的放矿点被归为高风险一类。为了确保操作员的安全,New Afton停止在这些放矿点进行人工清理,并开始启动视距内远程遥控铲运。

矿山经理Peter Prochotsky说道:“当需要远程清理的矿石达到20%时,开采量就有可能不足以满足研磨工厂的加工量。”Prochotsky于2009年加入New Afton,担任采矿工程师,亲历该矿山从一个开发项目发展成为加拿大产量最高的地下矿山。他说:“多年来,视距内系统已无法满足日益增长的生产需求,我们需要一种全新的工作方式。”

NEW AFTON于2016年底开展了一项工程研究,用于评估实施自动化铲运的潜在价值:是否能够克服视距内系统带来的生产瓶颈,并进一步提高安全性。矿山在2017年初对配备AutoMine的山特维克LH514铲运机进行了为期一个月的试用。这是一台载重14吨的铲运机,尽管其长度可能不适用于某些弯道较窄的矿洞,但New Afton根据山特维克LH514在试用期的表现估计,尺寸小一些的山特维克LH410可实现极佳的周期时间和每班次铲斗运输量。

很幸运能在对我们而言最佳的时期引入AutoMine系统。

Prochotsky表示:“我们计算了从视距内解决方案转变为自动化解决方案的投资回收期,结果为54天。如果我们继续使用视距内远程遥控,那么生产损失预计会超过54天,这就是全新山特维克LH410的价值所在。我们很快便决定采用自动化解决方案。”

NEW AFTON现有的自然崩落采掘提取水平布局,并未针对自动化进行优化。两名专业的同事携手合作对该项目提供支持。他们推进了系统实施,并对操作人员提供帮助。

Bob Garner是一位拥有数十年自然崩落开采经验的技术专家,担任设备操作方面的负责人,并负责培训AutoMine系统的操作员。电气仪表技术员TJ Williams则具备丰富的技术专业知识,负责所有电气系统的安装工作,与Garner在技术上实现互补。

Garner说:“我们需要了解基础设施,设法设置无线网络,确定天线的放置点和天线之间的距离,然后规划铲运机的行走路径,完善所有其他的部分,确保它高效运行。”

New Afton矿山

位于温哥华东北约350公里处,距离不列颠哥伦比亚省中南部的区域核心坎卢普斯10公里。New Afton的地下矿区所在地原为Afton一个历史悠久的露天矿,Teck Resources公司于1977年至1997年间在此开采。

1999年,一家勘探公司收购了这片矿区,调研在露天矿旧址下进行自然崩落开采的可能性。后来这家勘探公司通过并购成立了New Gold公司。2007年,New Afton通过下降斜坡开始该矿区的开发,在2012年开始商业开采。

该矿山的员工数量约为450人,2018黄金和铜的年产量分别达到77,329盎司和8,510万磅。

山特维克提供了最初的工程协助,从西侧的矿洞开始系统实施工作,然后由Williams在东侧矿洞对其进行复制。

他表示:“基础设施相对简单,山特维克为我们提供的操作文件非常齐全,让我们可以准确无误地开展工作。在这个过程中,山特维克工程师一直在每个细节上与我密切合作。整个安装过程非常顺利。”

在2017年底进行的为期一周的调试期内,矿山订购的两台自动化山特维克LH410的第一台便证实了它的效率远远高于视距内远程解决方案。

Williams表示,这座矿山大多数视距内操作员都可以轻松地在五天内学会操作AutoMine。

他说:“与视距内铲运机相比,山特维克的自动铲运机在技术上更先进,且易于操作员掌握操作方法,每个人都能轻而易举地学会。”

New Afton已在矿山采掘层的生产清理作业中使用山特维克LH410。采掘层是自然崩落开采法的五个主要地下层之一。放矿点和矿石通道之间的平均行走距离仅为75米,限制了自动化的优势。

Prochotsky说:“从放矿点到矿石通道之间的距离越长,铲运机往返、完成一个循环的速度越快,自动化的价值就越大。”

尽管该层的行走距离较短带来了限制,但与使用的视距内铲运机相比,山特维克LH410自动设备的循环速度几乎是前者的两倍。在某些合适的地点,New Afton仍然会使用手动清理作业,因为这种方式更快。然而,山特维克LH410自动设备的停机时间更短,利用率更高,可以弥补其相对更长的周期时间。

Prochotsky说:“最终比较看来,手动铲运机和自动铲运机搬运的吨数非常接近。”

除了在不到两个月的运营时间内就收回了自动铲运机的投资成本之外,New Afton切身体会到设备良好运行对矿场盈利的益处。AutoMine以极高的精确度控制铲运机,其防撞功能有助于在保持高速的前提下消除损坏的风险,加快循环速度。

<p>在New Afton矿山的生命周期内,地下开采作业预计每年可产出85,000盎司黄金和7,500万磅铜。</p>

在New Afton矿山的生命周期内,地下开采作业预计每年可产出85,000盎司黄金和7,500万磅铜。

Prochotsky说:“过去,我们每台铲运机每月造成的碰撞损失往往都在10,000加元左右,损失产生的直接原因是需要在狭小环境中操作视距内铲运机。但AutoMine将这个成本降到了零。”

与矿山中其他类型的10吨铲运机相比,山特维克LH410自动铲运机的轮胎寿命也延长了30%。

New Afton成功地从视距内设备升级为自动化铲运设备,在改善清理效率的同时缓解了泥沙涌流的危险。现在,New Afton开始考虑扩大自动化的应用。

在投入使用后的前18个月中,操作人员从两个地下控制室操作山特维克的自动铲运机。New Afton最近完成了在不列颠哥伦比亚省能源、矿业和石油资源部进行的许可证修订程序。新许可证允许该矿山的操作人员在地面第三个操作位上控制AutoMine,这可以减少往复的时间,在换班期间实现自动化清理。

Prochotsky说:“我们认为,这将会充分释放自动化的生产力优势。这一变化有望带来更多的益处,而不是仅限于弥补手动和自动化生产效率之间微小的差距。”

虽然NEW AFTON在2018年将几乎全部精力用于生产作业,但该矿区最近还是重新启动了开发工作,准备启用一个新矿区,预计可将矿山开采寿命延长至2030年。尽管每天两次的爆破导致作业时间减少了三个小时,但New Afton必须保持每天18,500吨的产量。在地面上操作AutoMine让New Afton能够应对这一挑战。

Prochotsky说:“我们将通过使用自动铲运机来保持自然崩落开采的生产力,清理各轮开采的矿石,弥补爆破清理带来的延误。如果每班可以节省90分钟,这就是极大的效率提升,也会降低项目的风险。”

New Gold

New Gold是加拿大的一家中型矿业公司,经营不列颠哥伦比亚省的New Afton矿和安大略省的Rainy River矿。New Gold还是不列颠哥伦比亚省Blackwater项目的全资所有人,同时在墨西哥经营Cerro San Pedro矿,该矿区在2018年已经过渡到填埋阶段。New Gold在2018年实现了持续运营,开采了315,483盎司黄金和8,510万磅铜。

Prochotsky表示,New Afton现在采用自动化铲运是最恰当的时机。
他说:“在自然崩落采矿领域,有机会将所学付诸于实际行动实属难得,因为这种矿山每开发一个新矿层,通常要等待5-10年。我们很幸运,可以在对我们而言最佳的时期引入AutoMine系统,学习如何利用它来实现最大效益,并在未来的矿山设计中充分利用它的优势。”

对于New Afton的管理层而言,事实证明AutoMine作为全面的解决方案完全达到他们最初的预期。

Prochotsky说:“如果另一位矿山经理来找我,问我应该找哪家公司开展自动化工作,我会告诉他,我认为山特维克拥有市场上最好的系统,他们提供了完整全面的解决方案,还会派服务代表到现场,帮助培训员工。他们制定了完善的安全文件,确保在井下不会发生任何状况或事故。他们的产品非常高效。我认为这个解决方案也非常容易理解。”