深入地下

全球最深的基础金属矿山地表数千米以下,一种自动装载解决方案正在帮助矿场提升安全性和设备利用率,并缩短采矿场的生产周期。

KIDD OPERATIONS公司的铜矿和锌矿位于多伦多以北700公里的安大略蒂明斯,矿井深度达到9,880英尺(3,000米),是世界上最深的基本金属矿。为了让您对矿山的深度有一个大致概念,您可以想象一下多伦多高457米的加拿大国家电视塔,这是西半球最高的自立式建筑,即使将6个半该电视塔依次堆叠起来,也难以触及Kidd矿的最深处。

自动化影响深远
在这样的深度进行采矿将面对众多挑战,包括技术上的挑战(地震活动考量因素;大气压力会带来温度升高,给通风系统造成压力)和物流上的挑战(从地面向最深的开采层运送矿工和物料需要花上一个多小时)。

升降车载着矿工从地面进入4,700英尺(1,430米)的地下。即使在88矿层(相当于地表以下8,800英尺或2,680米),山特维克LH514也能在矿山最繁忙的生产区域,自主工作以实现产量最大化。在矿山的另一个开采层上,四台自动化铲运机中的一台进入采矿场,装满砂土并快速返回,目前这片区域由于受到地震的影响而暂时关闭。

Kidd Operations

  • 公司名称:Kidd Operations
  •  母公司:Glencore Canada Corporation
  •  矿山位置:安大略蒂明斯以北28公里处,乡村音乐明星Shania Twain的家乡
  •  员工人数:矿山研磨厂共约850名;该公司是蒂明斯最大的私人雇主
  •  铁矿石年产量:2016年225万吨 —— 相当于76座帝国大厦的体积
  •  主要出产物:铜和锌、银(副产品)
  •  金属年产量:约40,000吨铜和60,000万吨锌
  •  运营年份:1996年
  •  计划运营年限:2022年
  •  矿山深度:9,880英尺(3,000米)
  •  地面至螺旋隧道底部的距离:24公里

自该矿山投产半个世纪以来,有25年时间一直在使用山特维克的设备。今天,Kidd Operations依靠四台配备了山特维克AutoMine Lite系统的山特维克LH514铲运机在矿山最深的矿区服役。

这套自动化系统需要一个隔离区域,以确保矿山工作人员的安全。隔离区设置钢丝大门,这是任何人允许靠近的极限位置,它是至关重要的第一道防线。除此之外,它也是一个红外线屏障,如果屏障被损坏,它会立即且自动停止铲运机的工作。尽管有时候屏障会被人为破坏(例如为了实施维修计划而移动设备),但矿山会在设备重新启动之前对开采层进行一次大检查。

远程操控提升生产效率
山特维克LH514将砂石运走并卸载,然后返回执行下一个任务。装载和卸载全部通过山特维克AutoMine Lite系统,由操作人员在地面远程完成。七台机载摄像机和两台扫描仪为地面操作员显示铲运机周围的情况,并在需要的时候进行干预。铲运机可自行在采矿场和卸载地来回穿梭,因为内置程序会告诉它要去哪儿。

对利用率和效率的高要求促使Kidd Operations采用山特维克AutoMine解决方案。矿山经理Ryan Roberts认识到目前的采矿环境颇具挑战性,但他说,我们的目标一如既往 —— 如何安全地、高效地实现最大开采量。

他说:“我们必须竭尽全力尽可能地降低成本,不管金属价格如何波动,这一原则不应改变。”

更高利用率
自动化铲运机的使用增加了操作的复杂性。自动铲运机运行的区域在一些现有矿山中(例如Kidd Operations),需要与人员隔离,这意味着需要隔离整个矿层,同时工程师们必须接受自动化组件的相关培训。Roberts表示,除了这些复杂性之外,自动化铲运机的使用还是带来很多明显的好处。

他解释说:“自动化铲运机的利用率比手动铲运机高12%。它们的利用率之所以高是因为我们不需要为了爆破、气体条件或地震影响而停止工作,铲运机可以持续工作,而不影响矿工正常往返井下。”

Kidd Operations自动化专家Jeff Sullivan说,最初他们引进山特维克AutoMine Lite系统是为了通过减少班组之间的停机时间提升生产效率。

它们的利用率之所以高是因为我们不需要为了爆破而停止工作

他说:“通常每个班组工作10小时,我们会在第一个班组浪费掉大约两小时时间。取决于矿井深度和来去工作地点的距离,到达井下需要花费很长时间。”

山特维克LH514铲运机每天运行时间长达21小时,Kidd从中获益颇多。与传统铲运机相比,有效生产时间延长了30%。矿山甚至能将铲运机的总数减少至三台,部分原因是由于采用了山特维克AutoMine Lite系统,延长了生产时间。

矿山高级工程师生产协调员Andy Saindon说:“在自动化的帮助下,我们设备的工作时间得以延长。我们可以在班组轮换期间清除砂石,同时可以在人员不允许进入的矿层,如爆破之后发生地震的区域以及进行气体条件检查时继续工作。”

Saindon表示,操作员给予这些自动化设备积极评价。
他说:“他们喜爱自动化设备是因为这比在矿区内工作更加安全、舒适,而且他们能远离危险、灰尘和烟雾。”

<p>Kidd Operations 1966年开始运营,计划运营年限至2022年。</p>

Kidd Operations 1966年开始运营,计划运营年限至2022年。

<p>七台机载摄像机和两台扫描仪向地面操作员显示铲运机的情况以便在需要的时候进行干预。</p>

七台机载摄像机和两台扫描仪向地面操作员显示铲运机的情况以便在需要的时候进行干预。

<p>公司依靠四台搭载了山特维克AutoMine Lite的山特维克LH514铲运机在矿山最深的矿区效力。</p>

公司依靠四台搭载了山特维克AutoMine Lite的山特维克LH514铲运机在矿山最深的矿区效力。

迎接并战胜挑战
在地面上,坐在独立工作间里的人员全神贯注地注视着两台计算机屏幕,监控山特维克自动化铲运机的状态。屏幕可以显示出每台山特维克铲运机在地图上的位置,以及通过铲运机视角、从车载摄像机中观察到的情景,甚至还可以显示地下岩石破碎机的运行状况。各个矿层通过矿石输送管道将砂石送至运输层,而且矿山能在开采层和运输层之间移动自动铲运机,以实现生产车队效率的最大化。运输层是矿山的瓶颈,Kidd Operations一直与山特维克合作,以缩短在这些关键运输层的生产周期。

Sullivan总结了这类深度挖掘所遇到的一些挑战。他说:“我们遇到过矿山结构中的极高岩石压力、高温、高湿、通风等问题,在这么深的地下很难获取空气,但是我们需要确认我们的员工和设备有足够的空气开展工作。山特维克自动铲运机令我们能够在无法派遣员工前往的矿区开采,例如在爆破之后容易发生地震的区域,或者气体条件限制人员前往的区域。

他说:“我们必须将砂石移除,我们不能放在那里不管。然后我们才能很好地控制这片矿层,因为当我们使用机器人操作模式时,我们必须掌握整个矿层的情况。所有人员和其他设备都要离开矿层,只有机器人会留在那里工作。”

Kidd Operations成功地安装了山特维克AutoMine Lite系统,矿山正与山特维克合作改进这一系统。Sullivan说:“对设置进行改进并重新布置自动铲运机,以及开发隔离区域,确保了铲运机的自动化保护,这些都是为实现铲运机产量最大化所采取的措施。”

山特维克解决方案

Kidd Operations使用山特维克铲运机已有25年,山特维克向Kidd Operations位于安大略蒂明斯的铜锌矿交付了四台配有山特维克AutoMine Lite系统的LH514铲运机。2012年矿山安装了第一套系统,并计划于2016年底引进第五套。这套系统为矿山的生产效率和员工的健康与安全做了巨大贡献。

使用了自动化系统后,操作员可以在地面的空调室中工作。操作员坐在计算机显示屏前的舒适座椅上,通过眼前的地图实时查看铲运机的精确位置,同时车载摄像机也会实时显示铲运机周围环境的画面。