一个美好的 矿山新世界

 采矿业正沿着制造业走过的自动化方向发展。安全、生产效率和能源效率的改善也将随之而来,但是除了科技之外,还有一些东西更为重要。

采矿运营管理、融资及招聘专家Lawrence Lien表示,“未来20年中,我们将看到行业的一个巨大变化,尤其是新的采矿运营方面。”
在描述“工厂式矿山”时,他说,“我们甚至认不出自己。”整个生产过程都由自主管理的自动化设备和远程控制来完成。
“我们决心创造一个更加稳定的开采环境,能够实现从6个月到两年的更长时间重复生产,那么物料的传送就可以尽量实现自动化,”他说。

自动化助力安全与能效升级

AutoMine是山特维克矿山自动化产品系列。它提供了更高的安全性和生产效率,同时减少能源使用对环境的影响。
AutoMine是山特维克矿山为自动化开采而开发的一套综合系统。该系统涵盖从自动化钻头到物料最后离开破碎机或分筛机,以及被送往加工厂的一系列过程。在这期间,大量物料以高效率的方式,从生产区被送往破碎机进行处理。
这一连串的操作包含多个山特维克自动化解决方案,例如计算机辅助远程控制钻凿、自主装载-搬运-卸载车队和自动控制破碎机控制等。AutoMine也可以与生产规划系统以及非山特维克制造的产品实现对接,例如自动充电器。
“我们正在尝试,不但要实现特定工作部分的自动化,而且要优化整个开采过程,”山特维克矿山自动化产品市场推广及销售经理Taina Heimonen说。

这种方法可以带来很多好处。由于整个过程成为可控,这样就能规划好生产和维护,最大限度地利用设备。如果系统中包含状态监测,则可在意外故障发生之前,及时对设备进行维修保养。
由于AutoMine操作的设备比手动操作所能做到的更加顺畅,因此也会减少总体维护需要。所有这些都将提高生产力和能源效率,也会减少矿山对环境的影响。但这些都不是最重要的,Heimonen说。
“人身安全向来都是矿山自动化发展的关键驱动力。实现自动化的想法正是要让人们远离危险区域,避免重复性工作可能造成的职业伤害。”

2004年,山特维克为智利Codelco公司的El Teniente Mine矿山提供了首套AutoMine系统。随后在加拿大、芬兰和南非的矿山也进行了安装,迄今为止的结果令人鼓舞。
“我们已有一些案例 —— 与人工操作相比,自动化使运输量增加了一倍,装卸量增加25%以上,”Heimonen说。n

制造业已因自动化而大为改观,这意味着采矿业将借助信息科技的高速发展,重走制造业的发展道路。其结果是提高生产效率,并为操作员带来了更好的工作环境和更高效率的过程控制。这些好处也将驱动采矿业的发展。
由于矿井越挖越深,矿山越建越远,提升生产效率可以帮助采矿企业弥补增加的开采成本。通过在更安全和更城市化的地点进行远程控制,无人自动化设备能够长时间工作,并可保持始终如一的绩效。
自动化采矿可以从总体上控制流程来优化产品质量。通过计算机辅助钻凿和准确定位,就可以只挖掘必需的矿物,避免挖出过量矿物料,耗费资源而得不到收益。整个采矿过程可以实现流线型精简作业,提高能源效率。
“我想你会看到能源用量的减少,”

Lien说。“矿主们越来越关心碳排放,这也意味着他们会更多地使用电动机械,例如输送机、卡车和铲车。”
在一个自动化生产的矿山中, 流程控制系统能够从多方面对可持续性产生影响。例如它能始终关注影响环境因素,例如地下水位的高低和沉降池的状态。
自动化系统的另一个部分是,操作员无需往返于生产区就可以监视和操控若干部机器,既节省燃料又节省时间。来往生产区的人越少,对通风设施的需求就越少,而这又是井下采矿中成本高且耗费资源的部分。最后,进入危险区的人将减少,这点亦同样重要。

加拿大劳伦森大学工程学院教授、机器人及自动化专家Greg Baiden说,“当你在控制室里工作时,安全系数会直线上升。”他也是Penguin Automated Systems公司董事长兼首席技术官。该公司为机器人和其它设备的远程控制提供通信解决方案,涉及领域跨及太空和地下矿井。《Solid Ground》在佛罗里达找到他时,他正在测试一个无线水下系统,该系统基于光线而非无线电波,他认为不论是露天矿还是地下矿井,这个系统都将非常有用。他认为,矿山自动化的持续发展不需要任何技术飞跃。
“目前我不认为会遇到大的技术挑战,”Baiden说。“需要的东西都已经在那了。有一些工程工作要做,但是我还很难指出到底在哪些方面我们是无法做到的。”
他认为,与采矿自动化相关的其他一些问题可能比较难发展,例如一个乐于变革的企业文化。
要解决这个问题可能很难,因为人们往往喜欢做已经熟识的事情。”

Lawrence Lien也表示同意,他认为企业和文化往往决定着一个自动化项目的成败。
“有时我们只关注硬件和软件,而不是应用这些东西的企业环境,”Lien说道。“但我们要意识到,这不仅是即插即用这么简单。”
Lien解释说,当自动化被引进企业时,尤其是一套现成的系统,从一开始就要对其新角色和结果的期望值进行全面定义,这点至关重要。
他说,“你不必为它大吹大擂,但是你必须认识到工作将变得不同,”他说。“在许多情况下,它与培训员工无关;而与你如何管理公司密切相关。”

文:Ake R Malm   图:Kjell Thorsson