Какой будет шахта будущего

Фото главного офиса Epiroc в Эребру

В последние годы слово майнинг всё больше ассоциируется с Bitcoin и компьютерами. Однако это не имеет ничего общего с настоящей добычей. Даже учитывая цифровую и постиндустриальную экономику, майнинг – это всё же горнодобывающая промышленность, а цифровая шахта – это не компьютерная ферма по обработке данных с целью получить заветную монету криптовалюты. Чтобы воочию убедиться как выглядит цифровая шахта будущего и что значит "четвёртая промышленная революция" для реальных промышленных предприятий издание ТЕХНОmagazin отправилось в Швецию, где располагается штаб-квартира компании Epiroc Rock Drills AB – одного из ведущих разработчиков горного оборудования для подземных, буровзрывных, геологоразведочных и инфраструктурных проектов.

Свою продуктовую линейку Эпирок разделяет на три дивизиона: оборудования для подземных работ, оборудование для открытых горных работ и геологоразведки, а также дивизион гидравлического навесного оборудования. Целью компании, по словам вице-президента по коммуникациям и маркетингу Софи Гилен (Sofie Gielen), является поставка оборудования, которое повышает производительность и даёт преимущество заказчикам компании. Именно для повышения производительности и безопасности в шахтах, компания Эпирок занимается интеграцией информационных технологий в производственные процессы добывающих предприятий, и применяют инновационные технологии: разрабатывают и внедряют автономные машины, дистанционно управляемое оборудование, технику с электродвигателями, используют центр управление парком и автоматизации Control Tower для анализа и обработки данных.

Информационные системы под землёй

Фото диагностического пункта для техники Epiroc

Зачем под землёй информационные технологии? Да очень просто. Производительность и экономическая эффективность шахты зависит от коэффициента использования работающего в ней оборудования. Просто владеть даже самым современным и высококлассным оборудованием не достаточно, оно должно работать. Это понимают все. Для оценки этого необходимо применять системы мониторинга и обработки данных.

Проанализировав данные с 405 подземных машин по всему миру, в компании Epiroc получили удивительный результат: время работы техники составляет…. лишь 25-30% времени! Плюсуем сюда ещё 10-15% времени ожидания, холостого пробега, и т.п. и получаем в итоге коэффициент использования оборудования менее 50%. Остальное уходит на простой. Конечно, сюда входит и время на ремонтно-сервисное обслуживание, но согласно аналитическим данным консалтинговой компании McKinsey ремонт составляет лишь 17% времени простоя. Всё остальное "съедает" отсутствие фронта работ, пересменка, неготовность оператора к работе и т.д.

Причины этого просты – отсутствие своевременной информации из шахты, удалённость рабочего участка от места входа в забой, холостой прогон техники от места бурения (перемещения материала) до точки диагностики и ремонта. Список каждый может продолжить сам. Пути решения этих вопросов тоже различны. Но даже если увеличить время работы техники всего на один час в сутки, это повысит производительность шахт по всему миру примерно на 40 млн. часов в год!

Контрольно-диспетчерский пункт

Фото мониторов диспетчерского центра Epiroc

Внедрение технологий передачи данных с установкой под землёй WiFi роутеров и подключение техники к системам мониторинга позволяет применять различные системы и сценарии для оптимизации бизнес-процессов. Например, получение оперативных данных о неисправности, скажем, гидравлической системы бурового станка, позволяет направить механика сервисной службы для оценки масштабов проблемы и возможности её решения непосредственно на рабочем участке. Информация о местоположении оборудования позволяет оперативно перебросить технику с одного участка работ на другой в случае необходимости, причём сделать это с минимальным холостым пробегом. И уж конечно, использование автономных машин и дистанционного управления позволит сократить время на пересменку и подготовку к работе.

Именно с этой целью в Epiroc разработали и запустили проект Control Tower – центр управления или проще сказать диспетчерская. Здесь на мониторы выводится информация о состоянии техники, показания бортовых систем мониторинга и геолокации, картинки с наружных камер машин и внешних камер наблюдения из шахты, а также системы удалённого управления оборудованием.

Что уж говорить о наземной технике. Благодаря современным технологиям управление, скажем, буровой машиной можно осуществлять на расстоянии в несколько тысяч км. Кстати, в Эпирок используют инновационную систему, с помощью которой один оператор может управлять несколькими буровыми машинами. Но об этом речь пойдёт немного дальше.

Фото мониторов диспетчерского центра Epiroc

Во время экскурсии на завод подземной техники в Эребру нам продемонстрировали работу Control Tower на примере тестового рудника Epiroc, расположенного в 20 км от завода. Был разыгран сценарий выполнения задачи по перемещению материала из забоя с помощью погрузочно-доставочной машины. После получения задачи, диспетчер определяет местоположение ближайшей ПДМ, строит для неё самый оптимальный маршрут и передаёт заказ на выполнение задачи оператору. В заказе содержится вся информация о том, откуда, куда и что необходимо переместить, а также маршрут передвижения. Причём оператор ПДМ может находиться как непосредственно в шахте, так и в диспетчерской за пультом удалённого управления. Кроме того, такое же задание может быть передано и роботизированной погрузочно-доставочной машине.

Дистанционное управление бурением

Фото подземного бурового станка Epiroc

Что касается дистанционного управления машинами, то тут нужно понимать различия в подходе к управлению буровым станком и, например, погрузочно-доставочной машиной. Если управлением операцией веерного бурения можно легко передать удалённому оператору, то перемещение по шахте техники с дистанционным управлением может быть не безопасно, пока во всяком случае. Поэтому на данном этапе, применяется ограничение области работы такой техники и в случае нарушения кем-то периметра данного участка, система автоматически отключается и техника переходит в режим ожидания.

Что касается практического применения данных технологий в России, то некоторые из них уже успешно применяются на предприятии в Апатитах, где добычные буровые установки Epiroc Simba ST14 работают практически 24 часа в сутки. Данный проект запущен в августе этого года и по предварительным данным, переход на дистанционное бурение позволяет повысить производительность буровых станков на 20%.

Если же говорить об открытых буровзрывных работах при строительстве инфраструктурных проектов или же на карьерах, то управление ими возможно и вовсе за тысячи км. В Эпирок продемонстрировали систему управления буровым станком, соединённую с машиной в Гарланде, США. Несмотря на столь значительное расстояние, никаких проблем по удалённому доступу не наблюдается.

Кроме того, применение навигационной буровой системой HNS в станках SmartRoc позволяет заносить план бурения в компьютер буровых машин и производить работы уже без нанесения разметки на местности.

Фото удалённого рабочего места для буровых SmartRoc

На заводе в Эребру, также провели демонстрационный показ удалённого рабочего места станка для открытых буровых работ SmartRoc D50. Оно имеет полный функционал и идентичные органы управления, что и место оператора в кабине, но оснащено дополнительными мониторами для вывода изображения с наружных камер. Технические возможности позволяют удалённо подключиться к шести-девяти буровым машинам, но как показывает практика, один оператор эффективно может управлять парком до трёх машин.

Экологическая безопасность шахт

Фото системы батарей Epiroc

Кроме работы над дистанционным управлением оборудованием, Epiroc решает вопросы снижения затрат своих заказчиков путём замены дизельных двигателей на электрические. Выхлопные газы от работы погрузочно-доставочных машин и подземных самосвалов необходимо выводить из шахты, что влечёт увеличение затрат на вентиляцию. Кроме того, значительная статья расходов – это дизельное топливо.

В отличие от наземной техники, машины под землёй легче подзаряжать. Им не требуется разветвлённая сеть заправочных станций. И на первый план выходит энергоэффективность, долговечность и лёгкость в замене и обслуживании батарейного блока. К тому же, очень важна их безопасность.

Компания Эпирок представила уже второе поколение техники на электротяге. В основе создания батарейного блока лежит модульность и универсальность. Батареи полностью взаимозаменяемы и легко трансформируются для любого типа техники.

Одного заряда батареи хватает на 3-8 часов работы в зависимости от типа техники и интенсивности её использования. Если этого не хватает, батарею можно заменить. Процесс этот занимает всего 5-7 минут, после чего машина вновь готова приступить к работе. Зарядка разряженного аккумулятора занимает от одного (быстрая подзарядка) до восьми часов. Кроме того, при выходе из строя отдельных элементов питания, они могут быть заменены, т.е. батареи на технике Epiroc являются обслуживаемыми.

Что касается утилизации отработанных батарей, то потребителям техники не нужно будет об этом беспокоиться. Компания планирует взять на себя все заботы об этом, поскольку имеет предварительные договорённости с поставщиками элементов питания о дальнейшем приёме их в переработку.

Фото ПДМ Epiroc

По заявлениям Эпирок, компания будет готова полностью отказаться от установки дизельных двигателей на свою подземную технику через пять лет – к 2023 году.

Цифровая шахта, электрические, роботизированные машины и оборудование с возможностью удалённого управления – вот так, по мнению Эпирок, выглядит отрасль горной добычи и майнинга в будущем. И это будущее гораздо ближе, чем вы думаете.

Редакция ТЕХНОmagazine благодарит Epiroc Rock Drills AB и её дочернюю компанию ООО Эпирок Рус за предоставленную информацию и возможность посетить завод и штаб-квартиру компании.

Автор: Роман Коротков

Поделиться
Подпишись на Я.Н