Das Herzstück der Automatisierung

Die Mitarbeiter der Coeur Alaska Kensington Mine sind bis zu zwei Stunden unterwegs, um zum Minengelände zu gelangen, aber selbst die erfahrensten Bergleute sagen, dass die Landschaft dies wert ist.

Zweimal täglich steigen die Mitarbeiter in Juneau, der Hauptstadt Alaskas, in einen Bus, der sie zu einem 37 Kilometer entfernten Hafen bringt. Die 45-minütige Bootsfahrt auf dem Lynn Canal bietet malerische Ausblicke auf schroffe Berggipfel und die Möglichkeit, saisonal Wale zu beobachten. An der Anlegestelle der Mine steigen die Mitarbeiter dann in einen anderen Bus um und fahren die restlichen acht Kilometer über eine Allwetterschotterstraße zum Minengelände.

Die Kensington-Mine ist nur per Boot, Wasserflugzeug oder Hubschrauber erreichbar und liegt auf einer kompakten Fläche von mehr als 100 Hektar im Tongass National Forest, dem größten Nationalwald der Vereinigten Staaten. Der durchschnittliche jährliche Niederschlag am Standort beträgt über 100 Zoll, wobei am Portal der Mine im Winter Schneehöhen von über 3 Metern möglich sind.

Die kommerzielle Produktion begann im Jahr 2010 und die Goldmine erreichte 2019 den Meilenstein von einer Million Unzen. Der 2005 genehmigte Betriebsplan der Mine sah ursprünglich eine Lebensdauer von 10 Jahren bei einem Tagesdurchsatz von 1.130 Tonnen vor. Dank der von Coeur vorgenommenen Verbesserungen beim Abbau und bei der Verarbeitung konnte die Mine ihren Durchsatz auf 1.815 Tonnen pro Tag steigern, und die fortgesetzten Investitionen in die Exploration sowie die positiven Erträge haben die Lebensdauer der Mine bis etwa 2025 verlängert. Im Jahr 2020 investierte Coeur 8,6 Mio. USD in die Exploration bei Kensington und weitere 11 Mio. USD im Jahr 2021, um die Lebensdauer der Mine zu verlängern. Im Jahr 2022 erhielt Coeur Alaska die Genehmigung, die Abraumhalden und die Lagerkapazität für Abraumgestein zu erhöhen, um die Lebensdauer der Mine um mindestens weitere 10 Jahre zu verlängern.

Die Abgeschiedenheit des Betriebs schafft einzigartige Betriebsbedingungen, einschließlich Stromerzeugung und Lastmanagement sowie Notfalldienste vor Ort. Alle Teile, Lebensmittel und Brennstoffe werden einmal wöchentlich mit einem Lastkahn aus Seattle angeliefert, so dass Planung und Lieferkettenlogistik für den Erfolg des Bergwerks entscheidend sind.

Die Einführung effizienter Betriebsabläufe trägt ebenfalls dazu bei, die höheren Betriebskosten an dem abgelegenen Standort auszugleichen. Eine der wirkungsvollsten Technologien, die das Bergwerk in den letzten Jahren eingeführt hat, ist die Automatisierung.

Kensingtons Automatisierungsreise begann, nachdem die Minenleitung den Stand von Sandvik auf der Messe MINExpo INTERNATIONAL 2016 besucht hatte.

"Die Idee, den Bergmann aus dem Stollen zu entfernen und einen Untertage-LHD durch Automatisierung zu steuern, war für uns sehr aufregend", sagt der damalige General Manager Mark Kiessling.

Das Bergwerk befand sich in einem Zyklus zur Aufrüstung der Flotte und untersuchte gleichzeitig mehrere Automatisierungssysteme. Betriebsleiter Kyle Beebe sagte, dass die von Sandvik vorgeschlagenen Vorteile, die einfache Implementierung und die Kosten im Vergleich zu den Alternativen ausschlaggebend für die Wahl des AutoMine-Systems waren.

"Wir haben uns auch deshalb für Sandvik entschieden, weil die Systeme bereits auf der Maschine einsatzbereit waren und nicht erst nachgerüstet werden mussten", sagt er.

Coeur Alaska kaufte 2017 eine neue Sandvik-Flotte, darunter zwei mit AutoMine ausgestattete Sandvik LH514 14-Tonnen-Lader. Beebe sagte, dass die Hauptmotivation für die Implementierung der Laderautomatisierung bei Kensington zwar in der Optimierung der Sicherheit durch den Austausch der ferngesteuerten Bedienung durch die Fernsteuerung lag, dass aber die Produktionssteigerung durch den Einsatz automatisierter Ausrüstung zur Fortführung des Abraumtransports während des Schichtwechsels und der Sprengzyklen, wenn die Mitarbeiter nicht in der Mine sein können, an zweiter Stelle stand.

Kensington implementierte AutoMine im Laufe des Jahres 2018 und baute sein drahtloses Netzwerk-Backbone aus, um automatisierte Bereiche zu unterstützen und einige anfängliche Kinderkrankheiten und kulturelle Akzeptanzprobleme mit dem neuen System zu bewältigen. Das Bergwerk bewegte mit AutoMine im Jahr 2019 4.000 Tonnen Erz, und da sich die Systemzuverlässigkeit verbesserte, wurden allein im Januar 2020 4.000 Tonnen Erz gefördert. Im Jahr 2021 konnte das Bergwerk einen weiteren Anstieg der Gewinne verzeichnen.

"Die Möglichkeit, das Material zu bewegen, ohne dass eine Interaktion zwischen Mensch und Maschine erforderlich ist, ist einfach fantastisch", sagt Kiessling, "es hat unsere Denkweise über die Fernabfertigung und das Einbringen von Material wirklich verändert. Wir haben große Produktivitätssteigerungen festgestellt."

Bryan Nord, Manager für IT und Business Intelligence, leitet die Entwicklung des Automatisierungsprogramms von Kensington. Durch die Einstellung von Vollzeit-Automatisierungstechnikern, die Schulung von Bedienern, die Identifizierung gängiger Probleme und Lösungen sowie die Verbesserung der langfristigen Planung konnte Kensington die Nutzung der AutoMine im Jahr 2021 um mehr als 20 Prozent steigern.

"Unser Automatisierungsteam arbeitet ständig an der Verbesserung der Infrastruktur, des Berichtswesens, der Betriebsverfahren und der Qualität der Wartung, um uns die besten Erfolgschancen zu geben", sagt Nord, "Wir erwarten, dass sich unsere nachhaltige Nutzung weiter verbessert."

Obwohl AutoMine bei Kensington zunächst für die ferngesteuerte Bedienung eingesetzt wurde, hat sich die Anwendung weiterentwickelt, da die Akzeptanz und Nutzung des Systems stetig gestiegen ist. Das Bergwerk muckt ferngesteuert, aber das Fahren und das Abkippen des Erzes können völlig autonom erfolgen.

"Wir haben zwar die Vollautomatisierung erforscht, aber unsere derzeitige Minenkonstruktion schließt den Einsatz einer Vollautomatisierung aus, und die Sequenzierung erfordert, dass wir in einer Vielzahl von Bereichen sofort einsatzbereit sind. Dies hat uns dazu veranlasst, die Nutzung von AutoMine vor allem in der ferngesteuerten und halbautonomen Bedienung zu optimieren", so Nord.

Kensington setzt seine automatisierten Sandvik LH514 derzeit sowohl für den Transport von Erz von den Strossen zu den Abraumhalden auf automatisierten Ebenen während des Schichtwechsels als auch für den Transport von Erz von den Strossen zu den Erzgängen ein, typischerweise während des Schichtwechsels, aber auch für ganze Schichtzyklen.

"Dies sind die beiden effizientesten Einsatzmöglichkeiten, die die geringsten Ausfallzeiten durch die Entschärfung der Ebenen für die Bohrmannschaften mit sich bringen", sagt Nord, "Wir setzen die Lader oft auf Ebenen ein, die Zugang zu einem Erz-/Abfalldurchgang für die Arbeit in der ganzen Schicht haben, da wir dort leicht einen Lader aufstellen und ihn kontinuierlich laufen lassen können."

Nord sagte, dass Kensington derzeit zwar keine Messdaten verfolgt, um die Vorteile von AutoMine im Vergleich zur manuellen Schüttung zu quantifizieren, dass das Team aber feststellte, dass die Halden bei Einsatz von AutoMine voller blieben. Das Bergwerk hat während eines dreistündigen Schichtwechsels bis zu 42 Schaufeln in einem Erzgang bewegt.

"Das sind 42 Schaufeln, die während des regulären Betriebs nicht hätten bewegt werden müssen", sagt Nord, "diese Kennzahl hat dazu geführt, dass Ressourcen rund um den Lader frei wurden, um sie an anderer Stelle einzusetzen, wo sie gebraucht wurden. Wir setzen Personalstunden frei, um andere Arbeiten zu erledigen, die erledigt werden müssen.

"Als die Betriebsgruppe des Bergwerks sah, dass der Lader zuverlässig und in der Lage war, diese Tonnen zu produzieren, wenn keine anderen Aktivitäten unter Tage stattfanden, begannen die Leute wirklich zu verstehen, warum wir dies taten", sagt er. "Jetzt sagen die Leute: 'Hey, das funktioniert, das ist gut, was können wir damit noch tun?

Kensingtons Hauptbeschränkungen für AutoMine sind die Verfügbarkeit von Ladern und Bedienern, und auch die zeitliche Abstimmung mit dem Bohren bleibt eine Herausforderung.

"Mit AutoMine haben wir mehrere Stunden unproduktiver Ausfallzeit pro Tag in eine Steigerung unserer Tonnage umgewandelt", sagt Nord, "auch wenn die Anwendung der Automatisierung auf unsere Bohr- und Sprengstopp-Methode und in den aktuellen Abbaubetrieben, die ohne Berücksichtigung der Automatisierung entworfen wurden, eine Herausforderung darstellte, funktioniert das System jetzt besser als ursprünglich erwartet. Mit der richtigen Schulung, der verbesserten Unterstützung von Sandvik und der Vertrautheit mit der Ausrüstung hat unser Automatisierungsteam eine drastische Verbesserung der Nutzung und einen deutlichen Rückgang der Arbeitsunterbrechungen festgestellt", sagt Nord.

"Sandvik hat uns auf unserem Weg zur Automatisierung gut unterstützt, auch wenn es auf dem Weg dorthin einige kleine Schluckaufs und Herausforderungen gab. AutoMine bietet eine Menge Vorteile. Die Lernkurve und die Herausforderungen bei der kulturellen Akzeptanz sind nicht unbedeutend, aber sie können bewältigt werden, und wir glauben, dass es nach der Implementierung die Sicherheit und Produktivität optimieren kann."

Nachdem Kensington die Herausforderungen der Automatisierung des Laders in etablierten Grubenbauen, die nicht für diese Technologie ausgelegt sind, gemeistert und die Vorteile von AutoMine unter Beweis gestellt hat, freut sich die Mine darauf, in den kommenden Jahren noch mehr Nutzen aus der Automatisierung zu ziehen. Da der Abbau in der Lagerstätte Elmira 800 Meter östlich der Hauptlagerstätte Kensington im Jahr 2023 beginnt, hat Coeur Alaska den neuen Erzkörper speziell für die Automatisierung geplant und entworfen, um die Vorteile zu maximieren.

"Die Ingenieure suchen jetzt nach Möglichkeiten, AutoMine in alle neuen Produktionsdesigns zu integrieren, was uns die Flexibilität gibt, die Automatisierung zu nutzen, um das Material effizienter zu bewegen", sagt Nord, "Wir implementieren derzeit ein automatisiertes Ladesystem mit Elmira, von dem wir glauben, dass wir die automatisierten Muckers während der Schicht für einen dauerhaften Nutzen nutzen können. Wenn wir die Rolle der Automatisierung weiter ausbauen, werden die Kostenvorteile und Zykluszeitgewinne voraussichtlich noch deutlicher werden."

Kensington prüft auch die Möglichkeit, AutoMine in der neuen Lagerstätte als Lkw-Überladebrücke einzusetzen.

"Wir haben den Entwurf gemacht, um die Aspekte der Automatisierung einzubeziehen, von denen wir glauben, dass sie den Entwurf intelligenter und kosteneffizienter machen", sagt Kiessling. "Wir sind wirklich begeistert von dieser Möglichkeit, nicht nur vom Standpunkt der Beladung aus, sondern möglicherweise auch vom Standpunkt der Beförderung und der Weiterentwicklung der Automatisierungskonzepte in dieser neuen Mine."

Die Automatisierung hat bereits dazu beigetragen, die Sicherheit und Produktivität zu erhöhen und die Kosten in Kensington zu senken, und die skalierbare Technologie hat weiteres Potenzial, die Wirtschaftlichkeit der bestehenden und noch zu erschließenden Erzkörper zu verbessern.

"Das Fantastische daran ist, dass der Einsatz von Automatisierung und die Nutzung dieser Effizienz, die Möglichkeit, während des Schichtwechsels abzubauen und mehrere Maschinen intelligent zu steuern, das Potenzial hat, unsere Kostenstruktur zu senken und uns zu ermöglichen, Material zu nehmen, das zuvor vielleicht marginal war, und uns zu erlauben, unseren Cutoff-Gehalt zu senken und dieses Material möglicherweise in den Minenplan aufzunehmen", sagt Kiessling.