Wytyczamy nowe szlaki

Jussi Puura, kierownik ds. cyfryzacji w firmie Sandvik Mining and Rock Solutions, jest podekscytowany pojazdem AutoMine Concept i nic dziwnego. „To w zasadzie droga do przyszłości i plan działania firmy Sandvik, który ma nas do niej doprowadzić” – mówi. „Pokazuje to, jak mógłby wyglądać typowy sprzęt górniczy za 10 lub 20 lat. Co więcej, nie jest to tylko wizja przedstawiona w prezentacji slajdów. To istniejący, fizyczny pojazd, który faktycznie pracuje w naszej kopalni testowej”.

Jego entuzjazm jest zrozumiały. Oprócz tego, że jest to najnowocześniejsza ładowarka z napędem akumulatorowo-elektrycznym, pojazd AutoMine Concept wykorzystuje zaawansowane systemy rozpoznawania otoczenia w 3D, technologię mapowania oraz sztuczną inteligencję, co pozwala mu dostosowywać się i samodzielnie planować trasy w celu znalezienia najbardziej odpowiednich ścieżek, nawet w nieustannie zmieniających się warunkach. Ostatecznie stanowi to duży krok w kierunku w pełni autonomicznej eksploatacji kopalń.

Pojazd koncepcyjny AutoMine stanowi również ważny kamień milowy w rozwoju rozwiązań AutoMine (system autonomiczny) i OptiMine firmy Sandvik. Od 2004 roku te cyfrowe systemy wspierają zautomatyzowane operacje wydobywcze. Początkowo rynek podchodził z rezerwą do wdrażania tak rewolucyjnych rozwiązań, jednak w ciągu ostatnich kilku lat odnotowano znaczny wzrost popytu. Obecne tempo wzrostu jest wysokie, również na rynkach rozwijających się, takich jak Afryka, Indie, Chiny i Ameryka Łacińska.

Z biegiem lat możliwości systemów AutoMine (system autonomiczny) uległy również znacznej poprawie. Jednak w ostatnim czasie staje się coraz bardziej oczywiste, że nadchodzi kolejna generacja automatyzacji górniczej, a modernizacje istniejącej platformy pomagają uwolnić nowe, jeszcze większe możliwości. Ten skok rozwojowy można porównać do najnowszych osiągnięć w dziedzinie autonomicznych pojazdów drogowych, w tym takich innowacji jak samochód Google, Tesla i inne. Ponadto rynki rozwijające się, a w szczególności trudne warunki wydobywcze, wymagają maksymalnej niezawodności i wytrzymałości.

Riku Pulli, prezes działu Młoty Wiertnicze i Technologia Wiertnicza w firmie Sandvik Mining and Rock Solutions, zdradza więcej szczegółów na temat przełomowych technologii zastosowanych w pojeździe AutoMine Concept.

„Przede wszystkim pojazd ten od samego początku został zaprojektowany i skonstruowany z myślą o automatyzacji” – mówi. „Filozofia projektowania istniejących flot opiera się na konwencjonalnej ładowarce, która zawsze zawiera kabinę, joysticki, pedały i tak dalej”.

Pojazd AutoMine Concept został zaprojektowany wyłącznie z myślą o zautomatyzowanej i zdalnej eksploatacji. Nie posiada on w ogóle kabiny, co przekłada się na oszczędność kosztów oraz wyeliminowanie zbędnych ograniczeń, umożliwiając stworzenie bardziej wydajnej i niezawodnej konstrukcji, ponieważ nie ma potrzeby stosowania podwójnych układów kierowniczych i elementów sterujących – jednego dla operatora, a drugiego dla komputerowego systemu sterowania.

Kolejną ważną innowacją jest ogromne rozszerzenie możliwości sensorycznych. Istniejący sprzęt górniczy ma w tym zakresie ograniczone możliwości. Zasadniczo potrafi on na przykład wykryć położenie ścian bocznych tunelu, ale niewiele więcej. Pojazd AutoMine (system autonomiczny) tworzy prawdziwy trójwymiarowy obraz całego otoczenia, w tym w płaszczyźnie pionowej.

„Otwiera to naprawdę znaczące możliwości w porównaniu z istniejącymi systemami automatyzacji kopalń, które są ograniczone do ogrodzonych obszarów oddzielonych od ludzi i innego sprzętu, podobnie jak bramki zabezpieczające wokół robotów wykorzystywanych w produkcji” – wyjaśnia Pulli.

Obecny system bezpieczeństwa AutoMine opiera się na barierach izolacyjnych, które umożliwiają zautomatyzowanemu sprzętowi pracę w wyznaczonych, odgrodzonych obszarach i natychmiast zatrzymują sprzęt w przypadku uruchomienia bariery bezpieczeństwa. Wszechstronna zdolność wykrywania pojazdu AutoMine Concept została zaprojektowana tak, aby izolacja zautomatyzowanych operacji stała się zbędna. Pojazd może zatrzymać się lub ominąć każdą przeszkodę na swojej trasie.

„To ogromny postęp, ponieważ eliminuje szereg ograniczeń związanych z automatyzacją górnictwa” – mówi Pulli. „Do tej pory konieczne było oddzielenie zautomatyzowanych operacji górniczych od konwencjonalnych operacji ręcznych. Nowa platforma znacznie zwiększy elastyczność operacyjną, ponieważ izolacja zautomatyzowanych operacji stanie się zbędna. Prace mogą być prowadzone jednocześnie wokół i pomiędzy pojazdami zautomatyzowanymi”.

Dlaczego więc pojazd koncepcyjny jest właśnie ładowarką zasilaną wyłącznie akumulatorowo? Według Pulli firma Sandvik chciała pokazać, że przyszły sprzęt górniczy będzie nie tylko autonomiczny, ale także bezemisyjny. Kolejny powód wiąże się z platformą AutoMine. Większość sprzętu sterowanego tym systemem to ładowarki, a tym, co odróżnia ładowarki od innego sprzętu górniczego, są ich stosunkowo duże prędkości, wysokie wymagania dotyczące wydajności oraz całodobowa praca przy wysokim stopniu wykorzystania w niezwykle ciasnych warunkach.

Firma Sandvik chciała wyznaczyć nowy standard: gdyby udało jej się to osiągnąć, mogłaby być pewna swojej zdolności do przeniesienia tej technologii na inne rodzaje sprzętu górniczego, takie jak wiertnice, gdzie wymagania są zazwyczaj mniej rygorystyczne.

Jakie będą kolejne kroki? Możliwość dalszego rozszerzenia tej technologii na inne rodzaje sprzętu górniczego to wczesny cel, który powinien zostać wkrótce osiągnięty. Kolejnym obszarem zainteresowania będzie kombinacja technologii, która obecnie obejmuje kilka rodzajów skanerów oraz – po raz pierwszy w sprzęcie górniczym – sztuczną inteligencję. Niektóre z tych komponentów zostaną wdrożone do istniejącego systemu AutoMine (system autonomiczny) w 2021 roku.