O coração da automação

A força de trabalho da mina Coeur Alaska Kensington, que entra e sai de barco, viaja até duas horas para chegar ao local da mina, mas até mesmo os mineiros mais veteranos da operação dizem que a paisagem vale a pena.

Duas vezes por dia, os funcionários embarcam em um ônibus em Juneau, a capital do estado do Alasca, para uma viagem de 37 quilômetros até um porto. Um passeio de barco de 45 minutos pelo Lynn Canal oferece vistas pitorescas de picos de montanhas escarpadas e oportunidades sazonais de observação de baleias. Em seguida, os funcionários embarcam em outro ônibus na doca da mina para percorrer os oito quilômetros restantes por uma estrada de cascalho para todos os climas até o local da mina.

Acessível apenas por barco, hidroavião ou helicóptero, a mina de Kensington opera em uma área compacta de mais de 100 hectares na Floresta Nacional de Tongass, a maior floresta nacional dos Estados Unidos. A precipitação média anual no local é superior a 100 polegadas, com acúmulos de neve no inverno superiores a 3 metros no portal da mina.

A produção comercial começou em 2010 e a mina de ouro atingiu o marco de um milhão de onças em 2019. Inicialmente, a mina previa uma vida útil de 10 anos, com 1.130 toneladas por dia, de acordo com seu plano de operações aprovado em 2005. As melhorias de mineração e processamento da Coeur permitiram que a mina aumentasse a produção para 1.815 toneladas por dia, e o investimento contínuo em exploração e retornos positivos estenderam a vida útil da mina para aproximadamente 2025. Em 2020, a Coeur investiu US$ 8,6 milhões em exploração em Kensington e outros US$ 11 milhões em 2021, com foco na extensão da vida útil da mina. Em 2022, a Coeur Alaska recebeu aprovação para aumentar os rejeitos e a capacidade de armazenamento de rocha residual necessária para estender a vida útil da mina por pelo menos mais 10 anos.

O afastamento da operação cria condições operacionais exclusivas, incluindo geração de energia e gerenciamento de carga e serviços de emergência no local. Todas as peças, alimentos e combustível chegam por meio de uma barcaça semanal de Seattle, portanto, o planejamento e a logística da cadeia de suprimentos são essenciais para o sucesso da mina.

A implementação de eficiências operacionais também ajuda a compensar os custos operacionais mais altos no local remoto. Uma das tecnologias mais impactantes que a mina adotou nos últimos anos é a automação.

A jornada de automação da Kensington começou depois que a gerência da mina visitou o estande da Sandvik na feira MINExpo INTERNATIONAL 2016.

"A ideia de remover o minerador da galeria e usar a automação para controlar uma LHD subterrânea foi muito empolgante para nós", conta o ex-gerente geral Mark Kiessling.

A mina estava entrando em um ciclo de atualização da frota e, ao mesmo tempo, explorou vários sistemas de automação. O gerente de operações Kyle Beebe disse que os benefícios propostos pela Sandvik, a facilidade de implementação e o custo em relação às alternativas foram fatores decisivos na escolha do sistema AutoMine.

"Também escolhemos a Sandvik porque eles já tinham os sistemas prontos para uso na máquina, em vez de terem que ser adaptados", diz ele.

A Coeur Alaska comprou uma nova frota da Sandvik em 2017, incluindo duas carregadeiras Sandvik LH514 de 14 toneladas equipadas com AutoMine. Beebe disse que, embora a principal motivação para a implementação da automação de carregadeiras na Kensington tenha sido a melhoria da segurança, substituindo a operação remota com linha de visão pela operação tele-remota, o aumento da produção com o uso de equipamentos automatizados para continuar as operações de transporte de muck durante as mudanças de turno e os ciclos de detonação, quando os funcionários não podem estar na mina, ficou em segundo lugar.

A Kensington implementou o AutoMine em 2018, reforçando seu backbone de rede sem fio para dar suporte às áreas automatizadas e trabalhando com alguns problemas iniciais e desafios de aceitação cultural do novo sistema. A mina movimentou 4.000 toneladas de minério com o AutoMine em 2019 e, com o aumento da confiabilidade do sistema, movimentou 4.000 toneladas somente em janeiro de 2020. A mina viu os ganhos continuarem a aumentar em 2021.

"A capacidade de movimentar esse material sem nenhuma interação homem-máquina tem sido fantástica", diz Kiessling. "Isso realmente mudou a forma como pensamos sobre como remover stopes remotos e como extrair material. Estamos reconhecendo grandes ganhos de produtividade."

Bryan Nord, gerente de TI e Business Intelligence, lidera o desenvolvimento do programa de automação da Kensington. Com a contratação de técnicos de automação em tempo integral, treinamento de operadores, identificação de problemas e resoluções comuns e melhoria do planejamento de longo prazo, a Kensington aumentou a utilização do AutoMine em mais de 20% em 2021.

"Nossa equipe de automação trabalha constantemente para melhorar nossa infraestrutura, relatórios, procedimentos operacionais e qualidade de manutenção para nos dar a melhor chance de sucesso", diz Nord. "Esperamos que nosso uso sustentado continue melhorando."

Embora a implementação inicial do AutoMine na Kensington tenha sido a operação tele-remota, sua aplicação evoluiu à medida que a aceitação e a utilização do sistema aumentaram constantemente. A mina faz a extração remotamente, mas o transporte e o despejo de minério podem ser totalmente autônomos.

"Embora tenhamos explorado a automação total, nosso projeto atual de mina impede o uso da automação total, e o sequenciamento exige que estejamos prontos a qualquer momento em diversas áreas. Isso nos levou a otimizar o uso do AutoMine principalmente em operações tele-remotas e semi-autônomas", diz Nord.

Atualmente, a Kensington usa seus Sandvik LH514s automatizados para mover o minério dos stopes para os compartimentos de muck em níveis automatizados durante a troca de turno e para mover o minério dos stopes para as passagens de minério, normalmente durante a troca de turno, mas também para ciclos de turno completos.

"Esses são os dois usos mais eficientes que introduzem a menor quantidade de tempo de inatividade devido ao desarmamento dos níveis para as equipes de perfuração", diz Nord. "Muitas vezes, visamos níveis que têm acesso a uma passagem de minério/resíduos para trabalho em turno completo, pois podemos facilmente configurar uma carregadeira e fazê-la funcionar continuamente."

Nord disse que, embora a Kensington não rastreie atualmente métricas para quantificar os benefícios do AutoMine em comparação com a escavação manual, sua equipe notou que as pilhas de estoque ficavam mais cheias quando o AutoMine era usado. A mina chegou a mover 42 caçambas em uma passagem de minério durante uma troca de turno de três horas.

"Isso representa 42 caçambas que não precisavam ser movidas durante a operação normal", diz Nord. "Esse KPI resultou na liberação de recursos em torno da carregadeira para serem deslocados para outros locais onde fossem necessários. Liberamos horas de pessoal para fazer outros trabalhos que precisam ser feitos.

"Quando o grupo de operações da mina viu que ela era confiável e capaz de produzir essas toneladas quando não havia nenhuma outra atividade no subsolo, foi quando as pessoas realmente começaram a entender por que estávamos fazendo isso", diz ele. "Agora as pessoas pensam: 'Ei, isso está funcionando, isso é bom, o que mais podemos fazer com isso?

As principais limitações da Kensington para as operações do AutoMine giram em torno da disponibilidade da carregadeira e do operador, e o sequenciamento com a perfuração também continua sendo um desafio.

"Com o AutoMine, transformamos várias horas de inatividade improdutiva todos os dias em um aumento em nossas taxas de tonelagem", diz Nord. "Embora tenha havido desafios na aplicação da automação ao nosso método de parada de perfuração e detonação e nos trabalhos atuais que foram projetados sem qualquer consideração pela automação, o sistema agora funciona além das expectativas originais. Com treinamento adequado, suporte aprimorado da Sandvik e familiaridade com o equipamento, nossa equipe de automação viu uma melhoria drástica na utilização e uma diminuição acentuada nas paradas de trabalho", diz Nord.

"A Sandvik nos apoiou muito bem em nossa jornada de automação, com alguns pequenos soluços e desafios ao longo do caminho. O AutoMine tem muitos benefícios. A curva de aprendizado e os desafios de aceitação cultural não são insignificantes, mas podem ser gerenciados e, uma vez implementados, acreditamos que ele pode melhorar a segurança e a produtividade."

Agora que a Kensington superou os desafios de inserir a automação de carregadeiras em minas estabelecidas que não foram projetadas para a tecnologia e comprovou os benefícios do AutoMine, a mina espera gerar ainda mais valor com a automação nos próximos anos. Com o início da mineração no depósito de Elmira, 800 metros a leste do depósito principal de Kensington, em 2023, a Coeur Alaska planejou e projetou o novo corpo de minério especificamente em torno da automação para maximizar os benefícios.

"Os engenheiros agora buscam oportunidades de incorporar o AutoMine em todos os novos projetos de produção, o que nos dá a flexibilidade de utilizar a automação para movimentar o material com mais eficiência", diz Nord. "Atualmente, estamos implementando um sistema de carregamento automatizado com a Elmira, onde acreditamos que podemos capitalizar os muckers automatizados durante o turno para obter um benefício contínuo. À medida que continuamos a expandir a função da automação, espera-se que os benefícios de custo e os ganhos de tempo de ciclo se tornem ainda mais significativos."

A Kensington também está explorando uma aplicação de nível de transferência de caminhão para o AutoMine no novo depósito.

"Fizemos o trabalho de projeto para incorporar os aspectos de automação que acreditamos que tornarão o projeto mais inteligente e mais econômico", diz Kiessling. "Estamos realmente empolgados com essa oportunidade, não apenas do ponto de vista do carregamento, mas potencialmente do ponto de vista do transporte e do avanço dos conceitos de automação nessa nova mina."

A automação já ajudou a melhorar a segurança e a produtividade e a reduzir os custos em Kensington, e a tecnologia escalável tem potencial adicional para melhorar a economia dos corpos de minério existentes e ainda a serem identificados.

"O fantástico disso é que o uso da automação e dessas eficiências, a capacidade de minerar durante a troca de turno e a capacidade de minerar de forma inteligente e controlar várias máquinas têm o potencial de reduzir nossa estrutura de custos e nos permitir pegar material que antes poderia ser marginal e reduzir nosso grau de corte e, potencialmente, puxar esse material para o plano da mina", diz Kiessling.