Сердце автоматизации

Сотрудники шахты Coeur Alaska Kensington Mine, работающие по принципу "лодка в лодку", тратят до двух часов в один конец, чтобы добраться до места добычи, но даже самые опытные шахтеры говорят, что пейзажи того стоят.

Дважды в день сотрудники садятся на автобус в Джуно, столице штата Аляска, и едут в порт за 37 километров. 45-минутная поездка на лодке по каналу Линн открывает живописные виды на суровые горные вершины и возможность сезонного наблюдения за китами. Затем сотрудники садятся в другой автобус на причале рудника, чтобы проехать оставшиеся восемь километров по всепогодной гравийной дороге до места добычи.

Добраться до рудника Кенсингтон можно только на лодке, самолете или вертолете. Операторы рудника занимают компактную территорию площадью более 100 гектаров в Национальном лесу Тонгасс, самом большом национальном лесу США. Среднегодовое количество осадков на территории рудника составляет более 100 дюймов, а зимой у портала рудника могут скапливаться аккумуляторы снега высотой более 3 метров.

Коммерческая добыча началась в 2010 году, а в 2019 году рудник достиг рубежа в миллион унций. Согласно плану работ, утвержденному в 2005 году, срок эксплуатации рудника изначально составлял 10 лет при производительности 1 130 тонн в день. Усовершенствования в области добычи и переработки позволили увеличить производительность рудника до 1 815 тонн в день, а постоянные инвестиции в геологоразведку и положительные результаты продлили срок эксплуатации рудника примерно до 2025 года. В 2020 году Coeur инвестировала 8,6 млн долларов США в геологоразведку на руднике Кенсингтон и еще 11 млн долларов США в 2021 году на продление срока эксплуатации рудника. В 2022 году Coeur Alaska получила разрешение на увеличение объема хвостов и пустой породы, что необходимо для продления срока эксплуатации рудника еще как минимум на 10 лет.

Удаленность предприятия создает уникальные условия работы, включая производство электроэнергии, управление нагрузками и аварийные службы на месте. Все запчасти, продукты питания и топливо доставляются на барже из Сиэтла раз в неделю, поэтому планирование и логистика цепочки поставок играют важную роль в успешной работе шахты.

Повышение эффективности работы также помогает компенсировать более высокие эксплуатационные расходы на удаленном объекте. Одной из наиболее значимых технологий, внедренных на руднике за последние годы, является автоматизация.

Путь Кенсингтона к автоматизации начался после того, как руководство шахты посетило стенд Sandvik на выставке MINExpo INTERNATIONAL 2016.

"Идея убрать шахтера из штрека и использовать автоматизацию для управления подземной погрузочно-доставочной машиной была для нас очень интересной, - говорит бывший генеральный директор Марк Кисслинг.

Шахта входила в цикл обновления парка машин и параллельно изучала несколько систем автоматизации. По словам руководителя производства Кайла Биби, решающими факторами при выборе системы AutoMine стали предлагаемые Sandvik преимущества, простота внедрения и стоимость по сравнению с альтернативными вариантами.

"Мы также выбрали Sandvik, потому что у них есть готовые системы, которые уже установлены на машину, а не требуют дооснащения", - говорит он.

В 2017 году компания Coeur Alaska приобрела новый парк техники Sandvik, включая два 14-тонных погрузчика Sandvik LH514, оснащенных системой AutoMine. По словам Биби, хотя основным мотивом для внедрения автоматизации погрузчиков в Kensington было повышение безопасности за счет замены дистанционного управления в зоне прямой видимости на теледистанционное управление, увеличение производства за счет использования автоматизированного оборудования для продолжения работ по транспортировке навоза во время смены смен и взрывных циклов, когда сотрудники не могут находиться в шахте, стояло на втором месте.

В 2018 году компания Kensington внедрила AutoMine, укрепив беспроводную сеть для поддержки автоматизированных участков и преодолев некоторые первые проблемы, связанные с прорезыванием зубов и принятием новой системы. В 2019 году с помощью AutoMine рудник переместил 4 000 тонн руды, а по мере повышения надежности системы только в январе 2020 года он переместил 4 000 тонн навоза. В 2021 году рудник наблюдал дальнейшее увеличение производительности.

"Возможность перемещать этот материал без взаимодействия человека и машины просто фантастическая, - говорит Кисслинг, - она изменила наше представление о том, как мы удаляем стопы и как намываем материал. Мы отмечаем значительное повышение производительности".

Брайан Норд, менеджер по информационным технологиям и бизнес-аналитике, руководит разработкой программы автоматизации в Кенсингтоне. Благодаря найму штатных техников по автоматизации, обучению операторов, выявлению общих проблем и их решению, а также улучшению долгосрочного планирования, в 2021 году компания Kensington увеличила загрузку AutoMine более чем на 20 процентов.

"Наша команда по автоматизации постоянно работает над улучшением инфраструктуры, отчетности, операционных процедур и качества обслуживания, чтобы обеспечить нам наилучшие шансы на успех, - говорит Норд, - и мы ожидаем, что наше стабильное использование будет продолжать улучшаться".

Хотя изначально AutoMine была внедрена в компании Kensington для теледистанционного управления, ее применение эволюционировало по мере того, как принятие и использование системы неуклонно росло. Шахта работает дистанционно, но откатка и отсыпка рудных проходов могут быть полностью автономными.

"Хотя мы рассматривали возможность полной автоматизации, наша текущая конструкция шахты не позволяет использовать полную автоматизацию, а последовательность действий требует от нас быть готовыми в любой момент к работе на различных участках. Это привело нас к оптимизации использования AutoMine в основном при теледистанционном и полуавтономном управлении", - говорит Норд.

В настоящее время компания Kensington использует автоматизацию Sandvik LH514 как для перемещения руды из стоп в отсеки для навоза на автоматизированных уровнях во время смены, так и для перемещения руды из стоп в рудные проходы, как правило, во время смены, но также и в течение всего цикла смены.

"Мы часто выбираем уровни с доступом к рудному/отвальному проходу для работы в полную смену, поскольку можем легко установить погрузчик и обеспечить его непрерывную работу", - говорит Норд.

По словам Норда, хотя в настоящее время компания Kensington не отслеживает показатели, позволяющие количественно оценить преимущества AutoMine по сравнению с ручной зачисткой, ее команда заметила, что при работе AutoMine запасы остаются более полными. За трехчасовую смену на руднике было перемещено до 42 ковшей по рудоспуску.

"Это 42 ковша, которые не требовались во время обычной работы", - говорит Норд, - "Этот KPI привел к высвобождению ресурсов вокруг погрузчика, чтобы переместить их в другое место, где они необходимы. Мы высвобождаем рабочее время персонала для выполнения другой работы, которую необходимо выполнить".

как только оперативная группа шахты увидела, что погрузчик надежен и способен производить эти тонны, когда под землей не ведется никакой другой деятельности, люди начали понимать, зачем мы это делаем", - говорит он. "Теперь люди говорят: "Эй, знаете, это работает, это хорошо, что еще мы можем с этим сделать?"".

Основные ограничения для работы AutoMine в Кенсингтоне связаны с доступностью погрузчика и оператора, а последовательность работ при бурении также остается сложной задачей.

"С помощью AutoMine мы превратили несколько часов непроизводительного времени простоя каждый день в увеличение тоннажа, - говорит Норд, - Хотя были трудности с применением автоматизации при бурении и остановке взрывов и в текущих выработках, которые были спроектированы без учета автоматизации, сейчас система работает лучше, чем ожидалось". Благодаря надлежащему обучению, улучшенной поддержке со стороны Sandvik и знакомству с оборудованием наша команда по автоматизации добилась значительного повышения эффективности использования и заметного снижения количества остановок работы", - говорит Норд.

"Компания Sandvik оказала нам хорошую поддержку в процессе автоматизации, хотя на этом пути возникали небольшие трудности и проблемы. AutoMine имеет множество преимуществ. Кривая обучения и проблемы с принятием культурных ценностей не так уж незначительны, но с ними можно справиться, и после внедрения мы уверены, что это повысит безопасность и производительность".

Теперь, когда компания Kensington преодолела трудности, связанные с внедрением автоматизации погрузчиков в существующие горные выработки, не предназначенные для этой технологии, и доказала преимущества AutoMine, шахта надеется получить еще больше выгоды от автоматизации в ближайшие годы. В 2023 году начнется добыча на месторождении Эльмира, расположенном в 800 метрах к востоку от основного месторождения Кенсингтон, и компания Coeur Alaska спланировала и спроектировала новое рудное тело специально с учетом автоматизации, чтобы получить максимальную выгоду.

"Сейчас инженеры ищут возможности для включения AutoMine во все новые производственные проекты, что дает нам гибкость в использовании автоматизации для более эффективного перемещения материала, - говорит Норд, - В настоящее время мы внедряем автоматизированную систему погрузки в компании Elmira, где, как мы полагаем, мы сможем использовать автоматизированные навозные машины в течение смены для получения постоянной выгоды. По мере того как мы будем продолжать расширять роль автоматизации, ожидается, что выгоды от затрат и времени цикла станут еще более значительными".

Компания Kensington также рассматривает возможность применения AutoMine на новом месторождении.

"Мы проделали конструкторскую работу, чтобы включить аспекты автоматизации, которые, по нашему мнению, сделают конструкцию более интеллектуальной и повысят ее экономическую эффективность", - говорит Кесслинг. "Мы очень рады этой возможности, не только с точки зрения погрузки, но и потенциально с точки зрения откатки и развития концепций автоматизации на новом руднике".

Автоматизация уже помогла повысить безопасность, производительность и снизить затраты на руднике Кенсингтон, а масштабируемая технология способна повысить экономическую эффективность существующих и еще не выявленных рудных тел.

"Фантастическая вещь заключается в том, что автоматизация и использование этих эффективных технологий, возможность вести добычу во время смены смен и интеллектуально управлять несколькими машинами может снизить структуру затрат и позволить нам взять материал, который раньше мог быть маргинальным, снизить содержание в отсечке и потенциально включить этот материал в план добычи", - говорит Кисслинг.