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RFC Ambrian:采矿自动化稳步发展

Sources: this site    Click:    Date: 2019-9-12 14:24:0

澳大利亚RFC Ambrian公司在关于采矿业创新和新技术的一个报告中,谈到了自动化采矿设备,报告称这些设备已“非常成熟”。

  报告内容涉及地表采矿和地下采矿,特别强调了地表采矿卡车,这也是各主要矿业公司关注的重点领域。报告称:“虽然此技术仍在发展而且应用于行业的时间还不久,但它已经非常成熟。”

  AHS(自动化运输系统)

  报告称AHS的发展得益于以下方面:用于定位、导航的GPS的改进,传感器和探测技术——特别雷达和激光雷达——的发展,计算能力和车载监测能力的提升,网络和互联网连接更快更稳定,高效率、高精度算法和软件的发展。

  “AHS最先出现在大型采矿运营中,由于AHS运营的固定成本所占比例高,产生的效益最大;最先出现在缺少熟练工人、劳动力成本较高的发达国家中。”报告作者说。

  报告认为大体描述一下AHS的潜在优势很容易,但要找到支持它的硬数据则非常困难。

  “各个公司已就改进规模提出了建议,但缺乏细节,定义不明确,而且各公司的数据也不同。”作者表示。

  报告称来自于的Caterpillar(卡特彼勒)、Fortescue(福斯科)、Komatsu(小松)、Rio Tinto(力拓)的生产力提高建议值分别为15-20%、30%、15%、15%。

   “这些提高仍然很有意义,各公司会认为每个矿山都不同,目前实施了AHS的矿业公司和原始设备制造商有权保护这些专有信息,保持自己的竞争优势。”作者说。

  其它地表设备的自动化

  报告称同样技术也使用到了其它地表采矿设备上,包括钻机、推土机、装载机、辅助设备。作者说:“尽管有些矿山使用了全自动的钻机和推土机,但至少在目前这些设备中大多数还都是半自动化的。这些设备实现了全自动化之后会显著提升生产力,虽然实际效果没有AHS那么显著。不过,我们尚未看到钻孔和爆破作业改进后量化的下游效益。

  “土石方机械的自动化使得采矿生产力又提高了一步,但由于装载方向的多变性以及存在与卡车相撞的危险,装载设备面临着更多挑战。”

  由于铲斗交互功能的复杂性,开发出优于或相当于专业驾驶员表现的自动化装载功能难度相当大,作者表示。“因此,全自动装载尚未投入商业化应用,一些观察者认为使用全自动地表装载要等到五年后,而另有一些人觉得完全自动化不可能实现。”

  地下采矿

  报告称地下采矿的目标同地表采矿一样,也是实现完全自动化。

  “矿业公司和承包商一直想通过技术发展来更好利用设备和人力资源投资,并提高安全性。”作者说,“传统地下采矿的特点是:爆破后操作人员再次进入导致了较长的非生产时段,作业性质和环境使得健康和安全风险较高。地下采矿自动化的目标是提高设备生产力,提高操作人员安全性。”

  尽管两者目标相同,但地下采矿的自动化技术并没有地表采矿的先进,作者认为。

  “虽然有些地下采矿中使用了卡车运输的AHS,但是数量较少,多数使用LHD(地下铲运机)设备来完成短距离的装载、运输、卸载作业。

  “地下采矿的自动化LHD系统正在实施过程中,不过如地表采矿一样,LHD自动化的最大困难就是取代充填铲斗过程中所需的人工判断。”

  作者称,运输和卸载环节已实现了完全自动化,但装载环节还是半自动化。它们说:“LHD完全自动化的试验已经成功完成,Sandvik(山特维克)的i系列LHD现标配有自动铲斗填充助手功能。”

  同时,地下采矿钻机的自动化程度也在不断提高,但目前还只是半自动化水平。

  自动化铁路运营

  报告作者还关注了自动化铁路运输系统,由于Rio Tinto在西澳实施了自动化运输项目,类似项目使得这一市场在过去几年中很是引人注目。

  作者表示:“虽然全球地铁系统的自动化已经有很多年了,但铁路货运的自动化技术还有待进一步发展。目前正在荷兰和德国做试验,但要在复杂的铁路系统上运行自动化的客运和货运列车,实施起来要比地铁系统困难的多。”

  报告称,采矿行业的AutoHaul(自动运输)是一个例外,Rio Tinto完成了全球第一个全自动长途重载铁路运输网络的调试工作,现已经全面投入运行。

  实施进度

  作者认为,尽管取得了成功并且此技术也相对成熟,但AHS的大范围应用不会马上出现。

  “咨询公司表示,虽然两家主要供应商(Caterpillar和Komatsu)的自动化系统都经过了充分测试并取得了一些成果,但其表现均低于预期。

  “尽管已经没有太多技术上的问题,而且整个行业对此也有兴趣,但是目前并没有多少矿山使用这一具有巨大潜在优势的技术。”

  作者表示,造成这种情况的有多种可能原因,并指出最主要的是缺少技术人员。

  “我们觉得整个行业对此技术缺乏深入了解,具有相关经验、技术、受过培训的人员有限。”作者说。“此外,还缺少经验丰富的自动化车辆操作人员、开发人员和顾问,这些人好多都到自动驾驶汽车市场去了。”

  报告称,从运营良好的矿场报告结果来看,AHS成功的重要因素是高水平的管理、规划和有重点的实施。

  “另一个因素可能是制造商对新设备及卡车改装设备的供应限制,可能是因为产能不足,也可能是市场谨慎限制了投资。这使得制造商对客户更为挑剔。”

  作者警告说:“要是现有供应商不去尽快提高产能,将会给新来者进入该市场以可乘之机。”

  报告认为,尽管矿业资金供应的紧张程度有所缓解,但这也可能成为阻碍AHS进步的一个原因。它们说:“尽管转型会使相对营利能力提升,收益相对较快,但一些利润较低的业务可能难以筹措到资金。”报告认为采矿行业一以贯之的保守也可能是原因之一。

  由于涉及到了高昂的资金成本以及潜在的运营风险和声誉风险,该行业仍然不愿意采用新技术或未经验证的技术。

  “如果组织实施方的经验不足、获得技术的渠道有限,情况会更复杂。”



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