提到自主地下采礦作業(yè)，相信大多數(shù)人會從設(shè)備或系統(tǒng)的角度出發(fā)，比如無人條件下設(shè)備在設(shè)定礦區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。然而，這種模式在下圖的Global Mining Guidelines Group (GMG)提出的采礦自動化成熟度模型中，僅被歸類為第三級“有條件自動化”。想要歸類為“高度”或“完全”自動（GMG定義的四級或五級），就需要在作業(yè)中脫離人工操作，并施行決策。

Mining Automation Maturity Model (Figure Design, GMG)

然而對于大多數(shù)礦山來說，實現(xiàn)“高度”或“完全”自動的運營和系統(tǒng)仍然是一個紙上談兵。但對于使用自然崩落法和盤區(qū)崩落法的大規(guī)模采礦作業(yè)，實現(xiàn)自主生產(chǎn)，是完全可能的?？梢蕴嵘傻V業(yè)自動化水平的技術(shù)已經(jīng)存在，山特維克正在集成一系列技術(shù)，這些技術(shù)將允許地下大規(guī)模采礦作業(yè)從規(guī)劃到執(zhí)行的全面自動化！

連續(xù)型開采適用全自動化

使用自然崩落法開采的礦山通常是大型、長期開采的礦體資源。在采礦過程中，那些擁有高度重復(fù)性的大規(guī)模生產(chǎn)活動，非常適合高度自動化甚至完全自主的生產(chǎn)，生產(chǎn)模式也相對穩(wěn)定。但這種穩(wěn)定性的前提是動態(tài)的調(diào)整，并與其他礦山系統(tǒng)和功能集成，例如規(guī)劃和調(diào)度。才使得自主生產(chǎn)系統(tǒng)可以獲得最佳性能。

在現(xiàn)實中，這樣的系統(tǒng)可能是由自動化鏟運機和卡車組成的車隊，根據(jù)實時崩落狀態(tài)以及生產(chǎn)計劃的執(zhí)行情況，這些機器被動態(tài)地調(diào)度到不同的裝礦點和溜井進(jìn)行作業(yè)。

相比之下，使用分段空場法的采礦作業(yè)往往更加多變。因此，當(dāng)引入自動化時，重點可能會放在較小的作業(yè)區(qū)域上，以實現(xiàn)快速部署和操作一致性。值得慶幸的是，雖然只有少數(shù)礦山運用到了高度或全自動系統(tǒng)，但我們看到越來越多的礦山對這些技術(shù)的興趣與日俱增。

打造全自動生產(chǎn)系統(tǒng)

完全自主采礦需要硬件（自動化卡車和鏟運機）以及軟件和可靠的通信和網(wǎng)絡(luò)互相協(xié)作。例如，山特維克的AutoMine? Core產(chǎn)品，這是一個整體自主平臺，為山特維克和其他廠家的車隊提供多層次的互操作性。關(guān)鍵模塊包括AutoMine? Fleet機隊自動化和手動生產(chǎn)監(jiān)控(MPM)，以及AutoMine?門禁系統(tǒng)(ACS)。AutoMine?交通管理系統(tǒng)可協(xié)調(diào)車隊交通，與SCADA控制的集成允許與其他采礦設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行雙向通信。

其中，關(guān)鍵最新功能之一是靈活安全區(qū)。在自主采礦設(shè)備在自動化區(qū)域連續(xù)運行的同時，允許與人工操作設(shè)備交互運行，使其能夠穿過自動化設(shè)備路線并共享卸礦或裝礦點。2023年推出的AutoLoad 2.0，允許操作員為每個裝礦點“教導(dǎo)”鏟運機不同的鏟裝曲線，從而避免了人工介入鏟裝過程?；旧蠈崿F(xiàn)了整個生產(chǎn)循環(huán)自主運行，這意味著一個操作員現(xiàn)在可以同時操作五到六臺機器。

AutoMine?已在全球20多個大規(guī)模采礦作業(yè)中部署，總量超過100座礦山。在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)了超過700萬小時無失時工傷（LTI）的安全里程碑。

Evolution Mining公司位于南澳新南威爾士州的Northparkes銅金礦，使用Sandvik的MPM解決方案，顯著改善其運營成本，實現(xiàn)了600萬噸/年的產(chǎn)量。在這個礦山，AutoMine?與Polymathian公司的基于優(yōu)化決策支持軟件ORB集成在一起。AutoMine?對車輛和礦石進(jìn)行高精度跟蹤，并對每個循環(huán)報告。ORB使用這些數(shù)據(jù)來分析和預(yù)測崩落狀態(tài)，并根據(jù)結(jié)果向操作員提供新的出礦指令。

Deswik ORB是一款革命性的地下礦山實時生產(chǎn)調(diào)度與崩落管理系統(tǒng)，重新定義復(fù)雜采礦作業(yè)的運作模式。該系統(tǒng)專為使用自然崩落法開采的礦山環(huán)境設(shè)計，集自主調(diào)度、靈活放礦策略調(diào)整、生產(chǎn)執(zhí)行監(jiān)測于一體，優(yōu)化算法以實現(xiàn)動態(tài)規(guī)劃，使設(shè)備集群形成協(xié)同作業(yè)的"智能礦隊"。兼容第三方系統(tǒng)及智能化管理平臺，大幅減少人工干預(yù)的同時推動礦山向全自動化轉(zhuǎn)型。

這一成功部分歸功于Sandvik為其提供的全生命周期服務(wù)。我們不僅通過部署系統(tǒng)為礦山運營提供附加值，而且通過培養(yǎng)員工對自動化系統(tǒng)的專業(yè)知識和信心，為員工隊伍增加附加值。變革管理和技能提升是成功部署自動化系統(tǒng)的重要組成部分。

——Ty Osborne

山特維克全球自動化產(chǎn)品線和項目總監(jiān)

自主決策，賦能自動化采礦

2023年2月，山特維克完成了對工業(yè)數(shù)學(xué)建模專家Polymathian的收購。它提供了一套集成的軟件解決方案，可以有效地規(guī)劃、調(diào)度和執(zhí)行大規(guī)模采礦作業(yè)，同時通過自動化的優(yōu)化和決策實現(xiàn)更高水平自主性。

ORB技術(shù)總監(jiān)Steven Donaldson解釋說：“自動化決策帶來礦山運營方式的轉(zhuǎn)變，因為它消除了在規(guī)劃、安排和調(diào)度等功能中進(jìn)行人工決策的需要。當(dāng)與優(yōu)化算法結(jié)合使用時，它可以根據(jù)礦山的產(chǎn)量和要求生成最佳的計劃或時間表。自動化決策不僅可以應(yīng)用于自動化機隊，也可以應(yīng)用于人工機隊。截止本文撰寫前，山特維克也是唯一一家提供這種技術(shù)的供應(yīng)商。“

從2013年開發(fā)以來，ORB在澳大利亞協(xié)助多個礦山不斷突破產(chǎn)能瓶頸，之后ORB也被推廣到全球各地，包括力拓集團(tuán)在蒙古的奧尤陶勒蓋銅金礦，在那里它與AutoMine?一起用于完全自主調(diào)度和自然崩落法開采?，F(xiàn)在，ORB的應(yīng)用已擴展到包括分段崩落法和其他采礦方法，以及崩落發(fā)配礦的能力。

該工具可以通過三種方式增加價值：通過改善按計劃出礦、提高產(chǎn)量以及通過數(shù)據(jù)采集進(jìn)行崩落監(jiān)測；每個都可以獨立執(zhí)行或同時運行以獲得更大的價值。

實現(xiàn)未來采礦操作

ORB和AutoMine?已經(jīng)協(xié)同使用。 這是一種即插即用的集成，有各種好用的功能。例如，ORB可以在生產(chǎn)環(huán)境中為自動化設(shè)備提供自動調(diào)度。也可以從Sandvik設(shè)備中提取數(shù)據(jù)，并通過AutoMine?導(dǎo)入ORB進(jìn)行報告。

將來這些集成將擴展到包括山特維克產(chǎn)品組合的其他行業(yè)領(lǐng)先的解決方案和技術(shù)中，例如OPS，一種協(xié)作式短期規(guī)劃和輪班執(zhí)行工具，可以動態(tài)管理礦體崩落的執(zhí)行和出礦。

山特維克 AutoMine?專家也在努力將系統(tǒng)與山特維克的其他數(shù)字化、不限制造商的解決方案相結(jié)合。 Newtrax是山特維克一款專門為地下礦山提供不限制造商的安全和生產(chǎn)力解決方案，包括人員和車輛定位、接近檢測以及機器健康和生產(chǎn)力。

上述提到的系統(tǒng)與AutoMine?完全集成，可以在幾個方面使自主大規(guī)模礦山受益。例如，崩落作業(yè)中另一種常見的情況是懸頂——超大塊礦石堵塞了放礦漏斗或裝礦點，需要在生產(chǎn)繼續(xù)之前將其破碎或爆破。通過將Newtrax技術(shù)與AutoMine?和ORB集成，可以快速找到最近的破碎錘并自主調(diào)度以解決問題。

Osborne說：“山特維克全套技術(shù)的整合可能會在自主駕駛方面產(chǎn)生一些非常令人興奮的可能性。我們的目標(biāo)是創(chuàng)建一個可互操作、完全自主的采礦平臺，從規(guī)劃到調(diào)度和執(zhí)行，實現(xiàn)端到端的優(yōu)化。通過這一愿景，我們?yōu)槲磥?0-30年的安全、可持續(xù)的礦產(chǎn)和金屬生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)?！?/span>

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