Az automatizált bányászat ( Automated bányászat ) egy általános kifejezés, amely a bányászati technológiában bekövetkezett változásra utal, hogy kizárják az emberi munkaerő alkalmazását a bányászati területen [1] . Ez magában foglalja: (1) gyártásautomatizálást, beleértve a folyamatautomatizálást és a hozzá tartozó számítógépes szoftvereket; és (2) a járművek és berendezések robotvezérlésének használata. Jelenleg a fejlett országok bányászata az automatizált bányászatra való átállás közepén tart, és a harmadik világ országaiban (ahol a munkaerőköltségek viszonylag alacsonyak) továbbra is alacsony a hatékonyság növelésének igénye. 2014-ben a bányászatot teljesen automatizálták két helyen: Pilbarában (Ausztrália) és Bingham Canyonban (USA).
A bányászati tevékenységek irányításának javítása érdekében a bányászati vállalatok speciális szoftvereket használhatnak. Az olyan programok, mint a Pitram Mining Solutions [2] és az Extreme [3] , segítik az adminisztrációt a bányászati folyamat megszervezésében és valós időben történő irányításában. Az e programok által generált üzenetek segítenek azonosítani a munkafolyamatot és a munkafolyamat-hibákat, amelyek csökkentik a termelékenységet.
A veszélyes környezetben végzett munka kihívásainak kezelése és a termelékenység növelése érdekében néhány bányászati vállalat automatizálást kezdett a bányagépek vezérlésére. Hardvert és szoftvert használnak arra, hogy a járműveket és egyéb berendezéseket robotizált és autonóm eszközökké alakítsák.
Az automatizálás három formában valósítható meg: távirányító, távvezérlés és teljes automatizálás.
A távirányítót általában olyan berendezések működésének vezérlésére használják, mint a kotrógépek, buldózerek és útfejek. A kezelő viszonylag közel áll a géphez - úgy, hogy az a látóterébe kerüljön - és a távirányítót használja a normál munkavégzéshez. Mivel sokkal rosszabbul „érzi az autót”, és kisebb a bejövő vizuális (és egyéb) információk mennyisége, a távirányító használatakor általában csökken a termelékenység. A távirányítót általában veszélyes területeken végzett bányászat során alkalmazzák – ahol fennáll a földcsuszamlás, robbanás, sziklaomlás, földalatti bányászat veszélye. A távirányító a legolcsóbb módja a bányászati gépek automatizálásának veszélyes környezetben, így ez az automatizálási folyamat tökéletes kezdete.
A távvezérlés olyan bányászati berendezések használatát jelenti, amelyeket egy jelentős távolságra lévő kezelő irányít, videokamerák, érzékelők jelei és adott esetben további helyszínmeghatározó szoftver segítségével. A távvezérlés lehetővé teszi, hogy egy személyt jelentős távolságra távolítsanak el egy veszélyes helyről, és ellenőrizzék a biztonságos helyük berendezéseit. Járművek vezetésekor joysticket és egyéb eszközöket használnak a személy vezérlőjeleinek továbbítására, és a speciális szoftver lehetővé teszi a kezelő számára, hogy több információt kapjon a gép állapotáról és helyzetéről. Távirányító használatakor a teljesítmény csökkenhet – mint a távirányító esetében; de a kezelőt sokkal nagyobb távolságra távolítják el a veszélyforrástól.
A félautomata bányászat a gépek és berendezések részlegesen automatizált vezérlését jelenti. A funkcióknak csak egy része automatizált, továbbra is emberi irányításra van szükség.
Teljesen automatizált állapotban a robotrendszerek teljes mértékben átveszik az irányítást a gyújtás, a sebességváltás, a kormányzás, a fékezés, az anyagöntés, a dózerlapátok helyzete stb. – kezelői beavatkozás nélkül. A teljes automatizálás lehetővé teszi a bányászati gépek termelékenységének növelését, a gépek vezérlésére szolgáló programok használata pedig lehetővé teszi a kezelő számára, hogy „menedzselje” munkáját, figyelemmel kísérje a hatékonyságot, és problémák esetén beavatkozzon.
Az automatizálás lehetséges előnyei a következők: jobb biztonság, valamint egészségügyi és higiéniai munkakörülmények; az üzemanyag-fogyasztás csökkentése; a termelékenység növekedése; állásidő csökkentése; a nem tervezett javítások és karbantartás költségeinek csökkentése; csökkenti a járművezetők fáradtságát. Az automatizálás segíthet megoldani a munkaerőhiányt (pl. dömpervezetők). A nyersanyagárak zuhanásával sok bányavállalat keresi a költségek csökkentésének módját – de a biztonság és a munkakörülmények veszélyeztetése nélkül. Ebben az esetben az automatizálás segíthet a problémák megoldásában. A bányászat automatizálása jelentősen csökkentheti a krónikus foglalkozási megbetegedések kialakulásának kockázatát, beleértve a gyógyíthatatlan és visszafordíthatatlanokat is ( pneumoconiosis - szilikózis , antracózis stb.; krónikus obstruktív tüdőbetegség ; cor pulmonale stb.) .
A járművek automatizálásának kritikusai azzal érvelnek, hogy használata a munkahelyek számának csökkenéséhez vezet. Azt viszont kifogásolják, hogy bár egyes munkahelyek feleslegessé válhatnak (elsősorban azok, amelyek veszélyes és egészségtelen körülmények között, illetve nehéz és/vagy ismétlődő munkával járnak), az automatizálás új munkahelyek teremtéséhez vezet. Az alacsony jövedelmű munkavállalókat támogató közösségek társadalmi felelősségvállalásra szólítják fel a bányászati vállalatokat az automatizálásra való átállással szemben, amely az alacsonyabb nyersanyagárak miatt munkahelyek elvesztését okozza, és növelheti a termelékenységet. A nagyvállalatok nem szívesen fektetnek be nem tesztelt új technológiákba, inkább az alacsony költségű, alacsony szintű automatizálást (távirányítót) alkalmazzák.
Két cég kínál automatizált bányászati gépeket ( Caterpillar Inc és Komatsu Limited ). A CAT MineStar rendszer [4] lehetővé teszi a fúrás, a szállítás, a megállóhelyeken végzett földmunkák és más típusú munkák teljes automatizálását. A Komatsu Autonomous Haul System ( AHS ) [ 5] érzékelőket, vezérlőket, navigációs berendezéseket stb. tartalmaz a bányászati teherautókra szerelve, ami lehetővé teszi azok vezérlését. Mindkét rendszer integrálva van ezen vállalatok (szabadalmaztatott) technológiáival, és a világ legnagyobb bányáiban is beváltak.
Néhány bányavállalat azonban olyan megoldásokat igényelhet, amelyek függetlenek a fejlesztőtől. Ilyen megoldás például a következő rendszerek: Nav/Mobius rendszer (fejlesztő: Autonomous Solutions Inc ) [6] ; Teleop Auto rendszer (Hard-Line) [7] ; és az AutoMine [8] ( Sandvik ). Ezek a rendszerek lehetővé teszik a gépek és berendezések automatizálását anélkül, hogy hosszú távú megállapodásokat kellene kötni kizárólagos gyártókkal. A Hard-Line rendszert a földalatti bányászatban használják a szállítójárművek irányának, sebességének és egyéb műveleteinek automatikus szabályozására.
A Rio Tinto Group 2008-ban hozta létre a Mine of the Future projektet. A perthi (Ausztrália) irányítóközpontból irányítják a Pilbara régió bányászatát. Az automatizált berendezések használata növeli a termelékenységet, és lehetővé teszi a gépek teljesebb kihasználását. 2014 júniusában az ebben a bányában bányászott nyersanyag mennyisége elérte a 200 millió tonnát [9] .
A Salt Lake City (USA) közelében található Bingham Canyon kőbánya a világ egyik legnagyobb rézérc beszállítója. 2013 áprilisában katasztrofális földcsuszamlás történt, amely sokféle munka beszüntetésére kényszerült. A biztonság javítása érdekében a vállalat adminisztrációja ( Kennecott Utah Copper/Rio Tinto ) elkezdte automatizált vezérlést alkalmazni a kotrógépek, buldózerek és egyéb berendezések instabil talajú helyeken. A robotgépek alkalmazása segítette a céget abban, hogy meredekebb, veszélyesebb területeken is dolgozhasson (utólagosan biztonságosan hozzáférhettek az ember által hajtott gépek).
Ausztráliában, Új-Dél-Wales államban rézércet bányásznak a világ egyik legnagyobb bányájában , a Cadia-Ridgeway -ben, külszíni és földalatti bányászatban egyaránt. Ez nagyszámú automatizált bányászati berendezést használ [10] .
A ~2006-2016 közötti időszakban a német " EEP Elektro-Elektronik Pranjic " cég több mint 60 korszerű automata vezérlést szállított és helyezett üzembe a földalatti szénbányászathoz. A teljesen pilóta nélküli szénbányászat technológiáját először a China National Coal Group Corp. alkalmazta. (CME) " a Tang Shan Gou bányában (kombájn, három homlokzat, 200 m mély) és a Nan Liang bányában (eke, 100 m mélység). Mindkét bányánál a varratvastagság 1-1,7 m. A kombájnok működését kamerákkal (valós időben, optikai szálon keresztüli jelátvitellel) figyelik. Általános szabály, hogy a földalatti személyzet csak a bányászati folyamat ellenőrzésére és a javítások elvégzésére van szükség. Az automatizálás javította a biztonságot és a gazdasági teljesítményt. [tizenegy]
2015 augusztusában a Polysaevskaya bányában (OJSC SUEK-Kuzbass) egy hosszú fal kezdett működni, amelyet a szomszédos sodródás kezelője irányított a kombájnon és a támasztékon lévő érzékelők jelei szerint; és videokamerák. Német berendezéseket használtak (EICKHOFF és MARCO), alátámasztás Lengyelországban. A varratvastagság 1,6 m, a várható fenékterhelés 300 ezer tonna szén havonta. Feltételezhető, hogy a szén biztonsága és minősége javulni fog. [12] :