Automatizovaná těžba ( Automated mining ) je obecný pojem, který označuje změnu technologie těžby tak, aby bylo vyloučeno využití lidské práce v dobývacím prostoru [1] . To zahrnuje: (1) automatizaci výroby, včetně automatizace procesů a počítačového softwaru pro ni; a (2) použití robotického ovládání vozidel a vybavení. V současné době je těžba ve vyspělých zemích uprostřed přechodu na automatizovanou těžbu a v zemích třetího světa (kde jsou náklady na pracovní sílu relativně nízké) zůstává taková potřeba zvýšené efektivity nízká. V roce 2014 byla těžba plně automatizována na dvou místech: Pilbara (Austrálie) a Bingham Canyon (USA).
Pro zlepšení řízení těžebních operací mohou těžařské společnosti využívat speciální software. Programy jako Pitram Mining Solutions [2] a Extreme [3] pomáhají správě organizovat proces těžby a řídit jej v reálném čase. Zprávy generované těmito programy pomáhají identifikovat workflow a workflow chyby, které snižují produktivitu.
Aby se vypořádaly s problémy práce v nebezpečných prostředích a zvýšily produktivitu, začaly některé těžařské společnosti používat automatizaci k řízení těžebních strojů. Používají hardware a software k přeměně vozidel a dalšího vybavení na robotická a autonomní zařízení.
Automatizaci lze realizovat ve třech formách: dálkové ovládání, dálkové ovládání a plná automatizace.
Dálkové ovládání se běžně používá k ovládání provozu zařízení, jako jsou rypadla, buldozery a kombajny. Obsluha stojí relativně blízko stroje – tak, aby byl v jeho zorném poli – a pomocí dálkového ovládání provádí běžnou práci. Vzhledem k tomu, že auto „cítí“ mnohem hůře a objem příchozích vizuálních (a dalších) informací je menší, pak při použití dálkového ovládání obvykle klesá produktivita. Dálkové ovládání se obvykle používá při těžbě v nebezpečných oblastech – tam, kde hrozí sesuvy půdy, výbuchy, pády kamenů, podzemní těžba. Dálkové ovládání je nejlevnější způsob automatizace těžebních strojů v nebezpečných prostředích, což z něj činí dokonalý začátek procesu automatizace.
Telecontrol je použití těžebního zařízení, které je řízeno operátorem umístěným ve značné vzdálenosti pomocí videokamer, signálů ze senzorů a případně pomocí doplňkového softwaru, který určuje polohu. Telecontrol umožňuje odstranit osobu z nebezpečného místa na značnou vzdálenost a ovládat zařízení jejího bezpečného místa. Při řízení vozidel se používají joysticky a další prostředky pro dodávání řídicích signálů od osoby a speciální software umožňuje obsluze získat více informací o stavu stroje a jeho poloze. Při použití dálkového ovládání může dojít ke snížení výkonu - jako u dálkového ovládání; ale obsluha je vzdálena od zdroje nebezpečí na mnohem větší vzdálenost.
Poloautomatizovaná těžba se týká částečně automatizovaného řízení strojů a zařízení. Pouze část funkcí je automatizována a nadále je vyžadována lidská kontrola.
Když jsou plně automatizované, robotické systémy převezmou plnou kontrolu nad zapalováním, řazením, řízením, brzděním, sypáním materiálu, polohou radlice atd. – bez zásahu obsluhy. Plná automatizace umožňuje zvýšit produktivitu těžebních strojů a využití programů pro řízení strojů umožňuje operátorovi „řídit“ jejich práci, sledovat efektivitu a zasahovat v případě problémů.
Mezi možné výhody automatizace patří: zlepšená bezpečnost a hygienické a hygienické pracovní podmínky; snížení spotřeby paliva; zvýšení produktivity; snížení prostojů; snížení nákladů na neplánované opravy a údržbu; snížení únavy řidičů vozidel. Automatizace může pomoci vyřešit nedostatek pracovníků (např. řidičů sklápěčů). S klesajícími cenami komodit mnoho těžařských společností hledá způsoby, jak snížit náklady – ale bez ohrožení bezpečnosti a pracovních podmínek. V tomto případě může automatizace pomoci vyřešit problémy. Automatizací těžby lze výrazně snížit riziko rozvoje chronických nemocí z povolání, včetně neléčitelných a nevratných ( pneumkonióza - silikóza , antrakóza aj.; chronická obstrukční plicní nemoc ; cor pulmonale aj.) .
Kritici automatizace vozidel tvrdí, že její použití povede ke snížení počtu pracovních míst. Namítají však, že zatímco některá pracovní místa se mohou stát nadbytečnou (především ta, která zahrnují práci v nebezpečných a nehygienických podmínkách nebo těžkou a/nebo opakující se práci), automatizace vede k vytváření nových pracovních míst. Komunity podporující pracovníky s nízkými příjmy vyzývají těžařské společnosti, aby byly společensky odpovědné tváří v tvář přechodu k automatizaci, která způsobuje ztráty pracovních míst tváří v tvář nižším cenám komodit a může zvýšit produktivitu. Velké společnosti se zdráhají investovat do nevyzkoušených nových technologií a raději používají nízkonákladovou automatizaci na nízké úrovni (dálkové ovládání).
Dvě společnosti nabízejí automatizované těžební stroje ( Caterpillar Inc a Komatsu Limited ). Systém CAT MineStar [4] umožňuje plně automatizovat vrtání, přepravu, hloubení v zarážkách a další typy prací. Autonomní vytahovací systém Komatsu ( AHS ) [ 5] zahrnuje senzory, ovladače, navigační zařízení atd. instalované na důlních vozících, což umožňuje jejich ovládání. Oba systémy jsou integrovány s (patentovanými) technologiemi těchto společností a byly ověřeny v některých z největších dolů na světě.
Některé těžařské společnosti však mohou vyžadovat řešení nezávislá na vývojáři. Příkladem takového řešení jsou následující systémy: Systém Nav/Mobius (vyvinutý společností Autonomous Solutions Inc ) [6] ; Systém Teleop Auto (Hard-Line) [7] ; a AutoMine [8] ( Sandvik ). Tyto systémy umožňují automatizovat stroje a zařízení bez nutnosti dlouhodobých dohod s výhradními výrobci. Hard-Line systém se používá v podzemní těžbě k automatickému řízení směru, rychlosti a dalších akcí dopravních prostředků.
Rio Tinto Group vytvořila projekt Mine of the Future v roce 2008. Z řídícího střediska v Perthu (Austrálie) je řízena těžba v regionu Pilbara. Použití automatizovaného zařízení zvyšuje produktivitu a umožňuje plnohodnotnější využití strojů. V červnu 2014 dosáhlo množství surovin vytěžených v tomto dole 200 milionů tun [9] .
Lom Bingham Canyon poblíž Salt Lake City (USA) je jedním z největších světových dodavatelů měděné rudy. V dubnu 2013 došlo ke katastrofálnímu sesuvu půdy, který si vynutil zastavení mnoha druhů prací. Pro zlepšení bezpečnosti začala administrativa společnosti ( Kennecott Utah Copper/Rio Tinto ) využívat automatizované řízení rypadel, buldozerů a dalšího vybavení v místech s nestabilním podkladem. Použití robotických strojů pomohlo společnosti pracovat ve strmějších a nebezpečnějších oblastech (s následným bezpečným přístupem stroji poháněnými lidmi).
V Austrálii, ve státě Nový Jižní Wales, se těží měděná ruda v jednom z největších světových dolů , Cadia-Ridgeway , a to jak povrchovými, tak i podzemními. To využívá velké množství automatizovaných těžebních zařízení [10] .
Německá společnost " EEP Elektro-Elektronik Pranjic " dodala a zprovoznila v období ~2006-2016 více než 60 souprav moderního automatického řízení pro hlubinnou těžbu uhlí. Technologie zcela bezpilotní těžby uhlí poprvé použila společnost China National Coal Group Corp. (CME) “ v dole Tang Shan Gou (kombinace, tři poruby, hloubka 200 m) a v dole Nan Liang (pluh, hloubka 100 m). Na obou dolech je tloušťka sloje 1-1,7 m. Provoz kombajnů je monitorován pomocí kamer (v reálném čase s přenosem signálu přes optické vlákno). Od personálu v podzemí se zpravidla vyžaduje pouze kontrola procesu těžby a provádění oprav. Automatizace zlepšila bezpečnost a ekonomický výkon. [jedenáct]
V srpnu 2015 začala v dole Polysajevskaja (OJSC SUEK-Kuzbass) pracovat jedna porubní stěna řízená obsluhou ze sousední štoly podle signálů čidel na kombajnu a podpěře; a videokamery. Bylo použito německé vybavení (EICKHOFF a MARCO), podpora vyrobená v Polsku. Mocnost sloje je 1,6 m, předpokládané zatížení vrtů je 300 tisíc tun uhlí měsíčně. Předpokládá se zvýšení bezpečnosti a kvality uhlí. [12] :