Автоматизация в горнорудном секторе и «самый большой в мире» австралийский робот

В конце мая 2021 года в Австралии заработал рудник нового поколения, добыча на котором максимально автоматизирована.  South Flank, который принадлежит BHP Group, оснащен пятью автоматическими бурильными установками, а руду перевозит 41 карьерный самосвал Komatsu 930E-5, который способен автоматически двигаться по заданному маршруту без водителя в кабине. 

Практически все операции на месторождении контролируются удаленно из центра в Перте с расстояния в 800 с лишним километров. Производственный потенциал рудника оценивается в 80 миллионов тонн руды в год. 

По словам руководства компании, переход на автоматический режим добычи позволит минимизировать шансы производственных травм и повысить производительность труда. 

Созданием комплекса занималась компания Fluor, которая начала строительство в июле 2018 года. Стоимость проекта оценивается в 3,6 миллиардов долларов США. Этот проект стал самым крупным горнорудным проектом в Австралии за последние 50 лет.  South Flank использует инфраструктуру находящейся рядом «Зоны по добыче С», суммарные производимые объемы руды составляют около 145 миллионов тонн в год, что делает этот регион самой крупной зоной по добыче железной руды в мире.

От карьера идет сеть автоматических конвейеров, общая протяженность которых составляет 26 километров. Они доставляют руду от места добычи до комбината по первичной переработке, где ее дробят и очищают от крупных примесей. 

Процесс автоматизации добычи в Австралии идет довольно быстро. Количество автономных и дистанционно управляемых самосвалов за последние пять лет выросло в четыре раза и продолжает увеличиваться. Этому способствует несколько факторов. Во-первых, играет свою роль сложность с привлечением сотрудников на удаленные месторождения, которые находятся почти в тысяче километров от крупных городов. Нехватка людей непосредственно рядом с центрами добычи заставляет руководство BHP и других горнорудных компаний прилагать больше усилий для автоматизации производства. Подыскать людей, которые готовы управлять техникой из крупных городов дистанционно, гораздо легче. 

Во-вторых, автоматизировать рудники, где добыча идет открытым способом (а таких в Австралии большинство), гораздо легче, чем глубокие шахты. На них можно использовать уже зрелые и хорошо зарекомендовавшие себя технологии связи, телеметрии и геопозиционирования. Это гораздо проще, чем создавать системы автоматической добычи полезных ископаемых под землей, где приходится с нуля создавать инфраструктуру для связи, позиционирования и других целей.

Автоматические самосвалы применяют не только при добыче железной руды. Австралийская компания WesTrac в мае 2021 года запустила в эксплуатацию первую партию грузовиков Cat 793F на руднике по добыче золота. Проект, в котором задействовано 29 роботов-самосвалов, обошелся 150 миллионов долларов США. По оценкам компании, автоматизация позволит снизить операционные расходы на 30%. 

Один из самых масштабных проектов по автоматизации добычи в Австралии — система AutoHaul, которую построила компания Rio Tinto. Её называют самым большим в мире роботом. Она представляет собой 1700 километров железных дорог, по которым могут одновременно передвигаться до 50 составов с рудой. Каждый из составов может перевозить до 28 тысяч тонн руды. Благодаря системе автоматизации скорость движения составов выросла на 6%, а время сырья в пути уменьшилось на час. Кроме того, выросла предсказуемость времени прибытия: отклонения от графика движения сократились с трех минут до пятнадцати секунд. Система обошлась недешево: первоначальный бюджет составлял 518 миллионов долларов США, однако фактическая стоимость оказалась на 80% выше запланированной — около 940 миллионов долларов США. На полную реализацию проекта ушло семь лет — на четыре года больше, чем предполагалось.

Тренд на автоматизацию в горнорудном секторе, конечно, носит глобальный характер и не ограничен одной Австралией. Рынок решений для автоматизации добычи полезных ископаемых достигнет 6,2 миллиардов долларов к 2025, подсчитали в компании Grand View Research. 

Например, Vale к 2024 году доведет объем производства на шахтах в Карахасе, на севере Бразилии, до 120 миллионов тонн железной руды в год. На объектах используется автоматическая система конвейеров, которая поставляет руду из шахт прямиком на обогатительные фабрики. Общая стоимость модернизации составит около 1,5 миллиардов долларов США, из которых около 400 миллионов придется на системы автоматизации. 

В процесс также включаются средние и малые компании. Объем заказов поставщика программного обеспечения MachineMax, который специализируется в этом секторе, в 2020 году вырос в семь раз. За услугами обратились 65 компаний. Разработки MachineMax позволяют объединять подвижное оборудование в единую сеть при помощи крепящихся на магнитах внешних маяков. По оценкам компании, даже начальный уровень цифровизации (например, сбор статистики о загрузке оборудования, телеметрии его состояния и перемещениях) позволяет снизить операционные расходы шахт на 20-40%. Даже такой уровень цифровизации и автоматизации открывает новые возможности при организации производства. Например, можно глушить двигатели, как только техника остановилась, а не оставлять на холостом ходу. По оценкам S&P Global, это позволит снизить операционные расходы на 50 тысяч долларов в год на единицу техники. 

Снижение расходов и повышение рентабельности не единственная причина проводить автоматизацию производства в горнорудном секторе. Самая главная мотивация — сберечь жизни и здоровье работников, которым зачастую приходится работать в потенциально опасных условиях и сталкиваться с повышенными рисками.