Связь под землей больше не чудо

Компания Hytera выпустила на рынок коммуникационную платформу для горнорудного сектора. Она поддерживает передачу аудио, видео, данных как между сотрудниками, так и между оборудованием. Система основана на стандарте 4G LTE и может быть использована на поверхности земли, в открытых карьерах и подземных шахтах. 

Горнорудная промышленность, по мнению китайской компании, зачастую сталкивается со следующими проблемами: резкими изменениями рыночной конъюнктуры, накоплением избыточных мощностей и появлением новых материалов, что иногда может приводить к снижению цен на готовую продукцию горнорудных компаний. Требования правительств многих стран в сфере защиты окружающей среды и безопасности рабочих мест становятся все более жесткими. Качество руды на давно разрабатываемых месторождениях снижается, что вынуждает компании переносить операции во все более отдаленные регионы. В целом по миру средний возраст работников отрасли растет, и многие компании сталкиваются со сложностями при привлечении технически подкованной молодежи на работу. 

Цифровизация производства позволяет справляться со многими из этих проблем. Благодаря ей компании могут снизить операционные расходы, повысить производительность и безопасность труда. Ключевым процессом становится предоставление работникам современных цифровых инструментов, что невозможно без роста инвестиций в автоматизацию производства, широкого применения роботов, аналитики данных и, конечно, современной связи, которая объединяет все эти компоненты в единую систему и гарантирует ее бесперебойную работу. Но далеко не всего компании понимают важность связи, сожалеют в Hytera. Зачастую оборудование, которое способно работать в автоматическом режиме, используется в ручном, так как нет соответствующей коммуникационной инфраструктуры. Кроме того, нередко автоматизация процессов, ИТ-инфраструктура, мониторинг и голосовая связь работают как независимые системы. Горнорудной отрасли необходимо интегрировать все эти сферы воедино, чтобы добиться максимального эффекта от цифровизации. 

Например, сотрудники, работающие непосредственно в шахтах, получают дополнительные преимущества, если будут включать процесс интегрированные системы для аудио- и видеосвязи, а также передачи данных, которые открывают возможность для использования приложений дополненной и виртуальной реальности. У компаний открывается доступ к аналитике больших данных с применением алгоритмов искусственного интеллекта, если они подключают к своим систем хранения данных такие источники как телеметрия техники и данные различных сенсоров, установленных на оборудовании. Эта информация может быть использована, чтобы лучше понимать ситуацию на производстве и облегчать принятие решений, связанных с планированием ежедневных операций и стратегическим развитием компании. 

Системы Hytera уже используются в Казахстане, где они применяются на объектах золотодобывающей компании «Алтыналмас». Там Hytera развернула сеть опорных станций для терминалов голосовой связи и передачи данных. Медная шахта в Мьянмаре Летпадун также использует систему этой компании.

В ЕС также применяют системы связи под землей. На шахте Болиден Канкберг в Швеции развернули систему, которую разработала компания Ericsson. Она поддерживает стандарт связи 5G, который способен передавать данные со скоростью до 10 Гбит/с, что на порядок быстрее, чем широко принятый сейчас стандарт 4G. 

Применение нового стандарта обусловлено тем, что большая часть оборудования и техники на шахте роботизирована. И для нормального функционирования нужен канал связи с большой пропускной способностью и низким временем отклика. Система спроектирована таким образом, что она сохраняет работоспособность даже в том случае, если связь шахты с внешним миром нарушена.  Современная система связи также отчасти решает проблемы с позиционированием: станции связи 5G из-за высокой частоты сигнала, на которой они работают, нужно размещать с большей плотностью, чем системы предыдущих поколений. Таким образом, базовые станции могут стать опорной сеткой, по которой могут ориентироваться автономная техника и люди. Проблема ориентирования в трехмерном пространстве подземных шахт представляет собой серьезную проблему — сигналы от привычных систем спутникового позиционирования не проникают под землю.

В ЕС в 2020 году завершилась отдельная программа по модернизации шахт, финансируемая Европейской комиссией. Проект «Устойчивые интеллектуальные горнорудные системы» (Sustainable Intelligent Mining Systems или SIMS) был запущен для разработки, тестирования и демонстрации преимуществ новых технологий в горнорудной отрасли. В рамках этого проекта исследовали применимость в подземных условиях не только радиосвязи, но и других технологий.  Например, в рамках SIMS были разработаны подземных дронов, которые будут использоваться для изучения тоннелей и шахт без риска для сотрудников. Такая технология будет особенно полезна после обвалов или проведения взрывных работ. Автономные дроны, оснащенные множеством сенсоров, видеокамерой высокого разрешения и тепловизором может увеличить производительность труда, уменьшив время, затрачиваемое на проведение инспекций. 

Другими направлениями работы SIMS были разработка оборудования с дистанционным управлением, симуляторов виртуальной реальности и автономной электрической техники. Программа SIMS выступает за переход компаний горнорудной отрасли от дизельной техники к технике, движимой электричеством. Электрификация возможно для погрузчиков, самосвалов и буровых установок. Первые опыты обнадеживают: объем производства благодаря использованию современной автономной электротехники может вырасти на 40-80%. Модернизация диспетчерской службы и алгоритмов планирования работы может принести дополнительное увеличение производительности на 10-20%. Конечно, отказ от двигателей внутреннего сгорания под землей снижает операционные расходы, так как снижаются требования к мощности вентиляционной системы. Не стоит забывать и про позитивный экологический эффект — выбросы углекислого газа на предприятии уменьшаются на 250 тонн в год за каждую снятую с эксплуатации машину с ДВС.