Minería automatizada ( Automated mining ) es un término general que se refiere al cambio en la tecnología minera para excluir el uso de mano de obra humana en el área minera [1] . Esto incluye: (1) automatización de la producción, incluida la automatización de procesos y el software informático para ello; y (2) el uso de control robótico de vehículos y equipos. Actualmente, la minería en los países desarrollados se encuentra en medio de una transición hacia la minería automatizada, y en los países del tercer mundo (donde los costos laborales son relativamente bajos), la necesidad de aumentar la eficiencia sigue siendo baja. En 2014, la minería se automatizó por completo en dos ubicaciones: Pilbara (Australia) y Bingham Canyon (EE. UU.).
Para mejorar la gestión de las operaciones mineras, las empresas mineras pueden utilizar un software especial. Programas como Pitram Mining Solutions [2] y Extreme [3] ayudan a la administración a organizar el proceso de minería y controlarlo en tiempo real. Los mensajes generados por estos programas ayudan a identificar el flujo de trabajo y las fallas del flujo de trabajo que reducen la productividad.
Para hacer frente a los desafíos de trabajar en entornos peligrosos y aumentar la productividad, algunas empresas mineras han comenzado a utilizar la automatización para controlar las máquinas mineras. Utilizan hardware y software para convertir vehículos y otros equipos en dispositivos robóticos y autónomos.
La automatización se puede implementar de tres formas: control remoto, telecontrol y automatización completa.
El control remoto se usa comúnmente para controlar el funcionamiento de equipos como excavadoras, topadoras y rozadoras. El operador se para relativamente cerca de la máquina, de modo que está en su campo de visión, y usa el control remoto para realizar el trabajo normal. Dado que "siente el automóvil" mucho peor, y el volumen de información visual (y de otro tipo) entrante es menor, cuando se usa el control remoto, la productividad generalmente disminuye. El control remoto generalmente se usa cuando se extrae en áreas peligrosas, donde existe el riesgo de deslizamientos de tierra, explosiones, caídas de rocas, minería subterránea. El control remoto es la forma más económica de automatizar máquinas de minería en entornos peligrosos, lo que lo convierte en el comienzo perfecto para el proceso de automatización.
El telecontrol es el uso de equipos mineros que son controlados por un operador ubicado a una distancia considerable, utilizando cámaras de video, señales de sensores y, posiblemente, utilizando un software adicional que determina la ubicación. Telecontrol le permite sacar a una persona de un lugar peligroso a una distancia considerable y controlar el equipo de su lugar seguro. Cuando se conducen vehículos, se utilizan joysticks y otros medios para proporcionar señales de control de una persona, y un software especial le permite al operador recibir más información sobre el estado de la máquina y su posición. Al usar el control remoto, puede haber una disminución en el rendimiento, como con el control remoto; pero el operador se aleja de la fuente de peligro a una distancia mucho mayor.
La minería semiautomatizada se refiere al control parcialmente automatizado de maquinaria y equipo. Solo una parte de las funciones está automatizada y sigue siendo necesario el control humano.
Cuando están completamente automatizados, los sistemas robóticos toman el control total del encendido, el cambio de marchas, la dirección, el frenado, el vertido de material, la posición de la hoja topadora, etc. – sin intervención del operador. La automatización completa le permite aumentar la productividad de las máquinas mineras, y el uso de programas para controlar las máquinas le permite al operador "administrar" su trabajo, monitorear la eficiencia e intervenir cuando surgen problemas.
Los posibles beneficios de la automatización incluyen: mejores condiciones de seguridad y sanitarias e higiénicas en el trabajo; reducción en el consumo de combustible; aumento de la productividad; reducción del tiempo de inactividad; reducir el costo de las reparaciones y el mantenimiento no programados; reducir la fatiga de los conductores de vehículos. La automatización puede ayudar a resolver la escasez de trabajadores (por ejemplo, conductores de camiones volquete). Con la caída de los precios de las materias primas, muchas empresas mineras están buscando formas de reducir costos, pero sin comprometer la seguridad y las condiciones de trabajo. En este caso, la automatización puede ayudar a resolver problemas. La automatización de la minería puede reducir significativamente el riesgo de desarrollar enfermedades profesionales crónicas, incluidas las incurables e irreversibles ( neumoconiosis - silicosis , antracosis , etc.; enfermedad pulmonar obstructiva crónica ; cor pulmonale , etc.) .
Los críticos de la automatización de vehículos argumentan que su uso conducirá a una reducción del número de puestos de trabajo. Pero se les objeta que, si bien algunos trabajos pueden volverse redundantes (principalmente aquellos que implican trabajar en condiciones peligrosas e insalubres, o trabajos pesados y/o repetitivos), la automatización conduce a la creación de nuevos puestos de trabajo. Las comunidades que apoyan a los trabajadores de bajos ingresos están pidiendo a las empresas mineras que sean socialmente responsables frente a un cambio hacia la automatización que está causando pérdidas de empleos frente a los precios más bajos de las materias primas y puede aumentar la productividad. Las grandes empresas son reacias a invertir en nuevas tecnologías no probadas y prefieren utilizar automatización de bajo costo y bajo nivel (control remoto).
Dos empresas ofrecen máquinas de minería automatizadas ( Caterpillar Inc y Komatsu Limited ). El sistema CAT MineStar [4] le permite automatizar completamente la perforación, el transporte, la excavación en rebajes y otros tipos de trabajo. El Sistema de Acarreo Autónomo ( AHS ) [ 5] de Komatsu incluye sensores, controladores, equipos de navegación, etc. instalados en los camiones mineros, lo que permite controlarlos. Ambos sistemas están integrados con las tecnologías (patentado) de estas empresas y han sido probados en algunas de las minas más grandes del mundo.
Pero algunas empresas mineras pueden requerir soluciones que sean independientes del desarrollador. Un ejemplo de tal solución son los siguientes sistemas: sistema Nav/Mobius (desarrollado por Autonomous Solutions Inc ) [6] ; Sistema Teleop Auto (Hard-Line) [7] ; y AutoMine [8] ( Sandvik ). Estos sistemas permiten automatizar máquinas y equipos sin necesidad de acuerdos a largo plazo con fabricantes exclusivos. El sistema Hard-Line se utiliza en la minería subterránea para controlar automáticamente la dirección, la velocidad y otras acciones de los vehículos de transporte.
Rio Tinto Group creó el proyecto Mina del Futuro en 2008. Desde el centro de control en Perth (Australia) se gestiona la minería en la región de Pilbara. El uso de equipos automatizados aumenta la productividad y permite que las máquinas se utilicen más plenamente. En junio de 2014, la cantidad de materias primas extraídas en esta mina alcanzó los 200 millones de toneladas [9] .
La cantera de Bingham Canyon cerca de Salt Lake City (EE. UU.) es uno de los mayores proveedores de mineral de cobre del mundo. En abril de 2013 se produjo un derrumbe catastrófico que obligó al cese de muchos tipos de obras. Para mejorar la seguridad, la administración de la empresa ( Kennecott Utah Copper/Rio Tinto ) comenzó a utilizar el control automatizado de excavadoras, topadoras y otros equipos en lugares con terreno inestable. El uso de máquinas robóticas ha ayudado a la empresa a trabajar en áreas más empinadas y peligrosas (con el posterior acceso seguro de máquinas impulsadas por humanos).
En Australia, en el estado de Nueva Gales del Sur, el mineral de cobre se extrae en una de las minas más grandes del mundo , Cadia-Ridgeway , tanto a cielo abierto como subterránea. Esto utiliza una gran cantidad de equipos de minería automatizados [10] .
Durante el período ~2006-2016, la empresa alemana " EEP Elektro-Elektronik Pranjic " entregó y puso en funcionamiento más de 60 conjuntos de control automático moderno para la minería subterránea de carbón. Por primera vez, la tecnología de extracción de carbón completamente no tripulada fue utilizada por China National Coal Group Corp. (CME) " en la mina Tang Shan Gou (cosechadora, tres caras, 200 m de profundidad) y en la mina Nan Liang (arado, 100 m de profundidad). En ambas minas, el espesor de la veta es de 1-1,7 m El funcionamiento de las cosechadoras se monitorea mediante cámaras (en tiempo real con transmisión de señal a través de fibra óptica). Como regla general, se requiere personal subterráneo solo para controlar el proceso de extracción y cuando se realizan reparaciones. La automatización ha mejorado la seguridad y el rendimiento económico. [once]
En agosto de 2015, en la mina Polysaevskaya (OJSC SUEK-Kuzbass), comenzó a funcionar un tajo largo, controlado por un operador de una galería vecina de acuerdo con las señales de los sensores en la cosechadora y el soporte; y cámaras de video. Se utilizó equipo alemán (EICKHOFF y MARCO), soporte fabricado en Polonia. El espesor de la veta es de 1,6 m, la carga de fondo de pozo esperada es de 300 mil toneladas de carbón por mes. Se supone que aumentará la seguridad y la calidad del carbón. [12] :