Нечеловеческий фактор: роботы
- KOMATSU 930E-4AT: карьерный самосвал (слева). Грузоподъемность — 290 т // Масса — 202 т // Двигатель — 16-цилиндровый турбодизель количеством 60 л // Мощность — 2700 л. с. // Большая скорость при полной загрузке — 64,3 км/ч // Протяженность — 15,32 м Ширина — 8,69 I// Высота — 7,32 м. KOMATSU PC5500: экскаватор с обратной лопатой (справа) // Двигатели — 525 и // Масса — два 12-цилиндровых турбодизеля количеством 38 л // Мощность — 2 х 1260 л. с. // Стрела — 11 м // Рукоять — 5,1 м // Количество ковша — 28 м³
- KOMATSU GD825: автогрейдер Масса — 26 т // Двигатель — 6-цилиндровый турбодизель количеством 15 л // Мощность — 284 л. с. // Большая скорость — 45 км/ч
TEREX REEDRILL SCH5000: буровая установка Диаметр шурфа — до 152 мм // Масса — 20 т // Двигатель — дизель Caterpillar // Мощность — 310 л. с.
Не доверяйте gps SPS с рабочей частотой 1575.42 MHz (либо по-второму — L1) рекомендован для гражданского применения, а PPS — вотчина армейских. Погрешность определения координат при применении пакета L1 — пара метров.
- Для слаженной работы десятков роботов без участия человека нужна куда громадная точность позиционирования. Совокупности типа Real-Time Kinematic (RTK) фиксируют положение движущихся объектов с точностью до 1−2 см. В базе RTK лежит неподвижная референсная станция, положение которой совершенно верно выяснено. Она принимает личные GPS-координаты и вычисляет погрешность показаний спутниковой навигации.
- Информация о погрешности направляется всем периферийным точкам (просматривай — беспилотным автомобилям), дабы они внесли соответствующие коррективы в информацию о собственном расположении
Цифровой ковбой Локомотив GE Dash 9 весит 193 т и развивает мощность 4390 л. с. Весьма не так долго осталось ждать данный табун также станет пасти компьютер
Всегда нелегкий труд шахтеров считался одним из самых страшных и неблагодарных. Увечья, силикоз, закинутые бумтауны и домашние катастрофы — постоянные спутники данной профессии. Не напрасно легендарные «16 тысячь киллограм» Мерла Трэвиса до сих пор выбивают скупую слезу у работяг, заполняющих вечерами бары горняцких поселков от Аляски до Южной Африки.
Но уже весьма не так долго осталось ждать у большинства из них покажется возможность поменять тяжелые каски и брезентовые робы на белые офисные рубахи. В этом уверены эксперты горнодобывающей компании Rio Tinto, создавшие и уже внедрившие в судьбу полуфантастический проект Mine of the Future.
В западноавстралийской Пилбаре, где стрелку компаса сводят с ума богатейшие залежи железа, а человека- жара, уже более года вместо людей круглосуточно вкалывают роботы. За пятью огромными самосвалами Komatsu 930Е-4АТ грузоподъемностью 290 т, дизель-гидравлическим экскаватором PC5500, гусеничным бульдозером также475, его колесным собратом WD900 и грейдером GD825 присматривают операторы, находящиеся в 1000 км от разреза Вест-Анджелас — в Перте.
Не так долго осталось ждать к ним добавятся четыре тепловоза-беспилотника GE Dash 9, каковые будут водить составы из 230 думпкаров по 420-км ветке до морских терминалов Дампьер и Кейп-Ламберт на скорости до 80 км/ч. А конечная цель проекта — полная роботизация всех месторождений Пилбары — Хаммерсли, Хоуп-Даунс, Чаннар, Истерн-Рейндж и Меса-Джей.
Цена неточности
Для начала представим себе, как функционирует простое месторождение в Пилбаре. Очень редко бывает, дабы нужные ископаемые выходили прямо на поверхность. Дабы добраться до рудного тела, нужно предварительно вскрыть и вывезти в отвалы пустую породу, покрывающую месторождение, причем для добычи 1 т руды в среднем приходится вывозить 3−6 т (а в отдельных случаях — до 25 т!) породы.
Количества добычи руды напрямую зависят от количеств вскрыши, и как раз исходя из этого на вскрышных работах задействованы самые экскаваторы и большие самосвалы.
Предварительно разведанный и размеченный горными инженерами — марк-шейдерами- участок преобразовывается в некое подобие дуршлага: замечательные буровые станки забуривают в предназначенном к взрыву блоке сотни и породы десятки взрывных скважин, расположенных в строго определенном порядке. Взрывники при помощи особого «зарядного автомобиля» заполняют подготовленные скважины взрывчатым веществом, устанавливают и соединяют в единую цепь детонаторы, по окончании чего устраивают мелкое землетрясение, из-за которого прочный скальный массив преобразовывается в груду обломков.
После этого в забой прибывают бульдозеры и огромный экскаватор. Бульдозеры зачищают площадку для работы экскаватора, а грейдеры формируют более-менее ровные дороги. Потом в дело вступают огромные карьерные самосвалы Komatsu 930Е-4АТ и дизель-гидравлический экскаватор PC5500.
Друг за другом самосвалы подъезжают на место погрузки, принимают в собственный кузовок привычные 290 т и отправляются для разгрузки на отвалы — рукотворные горы, непременный атрибут любого горнодобывающего предприятия.
В то время, когда освобождается доступ к рудному телу — взрыв повторяется, по окончании чего карьерные самосвалы пара меньшей грузоподъемности начинают вывозить руду на обогатительную фабрику, где ее размалывают в однородную массу и предварительно очищают от примесей. Обогащенную руду отправляют на рудный склад, откуда роторным экскаватором перегружают в вагоны. Чуть больше трех часов нужно для загрузки 2,5-км поезда, и скоро металлическая змея массой около 26 000 т, грохоча, устремляется к морю.
В том месте руда грузится в трюмы судов-рудовозов, каковые уже спустя семь дней поднимутся на рейде одного из японских, китайских либо южнокорейских терминалов. Еще через несколько дней она превратится в сортовой прокат.
В этом ходе задействованы десятки и сотни людей тяжелых механизмов, каковые обязаны трудиться по твёрдому графику, и это при температуре +50°С и висящем над дорогой облаке рыжей пыли, которое не в силах прибить к почва кроме того поливальная машина. Кабины современных бульдозеров, экскаваторов и карьерных самосвалов оснащены кондиционерами, атермальными стеклами, эргономичными сиденьями, но кроме того они не в силах всецело избавить операторов от вибрации и шума.
Весьма напряженная и наряду с этим монотонная работа ведет к стремительному утомлению, а следовательно — и к неточностям. Но каждая неточность в разрезе, где в ограниченном пространстве с большой интенсивностью трудится множество многотонных автомобилей, может привести не только к важной аварии, но и к катастрофе. Большинство аварий на открытых горных разработках происходит по обстоятельству пресловутого «антропогенного фактора».
Шофер — лишний
Мысль об автоматизации технологических процессов при открытой разработке месторождений пришла в голову инженерам Komatsu в конце 1990-х. В их активе имелась совокупность Vehicle Health Monitoring System (VHMS), воображающая собой бортовой комплекс систем диагностики и устройств узлов карьерного самосвала в сочетании с постоянным двусторонним каналом связи между оператором и машиной сервисной работы.
Технический персонал смог приобретать упреждающую данные о состоянии совокупностей и прогнозировать, какие конкретно узлы и в какой срок потребуют замены либо обслуживания. В случае если японцам удалось научить машину жаловаться на собственный здоровье, то из-за чего бы не пойти дальше — доверить электронике педали и руль? Для решения данной задачи Komatsu купила американскую компанию Modular Mining Systems, и к 2005 году первые роботы-самосвалы, оснащенные фирменной разработкой FrontRunner, поступили на обкатку в чилийские бронзовые карьеры компании Codelco.
В декабре 2008 года Rio Tinto и Komatsu запустили бета-версию Mine of the Future на площадке А разреза Вест-Анджелас. Любой 930Е-4АТ в Пилбаре оснащен телекамерами, радарами, лазерными дальномерами, GPS-навигацией, системой распознавания и беспроводной связью препятствий. Управление машиной всецело возложено на компьютер; оператор только наблюдает за работой самосвала.
ИИ FrontRunner способен запоминать рельеф местности, формируя виртуальную трехмерную карту. Шестиколесные монстры снуют по площадке со скоростью более 50 км/ч, что практически в два раза выше, чем у бывалых водителей. Столкновения и заторы тут неосуществимы: точность ориентации роботов-самосвалов во времени и пространстве практически хирургическая — всего 1−2 см отклонения от заданных координат!
Территория погрузки разделена на виртуальные секторы. Поднятый ковш экскаватора дает сигнал очередному самосвалу — давай ко мне! Кстати, чилийский опыт Komatsu продемонстрировал, что управление экскаватором все еще нереально без умелого оператора в кабине, но скоро и его место займет неестественный разум. грейдеры и Бульдозеры уже управляются дистанционно из операционного центра в Перте.
Центр связан с Пилбарой дублированным оптическим кабелем и резервным спутниковым каналом. В его кондиционированных помещениях 320 операторов визуально осуществляют контроль работу всех автомобилей через 440 мониторов. Единственным пилотируемым звеном процесса остается перевозка руды к морю — Rio Tinto приступит к роботизации собственной ЖД сети через несколько лет.
Потом — везде
Еще одно выдающееся технологическое достижение в ходе проекта Mine of the Future — автоматизация сложнейшего процесса бурения взрывных скважин для вскрыши породы. Древний партнер Rio Tinto компания Terex Mining, специализирующаяся на буровом оборудовании, создала для роторных буровых станков SKSS и SKF комплекс телематики и программное обеспечение, базирующийся на GPS-позиционировании.
Четыре гусеничных агрегата, оснащенных пневматическими компрессорами большого давления Sullair 1,500CFM, разрешают применять для бурения не только простой поворачивающийся бур, но и погружной пневмомолот. Буровой робот может вгрызаться в породу на 6 м/ч стремительнее, чем такая же машина с оператором в кабине. Скважины машинально укрепляются и увеличиваются снизу вверх, от забоя к устью, для более действенного подрыва заряда.
Исследователи из университета Сиднея, сотрудничающие с Rio Tinto, считают, что через несколько лет смогут автоматизировать геологоразведку — сакральный процесс, немыслимый ранее без участия человека. В случае если раньше для оценки конфигурации, количества содержания железа и рудного тела в нем требовалось сделать тысячи скважин, послать поднятый керн в лабораторию и через несколько месяцев взять заключение, то не так долго осталось ждать вся эта рутинная работа будет занимать секунды. Для этого будут созданы мобильные лаборатории, практически видящие через почву и не требующие трудоемкого бурения.
У Rio Tinto и ее партнеров масса работы. Скоро в Вест-Анджелас доставят еще 17 роботов Komatsu 930Е-4АТ, пять бульдозеров, четыре грейдера и три буровых станка. Руды в этом районе хватит на пара десятков лет — цена разведанных запасов образовывает более $140 млрд. Очереди на освоение ожидают и богатейшие месторождения Парабурду, Маранду, Брокман и Янди. И это — не считая залежей бокситов, редкоземельных металлов и меди, спрос на каковые стабильно растет.
Климат в Западной Австралии вряд ли изменится, соответственно, у компании нет другого пути, не считая предстоящей автоматизации добычи.
Романтику на хлеб не намажешь
Согласно точки зрения главного технолога Rio Tinto Джона Макгэга, намеченное к 2016 году утроение количества добычи металлической руды в Пилбаре нереально в рамках классических разработок.
Автоматизация рабочих процессов через пять лет разрешит компании создавать отгрузку практически двух миллионов тысячь киллограм металлической руды в день и безболезненно реагировать на резкие колебания спроса.
При остановки производства роботы не выйдут на забастовку с требованиями сохранения соцгарантий. Им не нужно оплачивать больничные, сверхурочные, отпуска и ночные смены. Их возможно успокоить несложным нажатием кнопки.
Помимо этого, сейчас у Rio Tinto и других компаний неприятность найма квалифицированного персонала для работы в забытых людьми и богом медвежьих уголках Австралии стала одной из первых по значимости.
Солидные $20 000 за двухнедельную вахту, каковые приобретают машинисты локомотивов, не могут заманить молодежь, а умелые старики медлено выходят из строя. В один момент усложнение компьютеризация и техники всего и вся требует притока свежих мозгов. Прежний престиж и романтика работы по способу FIFO (fly-in-fly-out — прилетел-улетел) в двадцать первом веке безнадежно померкли — раскаленной сковородке провинциальной Пилбары юные австралийцы предпочитают прохладу муниципальных контор.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№93, июль 2010).
<
h4>