遠(yuǎn)程自主操控技術(shù)、先進(jìn)傳感器、人工智能……
巴西淡水河谷公司是美洲大陸最大的采礦業(yè)公司，鐵礦石產(chǎn)量占巴西全國總產(chǎn)量的80%。2021年5月，淡水河谷位列“2021福布斯全球企業(yè)2000強(qiáng)”第113位，被譽(yù)為巴西“皇冠上的寶石”和“亞馬孫地區(qū)的引擎”。
由于礦山作業(yè)屬于事故高發(fā)行業(yè)，因此礦山的人員管理和安全事故的預(yù)防變得非常重要，如何才能最大程度保證工人的安全，避免不必要的損失則是礦山管理人員面臨的最大難題。
隨著遠(yuǎn)程自主操控、先進(jìn)傳感器、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G無線通信等前沿技術(shù)被用于日常工作，淡水河谷公司以科技手段強(qiáng)化安全生產(chǎn)，搭建安全科技研發(fā)平臺，推進(jìn)礦山自動化、智能化建設(shè)，不斷提升礦山安全管理水平。
自動化設(shè)備降低風(fēng)險(xiǎn)提高效率
2018年，淡水河谷在布魯庫圖礦區(qū)啟用了包括自動駕駛卡車和自動化鉆機(jī)在內(nèi)的首批自動化設(shè)備。此后，公司所屬帕拉州的卡拉加斯礦區(qū)和米納斯吉拉斯州的布魯庫圖礦區(qū)也相繼使用了自動化設(shè)備。今年初，位于里約熱內(nèi)盧州曼加拉蒂巴市的瓜伊巴島海運(yùn)碼頭開始啟用自動化的堆場設(shè)備。公司表示，由于啟用自動化，相關(guān)技術(shù)員工無需再在駕駛艙內(nèi)操作設(shè)備，這大幅降低了員工在運(yùn)營區(qū)面臨的風(fēng)險(xiǎn)，同時增加了運(yùn)營的穩(wěn)定性，并提高了工作效率。
公司公共事務(wù)部的特納森介紹說，就海運(yùn)碼頭的堆場設(shè)備操作崗位而言，在以往的常規(guī)作業(yè)中，操作員需要爬上多級臺階以進(jìn)入高達(dá)40米的取料機(jī)和堆料機(jī)中進(jìn)行作業(yè)，這些設(shè)備每小時搬運(yùn)鐵礦石近8000噸。在高強(qiáng)度的工作壓力下，操作員一旦出現(xiàn)分神等注意力不集中情況，很容易發(fā)生意外，嚴(yán)重威脅生命安全。自從實(shí)施自動化管理以來，操作員可以從控制中心遠(yuǎn)程操作設(shè)備。
目前，淡水河谷公司已將自動化技術(shù)應(yīng)用于24輛卡車、18臺鉆機(jī)和30臺堆場設(shè)備。隨著自動化運(yùn)營的推進(jìn)，在米納斯吉拉斯州、帕拉州、里約熱內(nèi)盧州和馬拉尼昂州的礦山和堆場工作的約300位員工停止了在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的現(xiàn)場工作，而轉(zhuǎn)為更為安全的遠(yuǎn)程控制。
卡拉加斯礦區(qū)堆場在實(shí)施自動化運(yùn)營后，生產(chǎn)效率得到明顯提升。工廠兩座堆場的堆取礦操作偏差減少了90%。“操作偏差越小，可以幫助我們降低礦石在礦堆中滑落的風(fēng)險(xiǎn)，從而更快速、更安全地完成火車裝載。運(yùn)營現(xiàn)場存在風(fēng)險(xiǎn)，堆場設(shè)備因配備了傳感器等技術(shù)而變得更為可靠，自動化運(yùn)營顯著降低了員工風(fēng)險(xiǎn)。我們希望將安全放在首位，同時進(jìn)一步提高生產(chǎn)力。”特納森強(qiáng)調(diào)說。
機(jī)器人讓員工遠(yuǎn)離危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境
近年來，淡水河谷公司還大力投資可協(xié)助員工開展作業(yè)的各種機(jī)器人，以幫助員工遠(yuǎn)離危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境。2010年，公司成立了專門從事機(jī)器人、無人機(jī)和人工智能運(yùn)營解決方案開發(fā)的技術(shù)研究所。2015年，啟動了“洞穴機(jī)器人”項(xiàng)目。洞穴機(jī)器人是一種帶有攝像頭和照明系統(tǒng)的遙控機(jī)器人，它能在崎嶇不平的地形上行走，其設(shè)計(jì)初衷是通過繪制運(yùn)營區(qū)附近的洞穴地圖為探測工作提供幫助。2017年，科研人員開始測試將洞穴機(jī)器人應(yīng)用于其他作業(yè)場景，例如對人員難以進(jìn)入的密閉環(huán)境進(jìn)行檢測。檢測范圍除了球磨機(jī)和破碎機(jī)齒板等工廠設(shè)備外，還包括管道、通道和下水道。洞穴機(jī)器人已在巴西米納斯吉拉斯州、圣埃斯皮里圖州和帕拉州超過15種不同的工作場景中得到應(yīng)用。該型機(jī)器人具有可互換的運(yùn)動系統(tǒng)，能根據(jù)不同的地形使用輪組、輪胎、踏板或支架進(jìn)行移動，其感應(yīng)系統(tǒng)則支持高分辨率檢測、三維地圖生成及其他模塊化功能。
今年，該研究所將制造三款同型號機(jī)器人，它們將被用于位于帕拉州的銅礦以及位于圣埃斯皮里圖州維多利亞市和米納斯吉拉斯州伊塔比拉市的鐵礦，負(fù)責(zé)對磨機(jī)、管道及其他密閉環(huán)境進(jìn)行檢測。
實(shí)施“安全轉(zhuǎn)型計(jì)劃”設(shè)立三大目標(biāo)
2021年，淡水河谷開始實(shí)施“安全轉(zhuǎn)型計(jì)劃”，并為其設(shè)立三大目標(biāo)：確保安全流程，加速運(yùn)營控制，通過遙控、自動化和機(jī)器人等技術(shù)使員工遠(yuǎn)離危險(xiǎn)作業(yè)。
“安全轉(zhuǎn)型計(jì)劃”開展的項(xiàng)目包括啟用自動駕駛車輛、應(yīng)用操作員疲勞檢測系統(tǒng)以及將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于檢測和維護(hù)作業(yè)。公司計(jì)劃投資4500萬美元用于實(shí)施自動化，使用的自動化設(shè)備總數(shù)將超過百臺。
“在新冠疫情沖擊下，礦業(yè)行業(yè)必須加快科技創(chuàng)新步伐。新的變革性技術(shù)能使礦業(yè)企業(yè)以安全、高效、綠色、可持續(xù)的方式提高生產(chǎn)力，也讓企業(yè)在面對新冠疫情等突發(fā)事件時，具備靈活應(yīng)對和快速反應(yīng)的能力。”特納森表示。（科技日報(bào)）