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ケーススタディ

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地下にインテリジェンスをもたらす

初めての鉱石処理ソリューションは、世界最大の銅鉱山および金鉱山の安全を第一に

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課題

  • より安全で効率的な地下物質輸送を可能にする鉱石処理シュートを設計する。

ソリューション

結果

  • 輸送トラックがシュートの下で検出および識別された後にのみ動作
  • 落下した岩の保護が含まれており、車両と人員を保護
  • 鉱石容器をモニタして、安全な材料レベルを維持
  • 1時間当たり10,000トン(tph)の最大瞬時フローレートの高速充填率を実現

鉱業会社はこれまで以上に鉱山を掘り進み、生産量を最大化するために、坑内掘りが地下に広がり始めています。

バリアント・マイニング・テクノロジーズ社の事業開発部のマネージャであるデレク・マロウシュ氏は次のように述べています。「鉱山が深くなるにつれて、貴重な鉱石の採掘はより費用がかかるようになります。さらに、地下の危険源から人員を守ることは重大な懸念事項です。」

カナダのオンタリオ州のサドベリー盆地にあるバリアント・マイニング・テクノロジーズ社は、地下硬岩採掘のソリューションを専門としています。同社は、業界の最大の課題の1つである材料を地下に安全かつ効率的に移動することを解決するために取り組んでいます。

大規模なモンゴル鉱山での機会

最近、世界的な大手鉱業会社がバリアント・マイニング社に依頼して、モンゴルの銅および金鉱山の鉱石輸送の課題を解決しました。鉱業会社は、2011年に現場で露天掘りを開始し、地下深くにある価値を認識しました。

マロウシュ氏は次のように述べています。「実際に、この場所は知られている中では世界最大の銅と金鉱床の1つであることを誇っています。具体的には、同社は数年後に開始する予定の地下操業用の鉱石通過積載システムを設計するように私たちにアプローチしてきました。」

完成すると、地下鉱山は1日当たり95,000トンの鉱石を生産し、現在の生産量を3倍に増やすと予想されています。

ブロックケービングの課題

使用される掘削方法によっては、鉱石を地下に輸送することには大きな課題があります。モンゴル鉱山での地下作業では、「ブロックケービング」法を使用します。ブロックケービングでは、岩の大部分がアンダーカットされます。その後、鉱石は自重で徐々に崩壊します。

結果として生じた瓦礫の漏斗は鉱山内のさまざまなレベルで一連の垂直鉱石を通過させます。シュートシステムは各鉱石パスの底部にあります。

マロウシュ氏は次のように説明します。「シュートは、鉱石を運搬車両に安全に移動できるようにする装置です。流れを制御するので、運搬機器を迅速かつ安全に積み込めます。」

トラックは運搬レベルでシュートから材料を収集し、それを地表に運ぶコンベアシステムに輸送します。

鉱石が十分に制御されていない場合、運搬レベルでの材料の積み込みは、人員に重大な安全上のリスクをもたらします。潜在的な危険源には、シュートの故障、落下する破片、無秩序に積みあがる泥土、予期しない車両の運行が含まれます。

安全第一

マロウシュ氏は次のように述べています。「このお客様にとって安全は最優先事項です。彼らは、安全リスクを軽減する生産的な採掘環境を作り上げることを重要視しています。それは魅力的な職場です。」

このプロジェクトは、市場におけるバリアント・マイニング社の得意分野とうまく整合しています。伝統的に、地下の鉱石シュートシステムは、制御が非常に限られた鋼鉄製とみなされてきました。ただし、バリアント・マイニング社は、制御技術を最前線にもたらし、機器の安全、効率、信頼性を高めます。

2通りの制御ソリューション

鉱石積み込みシステムの正常な運用は、鉱石シュートと運搬車両の協調制御にかかっています。バリアント・マイニング社は、鉱石シュートと機能安全要件を満たす安全制御システムの供給を担当しています。機能的に安全なシステム、この場合はSIL 3定格を満たすシステムを実現するために、設計ではビン、シュート、トラックを含むプロセスを考慮しました。

制御システムは、Allen-Bradley®Compact GuardLogix®セーフティコントローラ、Allen-BradleyのPOINT Guard I/O™モジュール、およびHMIベースのAllen-BradleyのPanelView™グラフィックターミナルを搭載したRockwell Automation®のプラットフォームに構築されています。

システムは、各シュートおよび各トラックに搭載されたGuardLogixコントローラとHMIを使用して設計されています。フェイルセーフ通信の場合、統合されたシステムはEtherNet/IP™ワイヤレスネットワークで実行されるCIP Safety™プロトコルを使用します。

マロウシュ氏は次のように述べています。「私たちには、設計プロセス中にロックウェル・オートメーションと連携してきた歴史があります。私たちは、最先端のソリューションを開発している比較的小さな会社です。そのため、ソリューションの開発をサポートするために、大規模な企業グループとサプライチェーンのコアコンピタンス(競合他社に真似できない核となる能力)を頼りにしています。」

スマートテクノロジの実現

システムを最適化するために、バリアント・マイニング社は、他の業界では新しいものではなく、地下採掘では新しい技術をいくつか取り入れました。例えば、シュート搭載エリアの車両検出システムはトラックの存在と位置を検出しますが、RFIDテクノロジは車両のモデルとタイプを判断します。

マロウシュ氏は次のように述べています。「このテクノロジとワイヤレスを介したCIP Safetyにより、トラックの運転手はより安全な方法でシュートを制御できるようになります。シュートは運搬トラックが存在し、正しい位置にない限り作動しません。ジープや他の車種では操作をトリガすることはできません。」

システムには、落下物保護も含まれています。シュートの端にあるゲートには、前の荷物からの緩い岩が含まれており、接近する車両と人員を保護します。

マロウシュ氏は次のように述べています。「そして、私たちのシステムは、各シュートに関連付けられた鉱石容器をモニタして、それらが空にならないようにします。緩衝材として機能するために、常に材料を容器に保管しています。そのため、150フィート落下する鉱石がロケットのようにシュートから出ることはありません。」

機械的な側面では、バリアント・マイニング社はスループットを向上させ、ハングアップのリスクを最小限に抑えるために、1525mm X 3050mm (5インチX10インチ)の開口部を持つシュートを設計しました。

期待を超える

バリアント・マイニング社の初期の契約には5つのシステムが含まれていました。最終的な鉱山計画では最大30台のシュートを地下に配置し、最大40台の地上および地下運搬トラックを積み込むことになりました。

マロウシュ氏は次のように述べています。「最初のシステムは、ここカナダの現場でテストしました。システムを完全に組み立て、1か月間稼働しました。お客様は、当社の施設で見た結果に非常に満足しています。」

初期システムはモンゴルに出荷され、地下での設置を待っています。

オペレータの安全を高めることに加えて、鉱石処理システムは鉱山のスループットを最適化するように設計されています。設置後、各シュートは1時間当たり10,000トン(tph)の最大瞬間フローレートを達成することが期待されています。バリアント・マイニング社は、このシステムが市場にある他のシステムよりも大幅に優れたトラフィックの制御と設備稼働率を達成することを期待しています。

マロウシュ氏は次のように述べています。「全体的に、鉱山会社は安全と生産性に最も関心を持っています。当社の安全定格SIL 3システムは、両方を改善するように設計されています。」

このトラック積載制御システムは現在特許出願中です。

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