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獲取地下情報

獨一無二的礦石處理解決方案—全球最大的銅礦和金礦場之一的首重安全性。

挑戰

  • 設計礦石處理溜槽有助於提高地下原料運送的安全和效率

解決方案

結果

  • 只有在溜槽下方偵測和辨識到運輸礦車才會運作
  • 內含落石防護,有助於保護車輛和人員
  • 可監測礦石貯礦槽,有助於維持安全原料等級
  • 可以實現10,000公噸/小時(tph)最大瞬間流量的高速填充率

礦業公司挖掘的深度較過去更深。為了徹底提高產出,開挖礦井通常延伸至地底。

Variant Mining Technologies的業務開發經理Derek Meloche表示:「礦場越是深入挖掘,高價礦石的開採成本就變得越高。除此之外,防止人員在地下遭遇危險也是一項重要考量。」

位於加拿大安大略省薩德伯里的Variant Mining Technologies專門處理地下硬岩採礦的解決方案。該公司致力於解決業界其中一項最大的挑戰–以安全和高效率的方式在地下搬運材料。

蒙古大型礦場的機會

最近一家全球採礦公司委託Variant Mining解決在蒙古內銅礦和金礦場的礦石運送難題。這家採礦公司於2011年在該處進行露天採礦,並確認了深埋在地底的價值。

Meloche表示:「事實上,這處礦場擁有全球其中一座最大的已知銅礦和金礦床,具體來說,這間公司找我們為預定在幾年內開始的地下作業設計一個礦石井載運系統。」  

這套系統完工後,預計這座地下礦場每天可以出產95,000噸的礦石,是目前礦場產量的三倍。

崩塌式採礦法的挑戰

視使用的挖掘方法而定,地下礦石運輸會面臨巨大的挑戰。蒙古礦場的地下作業將使用「崩塌式採礦法」 。崩塌式採礦會以潛挖的方式削掉岩石的一大部分。接著礦石會在本身重量的影響下會逐漸崩落–或是「崩塌」。

產生的礦塊會經由礦場中不同層一系列的垂直礦石通道運送,而溜槽系統位於每個礦石通道的底端。  

Meloche解釋道:「溜槽是一種可以將礦石安全搬運到運輸車輛的裝置。溜槽可以控制流量,因此運輸設備能夠以快速且安全的方式載運。」

礦車會在運輸層收集來自溜槽的原料,並將這些原料運送到可以將礦石載往地面的輸送系統中。

如果沒有充分控制礦石,運輸層裝載的原料便會對人員構成重大安全風險。潛在的危險包括溜槽故障、掉落的廢渣、四散的廢土,以及無法預期的車輛運輸情況。

安全第一

Meloche表示:「安全是這位客戶的首要考量。他們著重在建立可以緩解安全風險的生產採礦環境,以及具有吸引力的工作場所。」

這項專案非常符合Variant在市場上的利基。傳統的地下礦石溜槽系統外觀為鋼鐵結構,配備非常有限的操控裝置。不過,Variant首重控制技術協,從而協助讓設備更加安全、更有效率且更可靠。

雙重控制解決方案

礦石裝載系統是否可以順利運作,取決於礦石溜槽和運輸車輛的協調控制。Variant負責提供礦石溜槽–以及符合功能安全需求的安全控制系統。為了實現功能安全系統(本案例為符合SIL 3級的的系統),系統在設計時考量貯礦槽、溜槽和礦車的流程。

此控制系統內建洛克威爾自動化®的平台,搭載Allen-Bradley® Compact GuardLogix®安全控制器、Allen-Bradley POINT Guard I/O™模組,以及採用Allen-Bradley PanelView™圖形終端機的HMI。

此系統的每個溜槽和每輛礦車上,均設計配備一個GuardLogix控制器和人機介面(HMI)。在故障安全防護通訊方面,此整合系統使用可透過EtherNet/IP™無線網路執行的CIP Safety™通訊協定。

Meloche表示:「我們的設計過程向來是和洛克威爾自動化合作。我們在開發尖端解決方案方面是相對小型的公司,因此我們仰賴較大集團公司和供應鏈的核心競爭力來為我們的解決方案提供支援。

運用智慧技術

Variant為了將系統最佳化而採用多項技術,這在其他產業來說並非新鮮事,但在地下採礦卻是全新的做法。例如,裝載區域溜槽的車輛偵測系統會偵測礦車的存在與位置–同時RFID技術會判斷車輛的型號和類型。

Meloche表示:「這項技術–以及以無線網路支援的CIP Safety–可以讓礦車駕駛室內的作業員以更安全的方式控制溜槽。除非運輸礦車出現並停留在正確的位置,否則溜槽不會運作。吉普車或其他類型的車輛無法觸發運作。」

此系統也加入了墜落物防護。位於溜槽底端的閘門會容納先前裝載產生的任何鬆動岩石,可協助保護正在接近的車輛和人員。

Meloche表示:「此外,我們的系統會監測與每個溜槽相關的礦石貯礦槽,確保這些貯礦槽不會空載。我們保持原料隨時放在貯礦槽中做為緩衝–因此從150英尺掉落的礦石不會像火箭一樣從溜槽中射出。」

在機械方面,Variant設計了配有5吋x 10吋(1525 mm X 3050 mm)大型開口的溜槽以提高產量,並將承載的風險降到最低。

超出預期

Variant的初始合約包括五個系統。最後的採礦計畫會將多達30個溜槽分佈在地下–以及多達40輛用於裝載的地面和地下運輸礦車。 

Meloche表示:「我們在加拿大的現場測試了第一個系統。我們完整組裝這個系統,並且讓其運作了一個月。客戶非常滿意在我們工廠看到的結果。」

最初的系統已經運送至蒙古,正在等候進行地下安裝。 

礦石處理系統除了可以提高作業員的安全,設計還可以將礦場的產出最佳化。安裝完畢後,每個溜槽的最大瞬間流量預計可以達到10,000公噸/小時(tph)。Variant預估,此系統的流量控制和設備使用率將遠遠勝過市面上的其他系統。  

Meloche表示:「整體而言,採礦公司最在意的就是安全以及生產力。我們安全等級SIL 3的系統設計為可兩者都改善。」

這個礦車裝載控制系統目前正在申請專利。

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