力拓公司鉆機(jī)改造顯成就
力拓公司鉆機(jī)改造顯成就
不銹鋼帶,力拓一直在從事露天開采自動化技術(shù)的改進(jìn)。其主要驅(qū)動力是改進(jìn)采礦的精準(zhǔn)性和連續(xù)性,從而減少操作人員數(shù)量,降低成本。
在露天開采作業(yè)中的一項主要任務(wù)是穿孔作業(yè)。該項作業(yè)完成的好壞直接影響到露天采礦其它作業(yè)過程,如露天作業(yè)計劃、采裝、運輸、邊坡穩(wěn)定、選礦及配礦等。因此,大多數(shù)力拓露天礦山都非常重視穿孔作業(yè)。力拓公司對大多數(shù)Teres SKSS16鉆機(jī)進(jìn)行了自動化改造,改進(jìn)后的鉆機(jī)在西澳大利亞皮爾巴拉地區(qū)的西安吉拉斯(West Angleas)鐵礦應(yīng)用。
1 概述
不銹鋼帶,力拓公司于20世紀(jì)90年代中期就研究過露天開采設(shè)備及相關(guān)采礦過程的自動化。其研究結(jié)論表明露天開采自動化具有許多優(yōu)點。露天運輸使用自動汽車、穿孔設(shè)備自動監(jiān)控等已成為常態(tài)。
盡管自動穿孔技術(shù)已經(jīng)成熟,但到2005年為止,還沒有生產(chǎn)廠家生產(chǎn)自動穿孔設(shè)備。因此,力拓決定自己研發(fā)自動穿孔設(shè)備。
不銹鋼帶,爆破作業(yè)是露天作業(yè)的關(guān)鍵一環(huán)。鑿巖和爆破質(zhì)量差就會造成礦石貧化和損失,或者是增加大塊產(chǎn)出率,影響生產(chǎn)效率,從而影響企業(yè)的效益。
力拓每年要鉆鑿60萬個炮孔,因此,穿孔作業(yè)對公司保持穩(wěn)定的產(chǎn)量至關(guān)重要。自動穿孔作業(yè)能提高炮孔精度,如炮孔位置,炮孔垂直度和深度都更加精確,同時又可以減少操作人員。力拓公司有20多個礦山有條件使用自動穿孔作業(yè)。如果自動穿孔作業(yè)取得成功,會推廣到其他礦山。
2 方法
不銹鋼帶,實現(xiàn)自動穿孔作業(yè)需要分階段實施。第一階段就是證明在鉆機(jī)附近的其它地方進(jìn)行遙控的可能性。這一階段要求操作人員與鉆機(jī)在視線范圍內(nèi)保持良好的聯(lián)系。第二階段是在操作人員的視線外移動鉆機(jī),最后一個階段就是一個操作人員操作多臺鉆機(jī)。
2.1 第一階段,視線范圍內(nèi)操作
該階段是改裝現(xiàn)有的Terex-SKSS16型柴油鉆機(jī),以便操作人員在視線范圍內(nèi)的附近某地可以遠(yuǎn)距離操縱該機(jī)器。改裝后的鉆機(jī)可以讓操作人員盡量不干預(yù)鉆機(jī),而讓其自動穿孔。自動鉆機(jī)的主要功能包括自行精確定位鉆孔、穿孔、行走等。
實施自動穿孔需要如下步驟:
◆ 開發(fā)鉆機(jī)自動穿孔的軟件,并在實驗室模擬穿孔;
◆ 選擇電動液壓鉆機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)炮孔;
◆ 安裝遙控裝置系統(tǒng),并配備計算機(jī)進(jìn)行輔助控制;
◆ 開發(fā)安全的穿孔系統(tǒng);
◆ 確定視線內(nèi)的遙控過程;
◆ 確保鉆機(jī)保持水平的功能;
◆ 確保鉆機(jī)自動穿孔功能;
◆ 確保鉆機(jī)自行定位功能;
◆ 開發(fā)監(jiān)視人工穿孔的功能。
2.2 第二階段,視線范圍以外的自控操作
不銹鋼帶,鉆機(jī)在人的視線范圍內(nèi)的穿孔可以確保鉆孔的可靠性。實際操作過程中,遠(yuǎn)程鉆機(jī)控制室從一種狀態(tài)連續(xù)轉(zhuǎn)變成另外一種狀態(tài)還有一定困難。在12個月的生產(chǎn)試驗過程中發(fā)現(xiàn)把所有的通訊集中到一個系統(tǒng)比較有利,這樣可以實現(xiàn)視線以外的無線遙控。視線范圍以外的無線遙控采用了摩托羅拉的通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù),該網(wǎng)絡(luò)有2.4GHz,并且與現(xiàn)有的802.11b/g無線網(wǎng)絡(luò)相連接。遠(yuǎn)程遙控指令轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)數(shù)據(jù),調(diào)整視覺系統(tǒng)以適應(yīng)每秒傳送550千字節(jié)的數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程鉆機(jī)控制室采用半固定式,位于辦公大樓內(nèi)。這樣減少了鉆機(jī)控制室的維修工作量,不需要啟動時間,同時也減少了控制室的噪音。用于通訊的活動房遍布在礦區(qū)的不同部位,鉆機(jī)控制的區(qū)域長達(dá)800m。最遠(yuǎn)的鉆孔離鉆機(jī)控制室的距離多達(dá)2000m。
不銹鋼帶,從第一階段得到的經(jīng)驗來看,西安吉拉斯鐵礦的管理人員自信能夠安全有效地實現(xiàn)視線范圍以外的遙控操作。與第一階段的主要區(qū)別是,第二階段的鉆機(jī)如何進(jìn)入指定的臺階作業(yè)。
2.3 第三階段,一個控制室控制遙控多臺鉆機(jī)
在成功實現(xiàn)第一代遙控鉆機(jī)自動鑿巖后,計劃實現(xiàn)一個控制室遙控兩臺鉆機(jī)作業(yè)。公司設(shè)計并制作了一臺移動控制車,該控制車能同時遙控兩臺鉆機(jī)的作業(yè)。
3 結(jié)論
不銹鋼帶,在皮爾巴拉地區(qū)鐵礦鉆機(jī)自動鑿巖的試驗已經(jīng)取得成功。該自動鑿巖已經(jīng)在多個臺階進(jìn)行試驗,時間長達(dá)兩年多。試驗結(jié)果表明,自動控制系統(tǒng)可靠,操作人員反饋的信息非常令人滿意。自動控制鉆機(jī)的生產(chǎn)效率也達(dá)到或超過人工操作鉆機(jī)的平均效率。此外,自動鉆機(jī)還具有如下優(yōu)點:
◆ 給操作人員提供安全的作業(yè)環(huán)境;
◆ 鉆孔質(zhì)量更好;
◆ 孔口坐標(biāo)更精確;
◆ 鉆孔角度更精確;
◆ 鉆孔深度更精確;
◆ 鉆孔效率更高;
◆ 鉆機(jī)壽命更長。
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