Современные программные системы компании MODULAR MINING для управления горным оборудованием на карьерах

Американская фирма MODULAR MINING SYSTEM специализируется на разработке компьютеризированных систем управления горными работами при открытой и подземной добыче полезных ископаемых. Основанная в 1979 г. фирма уже с 1980 г. начала активно действовать на рынке автоматизированных программных средств для горнодобывающей промышленности, предложив свою первую систему POPS (Prototype Open pit System) для проектирования карьеров.

На сегодняшний день фирма является одним из лидеров на этом рынке – за 15 лет существования ею поставлено 39 программ на 80 горнодобывающих предприятий. Одна из ее наиболее известных систем – мощный пакет программ «Диспетчер» (Dispatch), с помощью которого из одного центра ограниченное количество операторов осуществляет оптимизированный автоматический контроль и управление грузопотоками автосамосвалов, работой и перемещением выемочно-погрузочной техники и бурового оборудования, планирование техобслуживания горного оборудования, а также подготавливаются статистические сводки и производственно-технические отчеты. Производительность предприятий, на которых применялась система Dispatch, возросла от 6 до 32%.

Определение местоположения горно-транспортного оборудования производится с помощью глобальной системы позиционирования GPS, использующей космические спутники связи. Система GPS легко совмещается с остальными системами программы Dispatch. Компания MODULAR MINING SYSTEM предлагает полный набор оборудования для системы GPS.

Система GPS способна непрерывно в реальном времени осуществлять управление движением самоходного оборудования. Мобильное автономное оборудование через бортовую антенну получает автоматическое сообщение о прибытии к «виртуальному» радиомаяку, используя систему координат карьера, хранимую в памяти бортового компьютера на машине, информацию от спутников GPS, наземной отражающейся станции RTCM и данные радиоканала.

Данные расположения оборудования передаются в виде файловых сообщений круглосуточно в реальном времени. Сообщения включают «снимки» (мониторинг) карьера в реальном времени, диспозицию оборудования в любой момент смены, текущие данные о поливке и планировке автодороги.

Управление буровым станком производится с сантиметровой точностью совместимой с данными маркшейдерской съемки,  с использованием отдельного радиоканала и наземной отражающей станции. В течение смены на бортовые дисплеи поступают графические файлы, включающие планы расположения взрывных скважин на координатной сетке в системе базы данных. Благодаря использованию фирменной системы управления бурением скважины Drill Management System производится  оптимизация буровых работ.

Система управления погрузочным оборудованием с использованием высокоточной инфраструктуры GPS  обеспечивает сантиметровую точность отработки выемочного блока экскаватором или погрузчиком. На бортовом дисплее показываются блоки (в виде графических изображений уступов), предназначенные для разработки в течение смены. Полное сообщение содержит данные по оптимальному планированию и точному выполнению горных работ.

Данные маркшейдерских работ, выполненных с использованием высокоточной системы GPS полностью соответствуют требуемой точности маркшейдерской съемки. При этом в полевых условиях используются легкие переносные приборы GPS, а от маркшейдера требуется минимум ручной работы.

При управлении вспомогательным оборудованием используются данные о поливке и планировке автодорог.

Управление транспортными средствами является наиболее сложным процессом в программе Dispatch. Вся информация, собираемая с бортовых компьютеров самосвалов передается в информационный центр (диспетчерскую) на центральный компьютер. Управление транспортными грузопотоками из информационного центра производится одним или двумя  диспетчерами. В начале смены диспетчер сообщает свой номер (своего рода пароль) бортовому графическому дисплею GOIC (Graphical Operator Interface Console), расположенному в кабине самосвала. В течение смены диспетчер отмечает только отклонения от нормы (например, задержки и простои оборудования) или специфическую информацию. Прочая информация собирается системой в автоматическом режиме.

При подъезде самосвала к соответствующей мехлопате, бортовой процессор экскаватора отмечает прибытие и направляет послание на бортовой компьютер самосвала. Последний автоматически посылает по радиосвязи свой код на центральный компьютер, который проверяет правильность размещения автосамосвала и экскаватора. При подтверждении правильности установки машин он посылает указание компьютеру автосамосвала о передаче сообщения машинисту экскаватора.

На каждом из бортов самосвала и мехлопаты монтируется маломощный бесконтактный инфракрасный датчик. При повороте мехлопаты для разгрузки ковша в автосамосвал волны инфракрасного излучения от самосвала встречаются с волнами от мехлопаты. Момент встречи является началом погрузки самосвала. С дисплея экскаватора по каналу радиосвязи информация о борте загрузки самосвала поступает в память центрального компьютера. Затем это сообщение передается на дисплей самосвала, а на дисплей экскаватора – номер самосвала вместе с информацией о массе загруженной породы от бортовой взвешивающей системы.

Окончание погрузки автосамосвала машинист отмечает на приборах экскаватора, после чего дисплей мехлопаты посылает сигнал центральному компьютеру, который определяет отвал для разгрузки самосвала и направляет соответствующее послание на его дисплей. Оно будет находиться на дисплее до поступления нового сообщения. Затем центральный компьютер посылает сигнал компьютеру экскаватора для выполнения погрузки следующего самосвала.

Все послания самосвалу и экскаватору требуют ответа. При получении послания оно немедленно воспроизводится на дисплее, на правой стороне которого зажигается индикатор «Оk», требуя ответа в знак вежливости. Если оператор не смог обозреть послание в течение установленного периода времени (обычно 30 с), звучит звуковое предупреждение.  Если и оно не оказывает воздействия, у машиниста имеется еще 1-2 мин. перед автоматической отправкой бортовым дисплеем послания центральному компьютеру об отсутствии благодарности машиниста.

Каждое прибытие самосвала на специальные промежуточные пункты фиксируется его бортовым процессором, который автоматически  передает послание об этом центральному компьютеру. Направляющийся на отвал загруженный самосвал обычно не получает никаких указаний при проходе через промежуточные пункты. Эти пункты, называемые виртуальными радиомаяками (Virtual beacons), используются для расчета времени цикла самосвала. При прохождении незагруженного автосамосвала промежуточного пункта на пути к мехлопате он может получить послание с указанием загрузиться у другого экскаватора  по причине неожиданных остановок или простоев других самосвалов, предварительно направленных к более приоритетной мехлопате.

При прибытии на отвал  бортовой компьютер самосвала автоматически передает по каналу радиосвязи послание центральному компьютеру. После проверки центральным компьютером правильности выбора отвала, он направляет послание на дисплей в кабину самосвала о разрешении на разгрузку.

Окончание разгрузки автоматически фиксируется весовым датчиком. Бортовой компьютер посылает сообщение центральному компьютеру об окончании разгрузки. Затем центральный компьютер определяет приоритетный экскаватор и направляет к нему самосвал для загрузки, посылая  сообщение на дисплей самосвала.

С фирмой MODULAR MINING SYSTEM в рамках программы Dispatch сотрудничают такие крупнейшие компании по производству горно-транспортного оборудования как KOMATSU и CATERPILLAR.

Из 80-ти  поставленных программ Dispatch горнодобывающим предприятиям четыре представляют совместный проект Dispatch-Vims фирмы MODULAR MINING SYSTEM с компанией CATERPILLAR (в США – на угольном разрезе  AMAX Eagle, золоторудном карьере Barney Canyons, меднорудном карьере PD Tyr; в Австралии – на алмазном карьере Argyle Diamonds). VIMS  является новой системой, разработанной специалистами CATERPILLAR, представляющая собой современное средство диагностики и управления оборудованием.

Имеется хороший опыт управления системой Dispatch парком из 80-ти самосвалов Haulpak фирмы KOMATSU грузоподъемностью 172 т на золоторудном карьере Barrick Gold Strike (США). С центрального диспетчерского пункта, расположенного на северо-западном борту карьера, два оператора в каждой смене управляют грузопотоком самосвалов с помощью пяти компьютеров и двух радиоканалов. На территории карьера площадью 65 км2 действует 45 маршрутов (в зависимости от вида пород и сорта полезного ископаемого) и 71 пункт назначения.

Усовершенствованная система Dispatch отслеживает объем добычи, количество содержащегося в руде золота и пункты доставки руды, количество загруженных самосвалов каждым из экскаваторов и число рейсов каждого самосвала; контролирует расход топлива, шин, смазки, бурового инструмента.

Система играет важную роль при техобслуживании оборудования. С ее помощью регистрируются симптомы и производится предупреждение о неизбежной поломке оборудования. Кроме того, в конце каждой смены она распределяет место стоянки каждой машине.

Компания KOMATSU, стремясь проникнуть на рынок систем управления автономными самосвалами, в начале 1996 г. приобрела контрольный пакет акций фирмы MODULAR MINING SYSTEM. 

Журнал "Горная Промышленность" №4 1996, стр.46