La situación actual y la tendencia de desarrollo de la automatización de cargadores subterráneos en

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Autor 2021-10-13 08:52:27 760

La situación actual y la tendencia de desarrollo de la automatización de cargadores subterráneos en

Con el rápido desarrollo de la industria minera, los cargadores subterráneos de equipos de minería sin rieles en las minas subterráneas que no son de carbón de China aumentan en aproximadamente un 15% cada año. En la actualidad, existen miles de cargadores subterráneos en las minas subterráneas domésticas, que se operan básicamente de forma manual. Con la atención de los gobiernos en todos los niveles a la salud y seguridad ocupacional, la minería subterránea ha evolucionado de la minería manual original a la automatización y la inteligencia después de la mecanización. Son estos desarrollos los que hacen que esta industria, que solía ser de alto riesgo y trabajo intensivo, sea fácil y segura. La automatización y el desarrollo inteligente de los cargadores subterráneos harán realidad la "mina no tripulada". El desarrollo de la automatización de cargadores subterráneos ha sido la cuarta generación, lo siguiente se presentará desde el proceso de desarrollo y la tendencia de desarrollo futuro..

Proceso de desarrollo de la automatización de cargadores subterráneos

Con el progreso de la sociedad y el desarrollo de la ciencia y la tecnología, las personas prestan cada vez más atención a la salud y el medio ambiente, la seguridad se ha convertido en la principal prioridad de los equipos mecánicos. Para proteger la seguridad de los operadores y los equipos, reducir los costos de la minería y mejorar la eficiencia de la producción, los equipos de minería se han transformado de la mecanización a la automatización. Algunas minas extranjeras han logrado o logrado parcialmente el objetivo de la automatización. Su desarrollo ha pasado por control manual, control remoto, control remoto, control semiautónomo y control autónomo, como se muestra en la Tabla 1.

Control manual

En la actualidad, el equipo de minería subterránea adopta básicamente el control manual (como se muestra en la Figura 1), una máquina y una persona, lo que tiene las ventajas de una operación simple y bajo costo. Debido a la operación manual de estos equipos, la intensidad laboral de los trabajadores es alta y la eficiencia es baja, especialmente las malas condiciones de trabajo como caída de rocas, vibración de vehículos, polvo y gases nocivos emitidos por el motor diesel, que representan una amenaza directa. y daños a la seguridad y salud ocupacional de los conductores. Para resolver este problema, se ha desarrollado la tecnología de control remoto del cargador subterráneo.

Control remoto

(Control de línea de visión)

El control de la distancia visual (como se muestra en la Figura 2) es la observación y el control directos del operador del equipo fuera del área peligrosa en el área de trabajo. El alcance visual es generalmente de 5 ma 250 m. El operador puede ver el vehículo y controlarlo a distancia a través de la unidad de radio (RRC). El control remoto de línea de visión es ampliamente utilizado.Desde el desarrollo del cargador subterráneo de control remoto de distancia de visión en la década de 1970, el cargador subterráneo de control remoto de distancia de visión se ha desarrollado y aplicado rápidamente.En 1983, el Instituto de Investigación Minera de Changsha desarrolló con éxito YK-1, yk- Cargadores subterráneos controlados a distancia 2, ykcy-1.5 y wjd-1.5. A fines de la década de 1980, la mina de cobre Anqing introdujo el cargador subterráneo de control remoto st-5c de la compañía Wagner de los Estados Unidos. Especialmente en los últimos años, los cargadores subterráneos producidos por Hengyang Machinery Co., Ltd. del grupo Sinosteel básicamente pueden equiparse con varios sistemas de control remoto. En la actualidad, la tecnología de control remoto de distancia visual se adopta en los modelos wj-0.4, wj-1.5, WJD-2 y wjd-3, y la tecnología de control remoto de video se adopta en los modelos wj-1.5, WJD-2 y wj-4. Se ha trabajado mucho a este respecto. En términos generales, la tecnología de automatización del cargador subterráneo de control remoto a distancia visual todavía está mejorando y desarrollándose, también están surgiendo nuevos cargadores subterráneos de control remoto y el alcance de la aplicación también se está expandiendo. Todavía existe una gran brecha entre la tecnología de control remoto nacional y los países desarrollados extranjeros, por lo que aún debemos hacer esfuerzos para ponernos al día.

Primera generación (operación manual)

First Generation (manual operation).png

El primero se produjo en los Estados Unidos en 1958. Las personas operan directamente en el LHD en todo momento. El conductor es fácil de cansarse, fácil de cometer errores en la operación y el más inseguro. Una persona solo puede operar una consola.

Second Generation (remote control operation).png

Segunda generación (operación de control remoto)

Distancia visual: comenzó a desarrollarse a mediados de la década de 1970. El LHD se controla mediante un transmisor remoto. La distancia es de 5-250 m, la más común es de 60 m. Los conductores a menudo operan el vehículo de control remoto visualmente, lo que es fácil de fatigar y cometer errores, y la eficiencia de producción es menor que la del control manual.

Second Generation (remote control operation)2.png

Video: El desarrollo y desarrollo de LHD comenzó a mediados de la década de 1990. El operador puede operar LHD con video en el área segura y también puede operar fuera de la distancia de visión en la esquina..

Third generation (remote control).png

Tercera generación (control remoto)

Desarrollado en la década de 1990, el operador es seguro y cómodo. El vehículo corre a la segunda velocidad para evitar chocar contra la pared del túnel. La eficiencia de producción es menor que la del control manual y necesita ser operada por personas, lo que a veces resulta en errores de operación. La distancia del control remoto es de 5 ~ 2000 m.

Fourth generation (semi autonomous control).png

Cuarta generación (control semiautónomo)

El LHD se desarrolló hace diez años. La carga de LHD se hizo manualmente y el transporte y la descarga se automatizaron.

Fourth generation (autonomous operation).png

Cuarta generación (funcionamiento autónomo)

Con el desarrollo de la aplicación de tecnología 5g, el operador controla el LHD en el centro de control de tierra, una persona puede monitorear varios LHD al mismo tiempo y la distancia del control remoto es ilimitada, lo que aún está bajo prueba.

(Control remoto con video)

Cuando el vehículo corre más lejos o gira en una esquina, el control remoto de distancia visual no tiene poder, por lo que se necesita el control remoto de video. El control remoto de video es similar al sistema de control remoto de línea de visión (como se muestra en la Figura 3), excepto que se agrega un monitor de video (como se muestra en la Figura 4), que es adecuado para el rango de 500 m.

(Operación tele-remota)

La operación de control remoto significa que el conductor controla de forma remota el cargador subterráneo en una estación de control central subterránea o terrestre (como se muestra en la Fig. 5 y la Fig. 6), y la distancia es de 2 000 m. El funcionamiento a distancia es un paso más hacia el vehículo automático.

Fig.1 Manual Control of Underground Loader.png

Fig.1 Control manual del cargador subterráneo

Fig.2 Sight Distance Control and Radio Remote Control.png

Fig.2 Control de distancia visual y control remoto por radio

Fig.3 Video Remote Control.png

Fig.3 Control remoto de video

Fig.4 Video Remote Controller.png

Fig.4 Controlador remoto de video

Fig.5 Schematic Diagram of Ground Remote Control Underground Loader.png

Fig.5 Diagrama esquemático del cargador subterráneo con control remoto del suelo

Fig.6 Ground Remote Control Underground Loader.png

Fig.6 Cargador subterráneo con control remoto desde el suelo

Semiautónomo y autónomo

Con el rápido desarrollo de la tecnología informática, la tecnología de la comunicación y la tecnología de inteligencia artificial, la última tecnología de cargadores subterráneos semiautónomos y autónomos desarrollada en los últimos años es la dirección de desarrollo de la tecnología de cargadores subterráneos en los próximos años. La mayor diferencia entre el control remoto y el control remoto es que un conductor puede controlar varias máquinas al mismo tiempo, mientras que el control remoto es que un conductor solo puede controlar una máquina. El control semiautónomo y autónomo es semiautomático o completamente automático en todo el proceso de operación, mientras que el control remoto es un control manual en todo el proceso de operación. Los vehículos semiautónomos y con autocontrol tienen una velocidad de funcionamiento más rápida, una mayor eficiencia de producción y una mayor seguridad que el control remoto. La diferencia entre el control semiautónomo y el control autónomo es que, en todo el ciclo de operación, la mayor parte del tiempo de operación es automático y una pequeña parte del tiempo de operación es completada por personas. En el ciclo de producción, la operación de carga de la pala se realiza bajo el control remoto del operador, y el transporte, descarga y retorno se completa bajo el control automático de la computadora de a bordo. El control autónomo es automático en todo el ciclo de operación de carga, transporte, descarga y retorno. El operador solo desempeña el papel de monitoreo, que es la tecnología más avanzada y compleja en los equipos mineros actuales.

Tendencia de desarrollo

En la actualidad, la automatización del cargador subterráneo se ha desarrollado hasta la cuarta generación. La próxima tendencia de desarrollo del cargador subterráneo es la digitalización y la inteligencia. En general, las minas digitales e inteligentes (minería no tripulada) son todo tipo de información dinámica y estática en el suelo y subterráneo de las minas y dedicadas a la minería de recursos minerales por parte del ser humano. Además, está gestionado por red informática. Mientras tanto, el control remoto remoto y la minería automática se pueden realizar mediante el uso de tecnología espacial, posicionamiento automático y tecnología de navegación. La digitalización de la mina es la base de la inteligencia de la mina. La inteligencia minera se refiere principalmente a la minería inteligente, es decir, el proceso de toma de decisiones mineras es altamente confiable y preciso. La integración de equipos de minería inteligente (robot) y un moderno sistema de programación de minería es minería no tripulada. En China, será 25-30 años después, y toda la mina será minería automática y por control remoto en un tiempo más corto. Lo que puede cumplir estos requisitos es el sistema de navegación del vehículo.

La navegación es una ciencia para determinar la posición, dirección y ruta de un vehículo, y luego guiar al vehículo para que se mueva de una manera lógica para permitir que el equipo realice sus tareas específicas. La navegación del cargador subterráneo se utiliza principalmente para guiar al cargador subterráneo automático para transportar mineral desde el rebaje o montón de mineral a lo largo de la ruta especificada hasta el punto de descarga, y luego regresar automáticamente al punto de partida original a lo largo de la carretera original después de la descarga. Se puede ver que la tecnología de navegación juega un papel clave en la automatización del cargador subterráneo. Se puede decir que el desarrollo de la automatización de cargadores subterráneos se desarrolla con el desarrollo de la tecnología de navegación.

Conclusión

El desarrollo del cargador subterráneo ha pasado del control manual, el control remoto y el control remoto a la cuarta generación de control semiautónomo y control autónomo. Aunque la automatización del control autónomo o semiautónomo tiene muchas ventajas, también es una tecnología muy compleja. Solo hay unas pocas minas para realizar la automatización en todo el proceso minero, y están concentradas en varias minas grandes. La automatización del control autónomo o semiautónomo de cargadores subterráneos requiere mucha inversión, altos requisitos técnicos y una cierta cantidad de profesionales de alta calidad, esto es difícil para las minas ordinarias, por lo que es más difícil popularizarlo. Sin embargo, con el desarrollo de la economía y el progreso de la ciencia y la tecnología, la demanda de la gente por la automatización de cargadores subterráneos se está volviendo cada vez más urgente, y la automatización de la minería se convertirá en la tendencia de desarrollo futuro.


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