Всевидящее око Motion Metrics: ShovelMetrics™, LoaderMetrics™

А.В. Довгарь — руководитель проектов журнала «Золото и технологии».

Как известно, работа горной техники связана с неизбежной утратой ее основного инструмента: если мы ведем речь об экскаваторах и погрузчиках, то это касается зубьев ковшей, их коронок, межзубьевой защиты ковшей, адаптеров — они подвержены истиранию, деформации, частичным или полным обломам и выпадению. Подобного рода дефекты ведут не только к снижению производительности, но и к возможным авариям оборудования на последующих этапах технологической цепочки.

В частности, попадание в горную массу (породу), направляемую на дробление и измельчение, таких элементов и деталей ковшей, как зубья, их коронки или межзубьевая защита, изготовленных из твердых металлических сплавов, нередко приводит к весьма существенным поломкам дробильно-измельчительного оборудования.

Затраты, непосредственно относящиеся к устранению подобного рода аварий, достигают 10–20 % стоимости самого оборудования, а в отдельных случаях могут доходить и до 50 %.

При этом остановка дробящего и измельчительного оборудования может вызывать еще большие потери, связанные с остановкой всего технологического цикла и весьма существенным снижением результатов добычи.

Длительность простоев оборудования при подобного рода авариях находится в пределах от 2–3-х дней, при наличии соответствующих запасных частей, комплектующих и ремонтного персонала, и до месяца и более при их отсутствии. Что, в последнем случае, равносильно срыву всего сезона добычи.

Кроме того, аварии, столкновения техники, ремонтно-восстановительные работы аварийно-поврежденного оборудования сопряжены с повышенной угрозой жизни и здоровью, и нередко приводят к травмам, а в некоторых случаях и к гибели людей. И что, как бы это было несопоставимо с человеческой жизнью и здоровьем, непосредственно ведет к дополнительным затратам и издержкам.

Угроза подобного рода аварий и вытекающих из них рисков простоев оборудования и техники, травмирования и гибели людей, прямых и косвенных потерь, порождает повышенные требования к контролю за состоянием ковшей и их деталей. И несмотря на то, что этот контроль в первую очередь и возлагается на управляющий данной техникой персонал, но ответственность за ее состояние и тем более за последствия попадания ее деталей или их фрагментов в горную массу в полной мере он не несет. Объясняется это не только несоизмеримостью материальных возможностей этих лиц и величины возможного урона, но и тем, что работа оператора экскаватора или карьерного погрузчика, направленная на реализацию цикла: выемка - перемещение - выгрузка породы — проходит в условиях постоянного напряжения и угрозы опасного сближения и столкновения с авто- и горной техникой, с оборудованием и людьми, с горными породами и с угрозой опрокидывания и падения. Все это в условиях плохой видимости, физической усталости и плохого самочувствия работающего на данной технике персонала нередко приводит к притуплению бдительности и упущению из вида отдельных деталей и моментов, в том числе и связанных с состоянием техники. Что в конечном итоге и приводит к описанным нами авариям и простоям.

Человеческие возможности объективно ограниченны: управляющий горной выемка-перевалочной техникой персонал не может в тех условиях, в каких он работает, обеспечить 100 %-й контроль за ее состоянием, а по тому и не может в полной мере нести ответственность за последствия, вызванные отклонением его от нормы.

Работа добывающих предприятий в таких условиях, невозможность возложения в полной мере ответственности за подобного рода аварии и простои на управляющий техникой персонал и неизбежное в результате этого их принятие на себя вынуждает руководство предприятий минимизировать потери и снижать хотя бы риски продолжительного простоя, возникающие в результате отсутствия запасных частей и комплектующих, путем приобретения и хранения комплектов, соответствующих запасных частей и комплектующих дробильно-измельчительного оборудования, т.е. идти на ощутимое увеличение складских запасов и, соответственно, себестоимости работ.

Во многом избежать описанных нами неприятностей позволяют системы полного автоматического мониторинга состояния изнашиваемых деталей рабочих инструментов выемка-перевалочной техники корпорации Motion Metrics.

Осуществляющие, с помощью тепловизионных 3D-стеревизуализационных камер, автоматизированный визуальный контроль, эти системы используют в своей работе компьютерные алгоритмы распознавания образов и осуществляют слежение за ковшом и его со стоянием. Они не только позволяют контролировать состояние ковшей горной выемка-перевалочной техники и их элементов во время работы, проводя моментальную автоматическую идентификацию зубьев и других изнашиваемых деталей и определяя их состояние, но и оповещают работающий на данной технике персонал (операторов экскаваторов и карьерных погрузчиков) об отсоединении какой-либо детали рабочего инструмента или ее критическом износе, а также при опасном сближении с теми или иными объектами.

Именно в этом ключе канадская корпорация Motion Metrics представляет разработанную ею систему ShovelMetrics™. На сегодня данная система используется на более чем 500 карьерных экскаваторах по всему миру. Продукт представляет собой платформу, объединяющую несколько технологических решений (программных модулей) в компактном бортовом компьютере и позволяющую проводить полный мониторинг ковша экскаватора в режиме реального времени. Все компоненты системы прошли испытания в экстремальных климатических режимах (от Арктики до Африки) и обеспечены защитой от ударов и вибрации. Три камеры наблюдения обеспечивают оператору обзор на левую, правую и заднюю стороны экскаватора. Тепловизор работает и днем, и ночью для распознавания отсутствующих зубьев. 3D-стерео оптическая визулизационная камера работает днем и ночью с помощью мощных светодиодных осветительных прожекторов. Система защищена и протестирована годами, согласно самого высокого уровня ударопрочности, пыле- и влагозащищенности, по всем международным стандартам надежности и прочности.

Вся информация, собранная системой, выводится на мониторе в кабине оператора и позволяет вовремя обнаружить отсутствующие зубья, провести анализ фрагментации, оценить полезную нагрузку ковша и степень износа зубьев. При этом минимальная рабочая длина зубьев (отражающая допустимую степень их износа) может быть установлена в зависимости от особенностей разрабатываемой породы (грунта). Устройство также позволяет устранять слепые зоны в работе оператора и предупредить столкновения. Важно отметить, что параметры используемых в системе датчиков настраиваются индивидуально в зависимости от особенностей объекта, где используется данное решение.

На основе накопленных за период 2004–2021 гг. на рудниках Barrick Gold, Newmont, Anglo American статистических данных, система ShovelMetrics™, с вероятностью 99 %, позволяет моментально обнаружить отсутствующие зубья и их критический износ и предупредить возникновение достаточно распространенных уже описанных нами аварийных ситуаций.

Экономия от использования только одной системы ShovelMetrics™, по мнению экспертов (в том числе и международного уровня), может превышать 100 млн руб. в год, обеспечивая сокращение простоев, экономя на ремонтно-профилактических и аварийных работах, а также на компенсациях и затратах на лечение в случаях травмирования работников.

Но этим возможности системы ShovelMetrics™ не ограничиваются. Она дает еще больший экономический эффект на другом направлении: система ShovelMetrics™, в дополнение к уже описанным возможностям, позволяет оптимизировать затраты на ведение буровзрывных и дробильно-сортировочных работ на основе анализа фрагментации гранулометрического состава извлекаемой горной массы (причем общая картина фрагментации взрыворазрыхленной массы автоматически формируется и представляется пользователю системы по сведениям, также автоматически получаемым, при выемке каждого ковша экскаватора).

Хорошо известно, что процесс дробления из-за большого количества потребляемой электроэнергии намного дороже, чем буровзрывные работы. Соответственно, увеличение затрат на взрывные работы, при определенных условиях, компенсируется многократным снижением затрат на дробление и измельчение. Но, при выходе за границы этих условий, наблюдается обратный результат:

• недостаточное взрыворазрушение горной породы ведет к попаданию в дробилки негабаритных фрагментов (валунов) — к перекрытию подачи, к застопориванию или заклиниванию, и, соответственно, ко всем тем затратам, которые возникают при устранении этих проблем, а также к снижению скорости экскавации и транспортировки горной массы; 
• избыточное — к неоправданным затратам на буровзрывные работы и к снижению эффективности работы дробильно-измельчительного оборудования, вследствие их холостого использования: дробления, а точнее говоря, перемалывания во многом уже измельченной взрывом до кондиционного уровня и ниже горной массы. 

— Требуется оптимизация!

Именно эту, важнейшую в процессе золотодобычи, задачу и решает оборудование Motion Metrics. Оно позволяет достичь желаемой «золотой середины» в измельчении взрывом горной массы. Наглядным примером тому могут служить достижения горнодобывающего предприятия Тек Коул в Британской Колумбии. Производя взрывное рыхление около 100 млн м3 вскрышных пород в год, за два года только на этом участке работ, учитывая взаимосвязь фрагментационной структуры извлекаемой горной массы и скорости экскавации, за счет использования системы ShovelMetrics™ удалось, снизив удельный расход взрывчатых веществ на 15 % и увеличив тем самым наибольший размер куска, соответствующий 80 % выходу фракции (P80), на 20 %, обеспечить экономию 8,6 млн кг взрывчатых веществ. При этом время погрузки для цикла копания экскаватором не увеличилось и, следовательно, не повлияло на эффективность выемки.

Система ShovelMetrics™, производства Motion Metrics, является одним из примеров инновационного и самого современного оснащения экскаватора, позволяющего проводить в автоматическом режиме подробный анализ фрагментации и помогающего горнодобывающим предприятиям корректировать параметры взрывных работ с целью достижения штатного режима работы, оптимальной производительности и эффективности.

Другая разработка компании — LoaderMetrics™ предназначена для карьерных погрузчиков. Оснащенная устанавливаемой на оси моста погрузчика мощной тепловизионной камерой, с углом обзора 80°, и, по аналогии с ShovelMetrics™, еще тремя камерами, в системах которых предусмотрена не абразивная бесконтактная промывка линз, позволяющая не только обеспечить информативность и достоверность изображения, но и увеличить срок службы объективов, нацелена как на мониторинг отсутствующих зубьев, так и на устранение слепых зон в работе оператора и предотвращение столкновений. Она позволяет снизить аварийность, предотвратить порчу техники и уменьшить вероятность несчастных случаев на объектах. Информирование оператора при использовании LoaderMetrics™ также осуществляется при помощи монитора, установленного в кабине.

Все используемые решения действуют на веб-платформе MetricsManager™ Pro (MMPRO) — аналитическое облако с искусственным интеллектом, которое осуществляет сбор и анализ данных. Платформа объединяет данные, полученные с разных единиц техники и оборудования, на централизованном сервере и не только предоставляет авторизованному персоналу доступ к необходимой для анализа и улучшения рабочего процесса информации, но и отслеживает состояние оборудования в режиме реального времени, оповещает об угрозах и позволяет формировать отчеты о критических событиях (например, отсутствии зуба или негабаритный валун) в любой временной шкале. Составляемые MetricsManager™ Pro отчеты с графиком распределения размеров пород с отметками даты и времени позволяют проводить точную настройку оборудования на основании полученной информации. Доступ к MetricsManager™ Pro удобен и защищен: каждый сотрудник имеет собственную высокозащищенную учетную запись.

Вход в систему осуществляется при помощи смартфона, планшета или другого электронного устройства с любой точки в мире, но только авторизованным персоналом. Все данные и 3D-стере визуализационные изображения хранятся в MMPRO без ограничений во времени и пространстве (безлимитно).

MMPRO имеет самую высокую степень надежности и защиты данных заказчика и никто, кроме авторизованного персонала (собственник, директор, технический персонал), не сможет получить конфиденциальные данные с экскаватора и/или погрузчика.

Подобные интеллектуальные высокотехнологичные решения, разрабатываемые корпорацией Motion Metrics, стали возможными благодаря многолетнему опыту и рациональному, эффективному использованию возможностей современных интеллектуальных систем применительно к горнодобывающей отрас ли. Motion Metrics, в своем стремлении сделать труд на объектах добычи безопасным, высокопроизводительным и эффективным, а также комфортным и удобным, продолжает поиски все новых и новых решений, которые способны будут защитить технику заказчика от поломок, процесс добычи — от ненужных издержек и простоев, а людей — от возможных травм и опасностей.

Российское прямое обособленное подразделение Motion Metrics (ООО «Моушен Метрикс Рус», Москва) предоставляет своим заказчикам и партнерам полный комплекс услуг: консультации, продажи, техническая и документальная поддержка, доставка до объекта, установка, монтаж, пусконаладка и ввод в эксплуатацию, а также полное обучение персонала. Сервисное обслуживание налажено на высококачественном системном уровне. Результаты эксплуатации оборудования и систем Motion Metrics, собранные со всех стран и уголков мира, показывают, что оборудование не выходит из строя и не требует обслуживания. Поддержка требуется по обновлениям ПО и ИИ, — российские специалисты ее регулярно оказывают, как в онлайн, так и офлайн режимах. Оперативная сервисная поддержка работает круглосуточно.

Оборудование Motion Metrics надежно и долговечно. Срок его эксплуатации превышает 15 лет. Первые поставки были в 2004 году… системы до сих пор работают, причем также, как и при монтаже: эффективно, надежно, без сбоев; необходимые обновления регулярно проводятся. По самым последним отзывам пользователей, выпускаемый Motion Metrics продукт просто превосходит все ожидания… Вот, в частности, что сообщил о нем в июне 2021 г. редакции журнала «Золото и технологии» горный инженер «КАЗ Минералз Актогай» (Казахстан) Мурат Туяков:

«Платформа Motion Metrics внедрена в 2020 году и широко используется на руднике Актогай для анализа БВР.

Благодаря системе Motion Metrics, установленной на 5-ти экскаваторах, появилась возможность проводить мониторинг фрагментации взрывных блоков в режиме онлайн и получать детальный отчет по размерам среднего куска и негабаритов. Данная информация позволяет своевременно определять проблемные участки и оптимизировать параметры бурения для улучшения качества фрагментации грансостава.

Существенно повысилось качество анализа фрагментации благодаря накопленным данным в облаке.

Данные генерируются с возможностью выборки по экскаваторам и времени в количестве нескольких сотен фотографий ковша с одного экскаватора за сутки.

Количество фотографий настраивается в зависимости от желаемой детализации анализа.

Также, после проведенной интеграции системы высокоточного определения координат на экскаваторы, появилась возможность сделать выборку данных по блокам и определить точное местоположение данных фрагментации.

Обработку полученных данных осуществляет искусственный интеллект, что существенно экономит время, а наличие данных фрагментации всех забоев позволяет оптимизировать параметры бурения с учетом особенностей геологии.

На основе отчетов состояния фрагментации грансостава были улучшены параметры бурения, что позволило уменьшить затраты на БВР на 20 % без потерь в качестве взрывания».

Сегодня, в условиях жесткой конкуренции, крайне рационального подхода к использованию ресурсов, стремления к постоянному повышению эффективности, производительности и безопасности работ, только самые передовые и перспективные разработки, их внедрение и использование, позволяют предприятиям удерживать свои позиции и двигаться вперед. Именно к этой категории, согласно всех результатов и отзывов, и относятся выпускаемые корпорацией Motion Metrics инновационные высокотехнологичные системы с искусственным интеллектом; именно эти решения и составляют тот мощный и крепкий фундамент, на котором завтра и будут стоять все действующие предприятия — во всем мире, во всех отраслях, в том числе и в золотодобыче.

---

125009, РФ, Москва, бизнес-центр Regus (бывшее здание Военторга), ул. Воздвиженка, дом 10, офис 342.
Tел. +7 (495) 797-37-52.
Mоб. +7 (926) 223-71-71.
ivan@motionmetrics.com
www.motionmetrics.com

Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 2 (52)/июнь 2021 г.