远程自主操控技术、先进传感器、人工智能……
巴西淡水河谷公司是美洲大陆最大的采矿业公司，铁矿石产量占巴西全国总产量的80%。2021年5月，淡水河谷位列“2021福布斯全球企业2000强”第113位，被誉为巴西“皇冠上的宝石”和“亚马孙地区的引擎”。
由于矿山作业属于事故高发行业，因此矿山的人员管理和安全事故的预防变得非常重要，如何才能最大程度保证工人的安全，避免不必要的损失则是矿山管理人员面临的最大难题。
随着远程自主操控、先进传感器、人工智能、物联网、大数据、5G无线通信等前沿技术被用于日常工作，淡水河谷公司以科技手段强化安全生产，搭建安全科技研发平台，推进矿山自动化、智能化建设，不断提升矿山安全管理水平。
自动化设备降低风险提高效率
2018年，淡水河谷在布鲁库图矿区启用了包括自动驾驶卡车和自动化钻机在内的首批自动化设备。此后，公司所属帕拉州的卡拉加斯矿区和米纳斯吉拉斯州的布鲁库图矿区也相继使用了自动化设备。今年初，位于里约热内卢州曼加拉蒂巴市的瓜伊巴岛海运码头开始启用自动化的堆场设备。公司表示，由于启用自动化，相关技术员工无需再在驾驶舱内操作设备，这大幅降低了员工在运营区面临的风险，同时增加了运营的稳定性，并提高了工作效率。
公司公共事务部的特纳森介绍说，就海运码头的堆场设备操作岗位而言，在以往的常规作业中，操作员需要爬上多级台阶以进入高达40米的取料机和堆料机中进行作业，这些设备每小时搬运铁矿石近8000吨。在高强度的工作压力下，操作员一旦出现分神等注意力不集中情况，很容易发生意外，严重威胁生命安全。自从实施自动化管理以来，操作员可以从控制中心远程操作设备。
目前，淡水河谷公司已将自动化技术应用于24辆卡车、18台钻机和30台堆场设备。随着自动化运营的推进，在米纳斯吉拉斯州、帕拉州、里约热内卢州和马拉尼昂州的矿山和堆场工作的约300位员工停止了在风险区域的现场工作，而转为更为安全的远程控制。
卡拉加斯矿区堆场在实施自动化运营后，生产效率得到明显提升。工厂两座堆场的堆取矿操作偏差减少了90%。“操作偏差越小，可以帮助我们降低矿石在矿堆中滑落的风险，从而更快速、更安全地完成火车装载。运营现场存在风险，堆场设备因配备了传感器等技术而变得更为可靠，自动化运营显著降低了员工风险。我们希望将安全放在首位，同时进一步提高生产力。”特纳森强调说。
机器人让员工远离危险作业环境
近年来，淡水河谷公司还大力投资可协助员工开展作业的各种机器人，以帮助员工远离危险作业环境。2010年，公司成立了专门从事机器人、无人机和人工智能运营解决方案开发的技术研究所。2015年，启动了“洞穴机器人”项目。洞穴机器人是一种带有摄像头和照明系统的遥控机器人，它能在崎岖不平的地形上行走，其设计初衷是通过绘制运营区附近的洞穴地图为探测工作提供帮助。2017年，科研人员开始测试将洞穴机器人应用于其他作业场景，例如对人员难以进入的密闭环境进行检测。检测范围除了球磨机和破碎机齿板等工厂设备外，还包括管道、通道和下水道。洞穴机器人已在巴西米纳斯吉拉斯州、圣埃斯皮里图州和帕拉州超过15种不同的工作场景中得到应用。该型机器人具有可互换的运动系统，能根据不同的地形使用轮组、轮胎、踏板或支架进行移动，其感应系统则支持高分辨率检测、三维地图生成及其他模块化功能。
今年，该研究所将制造三款同型号机器人，它们将被用于位于帕拉州的铜矿以及位于圣埃斯皮里图州维多利亚市和米纳斯吉拉斯州伊塔比拉市的铁矿，负责对磨机、管道及其他密闭环境进行检测。
实施“安全转型计划”设立三大目标
2021年，淡水河谷开始实施“安全转型计划”，并为其设立三大目标：确保安全流程，加速运营控制，通过遥控、自动化和机器人等技术使员工远离危险作业。
“安全转型计划”开展的项目包括启用自动驾驶车辆、应用操作员疲劳检测系统以及将增强现实技术用于检测和维护作业。公司计划投资4500万美元用于实施自动化，使用的自动化设备总数将超过百台。
“在新冠疫情冲击下，矿业行业必须加快科技创新步伐。新的变革性技术能使矿业企业以安全、高效、绿色、可持续的方式提高生产力，也让企业在面对新冠疫情等突发事件时，具备灵活应对和快速反应的能力。”特纳森表示。（科技日报）