Интеллектуальные системы Motion Metrics на верной службе горнодобывающей отрасли

Новый век цифровых технологий знаменует собой автоматизацию большинства процессов в промышленности. Данная тенденция не обошла и горнодобывающую отрасль, в работу которой внедряются нейросети и искусственный интеллект. Именно такие решения предлагает недропользователям корпорация Motion Metrics.

Любое крупное горнодобывающее предприятие сталкивается с проблемой разнородного состава горной массы, которая может доставить множество хлопот в производственной цепочке «рудник — обогатительная фабрика». Так, крупные валуны, оставшиеся после буровзрывных работ (БВР) и превышающие необходимый размер, говорят о недостаточной эффективности взрыва. Они же могут привести к повреждению зубьев ковша погрузочной техники. А если таковые попадут в дробилку, то это чревато повреждением дорогостоящей техники и простоем предприятия.

Международная корпорация Motion Metrics предлагает недропользователям ряд комплексных решений, направленных на постоянный анализ гранулометрического состава породы и предупреждение нештатных ситуаций. Умная экосистема Motion Metrics включает в себя несколько составных частей: PortaMetrics™, ShovelMetrics™, LoaderMetrics™, TruckMetrics™ и BeltMetrics™. Совокупность всех элементов обеспечивает максимальный контроль состава горной массы на каждом этапе — от БВР до транспортировки на ГОК. Каждая составляющая использует современный метод 3D-стерео­визуализации с анализом данных в реальном времени. Своевременная аналитическая информация помогает принять правильные решения, чтобы увеличить эффективность и производительность всего предприятия.

На сегодняшний день комплексные решения Motion Metrics используются на месторождениях по всему миру — от полиметаллического рудника Пеньяскито в Северной Америке до месторождения золота Телфер в Австралии. В общей сложности Motion Metrics поставила порядка более 500 систем с 2004 года.

Экономия расходов на БВР с PortaMetrics™

Добыча полезных ископаемых невозможна без проведения предварительных буровзрывных работ, однако ошибка в определении необходимой мощности взрыва может повлечь за собой ряд неблагоприятных последствий.

В частности, его избыточная мощность приведёт к повышенному содержанию мелких фракций, а значит, к более высоким затратам на взрывчатые вещества. И, наоборот, при недостаточной мощности взрыва велик шанс появления крупных валунов, которые могут повредить оборудование.

Для того чтобы заранее определить эффективность взрыва, а также сэкономить ресурсы и минимизировать потенциальный ущерб, применяется анализ фрагментации гранулометрического состава горных пород. Для моментального выполнения данной процедуры Motion Metrics предлагает портативный планшет PortaMetrics™ со встроенным искусственным интеллектом, которому не нужен постоянный доступ в Интернет. Прибор работает на базе глубоких алгоритмов обучения нейросетей и оборудован тремя мощными 3D-стереокамерами высокого разрешения. Полученные в результате съёмки стереоизображения предоставляют точные сведения о гранулометрическом составе горной породы, а также сегментации и фрагментации материала. При этом оператору нет нужды заниматься предварительной настройкой планшета или устанавливать контрольный объект для сканирования, не требуется никаких калибровок. Для PortaMetrics™ также не критичны угол съёмки и позиционирование камеры — применяемые в устройстве решения обеспечивают точное моделирование результатов взрыва без погрешностей в измерениях.

В частности, на канадском месторождении меди и золота Маунт Миллиган использование данного устройства привело к снижению общего расхода взрывчатых веществ на 350 тонн, а времени бурения — на 18 смен. Таким образом, предприятие сэкономило 740 тысяч долларов за 2 месяца работы.

В настоящее время PortaMetrics™ широко используется крупными горнодобывающими компаниями России, в числе которых предприятия ПАО «Полюс», АО «Полиметалл», АО «МХК «ЕвроХим», ПАО «Фосагро», ООО «АЗОТТЕХ», АО «Орика СиАйЭс» , АО «НИТРО СИБИРЬ», ПАО «ГМК «Норильский никель», ПАО «Северсталь», ПАО «Селигдар», ООО «КРУ-Взрывпром», ООО «Орика УГМК». Кроме того, устройство хорошо зарекомендовало себя среди недропользователей Казахстана: KAZ Minerals, ERG, ССГПО, RG Gold.

ShovelMetrics™ и LoaderMetrics™ выявят отсутствие зубьев ковша

Данные анализа фрагментации гранулометрического состава горной породы представляют ценность не только на этапе БВР, но и в ходе работы экскаваторов и погрузчиков. Ведь особо крупные элементы породы могут сломать зуб ковша, который может смешаться с рудой и впоследствии попасть в дробилку. Твёрдость и масса такого зуба слишком высоки для того, чтобы оборудование могло его измельчить, что приводит к длительному простою или даже поломке дорогостоящего оборудования. Для предотвращения подобного сценария Motion Metrics разработала системы ShovelMetrics™ и LoaderMetrics™, предназначенные для всех типов карьерных экскаваторов и погрузчиков.

Они устанавливаются на технике и посредством тепловизионных камер непрерывно передают данные в офлайн-режиме напрямую в кабину оператора. При этом система продолжает анализировать гранулометрический состав поступающей горной массы. Стерео­изображения с погрузочного ковша регистрируются и направляются на защищённые серверы, что обеспечивает анализ всей глубины вскрыши. Так, например, ShovelMetrics™ позволила британскому предприятию «Тек Коул» сэкономить 8,6 миллиона взрывчатых веществ за два года.

Кроме того, искусственный интеллект позволяет вовремя обнаруживать отсутствующие зубья ковша. Если зуб ковша отлетел или сломался, то оператору направляется предупредительный сигнал, а на экране в кабине указываются время поломки и место отсутствующего зуба. С помощью данной информации можно  отследить, в какой самосвал он попал, и не допустить его транспортировку к дробилке.

Встроенная функция контроля износа зубьев избавляет оператора от трудозатратных ручных измерений, а используемый в системах ShovelMetrics™ и LoaderMetrics™ искусственный интеллект самостоятельно распознаёт режущие части зубьев и неизнашивающиеся опорные точки внутри ковша. Это обеспечивает автоматический расчёт износа зубьев и срок их плановой замены. При этом на работу системы не влияют такие факторы, как освещённость, дождь, снег, пыль, различная геометрия ковша или наличие горной массы.

Конечно, поломки зубьев погрузчиков или экскаваторов происходят не каждый день, но каждый такой случай может привести к остановке всего производства и незапланированным финансовым потерям. Например, шведское медедобывающее предприятие использует в работе всего одну дробилку мощностью 12 тысяч тонн в сутки. Стоимость переработанной руды оценивается в 200 тысяч долларов в сутки. Однако один сломанный зуб экскаватора заклинил оборудование, что привело к 36-часовому простою. В итоге производственные потери составили 350 тысяч долларов.

TruckMetrics™: контроль и анализ загрузки каждого самосвала

Предотвратить попадание негабаритных валунов в дробилку также помогает система TruckMetrics™, которая отслеживает их наличие в кузове карьерных самосвалов. На П-образных воротах, расположенных на пути следования техники, устанавливается 3D-cтереокамера. При обнаружении негабаритного валуна автомобили просто не будут направлены к дробилке, чтобы предотвратить ущерб для оборудования и простои для предприятия. Как правило, годовая стоимость системы контроля TruckMetrics™ не превышает 10% от стоимостного выражения возможных производственных потерь.

Для сравнения: одному из бразильских железодобывающих предприятий простои, вызванные остановкой дробилки, обходились в 3,65 миллиона долларов ежегодно. Производственные потери одной перуанской компании, обусловленные той же причиной, исчислялись 5,73 миллиона долларов ежегодно. Система TruckMetrics™ позволила избежать данных финансовых потерь.

Однако возможности TruckMetrics™ не ограничиваются только моментальным отслеживанием негабаритных валунов. Искусственный интеллект системы позволяет производить высококачественный анализ фрагментации грансостава и все тенденции его изменений, а также контролировать и анализировать объем горной массы в каждом кузове самосвала.

Кроме того, TruckMetrics™ собирает данные о размещении породы в кузове и выстраивает эпюру распределения нагрузки, чтобы предотвратить неравномерный износ самосвалов. Таким образом, оператор и диспетчерский пункт могут оптимизировать загрузку каждого автомобиля и оценить эффективность всех предшествующих работ.

BeltMetrics обеспечивает комплексный анализ ленточных конвейеров

Транспортировка породы на ленточных конвейерах также нуждается в тщательном контроле. Негабаритные фрагменты, пустые места и заторы могут стать причиной дорогостоящих простоев оборудования и снижения производительности. Однако система BeltMetrics™ поможет избежать подобных проблем за счет обнаружения пустых мест. В таком случае она направляет оповещение в диспетчерский пункт о заторах в желобах.

Принцип ее работы схож с TruckMetrics™, но с той разницей, что стереокамеры с разрешением 2048х1536 пикселей устанавливаются над лентой конвейера, а не над дорогой. Во время перемещения горной массы фиксируется ее распределение на ленте и анализируется гранулометрический состав. Встроенный искусственный интеллект способен выявить мелкие частицы размером до 0,03 см в различных точках схемы дробления, а мощная светодиодная подсветка позволяет осуществлять круглосуточный мониторинг. Система BeltMetrics™  оснащена воздушным компрессором для самоочистки линз сжатым воздухом от грязи и пыли. Все функции BeltMetrics™  предотвращают неравномерный износ и повреждения ленточных конвейеров, а анализ происходит непрерывно. 

Metrics Manager Pro™: анализ и полная безопасность данных 

Все решения Motion Metrics связаны между собой облачной аналитической платформой MetricsManager™ Pro (MMPRO™) со встроенным искусственным интеллектом. Она анализирует поступающие данные и создаёт отчёты с графиками распределения размеров грансостава. Комплексное решение позволяет мониторить состояние оборудования в реальном времени и оповещать оператора о важных событиях, требующих вмешательства.

Данные предприятия хранятся на защищенных серверах с высоким уровнем безопасности и конфиденциальности. Уведомления пользователя производятся как на экранах мониторов в кабинах операторов, так и по SMS и электронной почте. Доступ к данным имеют только авторизованные пользователи конкретного горнодобывающего предприятия, которое приобрело себе инновационные системы Motion Metrics. Собственники и высшее руководство таких предприятий  могут получить доступ к аналитическим данным с любого устройства (смартфон, ноутбук, планшет) и из любой точки мира, где есть Интернет.

Уверенная работа в неблагоприятных условиях

Комплексные решения Motion Metrics предназначены для использования в самых сложных условиях. Всё оборудование способно работать при температурах от  -50 °С до +50 °С. Каждая система защищена от механических повреждений и проникновения пыли и влаги по современным международным стандартам, в разработке конструкции применяются военные технологии. Тепловизор ShovelMetrics™ обеспечивает распознавание отсутствующих зубьев ковша круглосуточно, а работа 3D-стереокамер в ночное время достигается за счёт мощных светодиодных прожекторов.

По словам директора по продажам в России ООО «Моушен Метрикс Рус» Ивана АНДРЕЕВА, срок эксплуатации предлагаемого оборудования превышает 15 лет. Так, например, первые поставки инновационных систем Motion Metrics в Россию начались в 2004 году, и по сей день они показывают высокую точность и эффективность работы. При этом непосредственно «механическая» часть любого устройства не требует обслуживания и изначально поставляется в самой максимальной комплектации. В свою очередь, программное обеспечение и алгоритмы глубокого обучения искусственного интеллекта регулярно обновляются через аналитическую платформу MMPRO™.

Кроме того, Motion Metrics предлагает поставку, монтаж, установку, ввод в эксплуатацию всей экосистемы или отдельных её частей «под ключ». В России эту задачу выполняет обособленное дочернее подразделение ООО «Моушен Метрикс Рус», которое является прямым федеральным представительством корпорации Motion Metrics. Специалисты компании осуществляют установку и ввод техники в эксплуатацию. Обучение персонала проводится на месте — чтобы увеличить эффективность работы недропользователя с первого дня использования инновационных систем Motion Metrics. А круглосуточная сервисная и информационная поддержка корпорации всегда готова прийти на помощь своим клиентам.

 Артём Загородний

ООО «Моушен Метрикс Рус» (ООО «ММР», ИНН 9704003318)

125009, Москва, бизнес-центр «Регус-Военторг»,
ул. Воздвиженка, 10, офис 342
Тел.: +7 (495) 797-37-52, +7 926 223 71 71
E-mail: ivan@motionmetrics.com
WWW.MOTIONMETRICS.COM