Giám đốc nghiên cứu GlobalData David Kurtz thảo luận về các chủ đề chính xung quanh robot trong ngành khai thác mỏ.
Ba mục tiêu chung của các công ty khai thác mỏ – an toàn, năng suất và tính bền vững – đều có thể được hỗ trợ bằng việc triển khai robot.
David Kurtz là giám đốc nghiên cứu & phân tích về xây dựng, khai thác mỏ và năng lượng tại GlobalData, đồng thời chịu trách nhiệm về dữ liệu được công bố và hiểu biết sâu sắc của công ty về các lĩnh vực này. Ông gia nhập công ty từ Datamonitor vào năm 2013, nơi ông đã dành 10 năm làm việc tại London để lãnh đạo bộ phận kinh doanh năng lượng và tiện ích, trước khi chuyển đến Sydney vào năm 2004 để lãnh đạo các hoạt động tại Châu Á Thái Bình Dương.
Lara Virrey: Những phát triển thú vị nhất về robot cho ngành khai thác mỏ hiện nay là gì?
David Kurtz: Một số phát triển thú vị nhất liên quan đến tự động hóa thiết bị. Mặc dù điều này không mới nhưng về cơ bản chỉ có ở các mỏ lớn nhất điều này mới có thể thực hiện được, nhưng nghiên cứu đã được tiến hành chỉ ra rằng các mỏ có thể hoạt động hiệu quả hơn với số lượng lớn xe tải nhỏ (liên kết), điều này có thể mở ra khả năng sử dụng xe tải tự lái tới nhiều mỏ hơn.
Lara Virrey: Những thách thức chính trong khai thác mỏ mà robot có thể giải quyết là gì?
David Kurtz: Hai thách thức cốt lõi là an toàn và năng suất. Trước đây, việc sử dụng robot có thể giúp nhân viên thoát khỏi các tình huống nguy hiểm, chẳng hạn như thông qua việc sử dụng thiết bị quan sát, điều khiển từ xa hoặc thiết bị tự động. Việc sử dụng các thiết bị như vậy ở cả mỏ hầm lò và lộ thiên đang gia tăng. GlobalData ước tính có hơn 1.000 xe tải khai thác ở các mỏ hầm lò và LHD đang được sử dụng hoạt động tự động hoặc được điều khiển từ xa, trong khi có hơn 1.600 xe tải vận chuyển trên mỏ lộ thiên sẵn sàng tự động hóa tính đến tháng 7 năm nay. Các dữ liệu từ thợ mỏ và OEM cho thấy rằng việc giảm tai nạn từ 50% trở lên có thể là nhờ sử dụng thiết bị tự động. Thứ hai, liên quan đến an toàn, kỹ thuật robot thường mang lại tính toàn vẹn về cấu trúc của mỏ mạnh hơn con người. Máy bay không người lái kiểm tra có thể bay thẳng vào địa điểm mà không làm quá tải kết cấu và các phương tiện cắt đào liên tục có thể cút đào các đường hầm theo hình chữ nhật thông thường, có tính toàn vẹn tốt hơn các đường hầm do kích nổ tạo ra. Liên quan đến năng suất, việc sử dụng robot ngày càng tăng đang giúp giảm chi phí khai thác, điều này rất quan trọng do áp lực chi phí trái ngược phát sinh từ sự khan hiếm khoáng sản ngày càng tăng, cấp độ kém hơn, nhiều mỏ ở xa hơn và xu hướng chung là khai thác dưới lòng đất nhiều hơn.
Ví dụ về những cải tiến về năng suất từ robot bao gồm, trong trường hợp xe tải tự hành, năng suất được cải thiện 15-30%, hiệu suất được cải thiện 30% so với những chiếc có người vận hành và mức sử dụng máy tăng 40%. Và liên quan đến năng suất được cải thiện sẽ làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và do đó ít tác động đến môi trường hơn.
Các phương tiện có thể sử dụng các lộ trình và cảm biến GPS được xác định trước để tự động điều hướng các con đường và giao lộ, thực hiện nhiều giờ hơn con người và cần ít nhân viên hơn. Công nghệ kiểm tra bằng robot có thể tạo ra dữ liệu chất lượng cao hơn so với thanh tra viên là con người và thực hiện việc này nhanh hơn.
Các ứng dụng hữu ích bao gồm khả năng lập bản đồ 3D và chẩn đoán nhiệt theo thời gian thực có thể ‘nhìn thấy’ các vấn đề mà mắt người hoặc máy ảnh thông thường không thể phát hiện được. Tốc độ phát hiện có tác động đáng kể đến chi phí cuối cùng của vấn đề.
Thiết bị bảo trì bằng robot có thể khắc phục sự cố với thời gian ngừng hoạt động ít hơn. Ví dụ, có thể thay đổi con lăn chạy không tải trên băng tải mà không cần phải dừng băng tải; nếu do con người thực hiện sẽ cần 20 phút ngừng hoạt động. Robot nâng dây đai và thay bộ phận làm việc trong khi dây đai vẫn đang chạy.
Việc cắt đá dưới lòng đất hiệu quả hơn với kỹ thuật robot. Kỹ thuật thông thường bao gồm việc nhân viên đi xuống lòng đất, khoan lỗ, nhét chất nổ, sơ tán, sau đó cho nổ, sau đó đợi 8 giờ để khói và mảnh vụn tan hết, sau đó vào lại và lặp lại.
Phương pháp cắt liên tục bằng robot cắt các lỗ khoan hình chữ nhật, để lại sàn phẳng, giúp phương tiện và nhân viên di chuyển sâu hơn vào mỏ và tiếp tục khai thác dễ dàng hơn và nhanh hơn. Cuối cùng, kỹ thuật khai thác bằng robot giúp khai thác được các nguồn tài nguyên tại các mỏ hiện có mà trước đây quá khó khăn hoặc đắt đỏ để khai thác.
Lara Virrey: Những rào cản nào đối với việc triển khai công nghệ robot vẫn còn tồn tại trong ngành khai thác mỏ và làm cách nào để vượt qua chúng?
David Kurtz: Rào cản chính là chi phí, đặc biệt là chi phí đầu tư ban đầu. Đối với một mỏ chỉ còn lại một số năm hạn chế, có thể không thể khả thi cho khoản đầu tư, do đó về cơ bản, những mỏ có tuổi thọ cao đã sớm áp dụng công nghệ robot. Tuy nhiên, do chi phí công nghệ đã giảm nên chúng ta đang chứng kiến việc áp dụng robot ngày càng tăng, không chỉ ở những công ty khai thác lớn.
Nghiên cứu của GlobalData về việc áp dụng công nghệ tại các khu mỏ đã tiết lộ rằng, trong khi các công ty lớn đang tiến xa hơn về việc áp dụng các phương tiện tự động hoặc điều khiển từ xa, thì mức độ đầu tư vào máy bay không người lái chẳng hạn là khá giống nhau.
Một rào cản khác là kỹ năng. Khi các thợ mỏ phát triển và tích hợp nhiều công nghệ hơn vào hoạt động của họ, thì khả năng của lực lượng lao động của họ cũng phải thay đổi và các thợ mỏ gặp khó khăn trong việc tuyển dụng và giữ chân những công nhân như vậy.
Theo cơ sở dữ liệu việc làm của GlobalData, số lượng tin tuyển dụng cho các vị trí liên quan đến robot đã tăng 47% trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến năm 2022, nhưng thời gian hoàn thành các vai trò đó cũng tăng 43%. Tính đến tháng 8 năm 2023, thời gian kết thúc các công việc liên quan đến robot trong khai thác mỏ đã tăng thêm 30% so với năm 2022, vì vậy, mặc dù chúng tôi nhận thấy ngày càng nhiều công ty muốn đầu tư nhưng có thể có sự chậm trễ trong việc triển khai khi họ tìm được nguồn nhân sự cần thiết.
Lara Virrey: Những công ty nào dẫn đầu áp dụng công nghệ robot trong lĩnh vực khai thác mỏ?
David Kurtz: Rio Tinto, BHP và Fortescue Metals Group đều là những côn ty sử dụng rất rộng rãi xe tải vận chuyển tự hành, chiếm khoảng một nửa số phương tiện toàn cầu, trong khi Glencore, Agnico Eagle Mines và Barrick Gold nằm trong số những công ty dẫn đầu trong việc sử dụng điều khiển từ xa và các máy tự hành dưới lòng đất.
Trong khi đó, đội xe tự lái của Teck Resources đang phát triển nhanh chóng và sáng kiến đổi mới khai thác FutureSmart của Anglo American bao gồm các 'đàn' phương tiện tự hành cấu hình thấp có thể thay thế con người trong các mỏ dưới lòng đất và công nghệ thăm dò bằng máy bay không người lái SQUID để tìm kiếm các mỏ kim loại bị chôn vùi dưới các kim loại dẫn điện khác.
Ví dụ, Công ty Boliden trong tháng 5 vừa qua sử dụng hệ thống vận tải tự động tại các mỏ bao gồm cả mỏ Garpenberg và tại Garpenberg và Kankberg, công ty đã thử nghiệm hệ thống khoan tự động.
Theo Mining Technology
Ba mục tiêu chung của các công ty khai thác mỏ – an toàn, năng suất và tính bền vững – đều có thể được hỗ trợ bằng việc triển khai robot.
David Kurtz là giám đốc nghiên cứu & phân tích về xây dựng, khai thác mỏ và năng lượng tại GlobalData, đồng thời chịu trách nhiệm về dữ liệu được công bố và hiểu biết sâu sắc của công ty về các lĩnh vực này. Ông gia nhập công ty từ Datamonitor vào năm 2013, nơi ông đã dành 10 năm làm việc tại London để lãnh đạo bộ phận kinh doanh năng lượng và tiện ích, trước khi chuyển đến Sydney vào năm 2004 để lãnh đạo các hoạt động tại Châu Á Thái Bình Dương.
Lara Virrey: Những phát triển thú vị nhất về robot cho ngành khai thác mỏ hiện nay là gì?
David Kurtz: Một số phát triển thú vị nhất liên quan đến tự động hóa thiết bị. Mặc dù điều này không mới nhưng về cơ bản chỉ có ở các mỏ lớn nhất điều này mới có thể thực hiện được, nhưng nghiên cứu đã được tiến hành chỉ ra rằng các mỏ có thể hoạt động hiệu quả hơn với số lượng lớn xe tải nhỏ (liên kết), điều này có thể mở ra khả năng sử dụng xe tải tự lái tới nhiều mỏ hơn.
Lara Virrey: Những thách thức chính trong khai thác mỏ mà robot có thể giải quyết là gì?
David Kurtz: Hai thách thức cốt lõi là an toàn và năng suất. Trước đây, việc sử dụng robot có thể giúp nhân viên thoát khỏi các tình huống nguy hiểm, chẳng hạn như thông qua việc sử dụng thiết bị quan sát, điều khiển từ xa hoặc thiết bị tự động. Việc sử dụng các thiết bị như vậy ở cả mỏ hầm lò và lộ thiên đang gia tăng. GlobalData ước tính có hơn 1.000 xe tải khai thác ở các mỏ hầm lò và LHD đang được sử dụng hoạt động tự động hoặc được điều khiển từ xa, trong khi có hơn 1.600 xe tải vận chuyển trên mỏ lộ thiên sẵn sàng tự động hóa tính đến tháng 7 năm nay. Các dữ liệu từ thợ mỏ và OEM cho thấy rằng việc giảm tai nạn từ 50% trở lên có thể là nhờ sử dụng thiết bị tự động. Thứ hai, liên quan đến an toàn, kỹ thuật robot thường mang lại tính toàn vẹn về cấu trúc của mỏ mạnh hơn con người. Máy bay không người lái kiểm tra có thể bay thẳng vào địa điểm mà không làm quá tải kết cấu và các phương tiện cắt đào liên tục có thể cút đào các đường hầm theo hình chữ nhật thông thường, có tính toàn vẹn tốt hơn các đường hầm do kích nổ tạo ra. Liên quan đến năng suất, việc sử dụng robot ngày càng tăng đang giúp giảm chi phí khai thác, điều này rất quan trọng do áp lực chi phí trái ngược phát sinh từ sự khan hiếm khoáng sản ngày càng tăng, cấp độ kém hơn, nhiều mỏ ở xa hơn và xu hướng chung là khai thác dưới lòng đất nhiều hơn.
Ví dụ về những cải tiến về năng suất từ robot bao gồm, trong trường hợp xe tải tự hành, năng suất được cải thiện 15-30%, hiệu suất được cải thiện 30% so với những chiếc có người vận hành và mức sử dụng máy tăng 40%. Và liên quan đến năng suất được cải thiện sẽ làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và do đó ít tác động đến môi trường hơn.
Các phương tiện có thể sử dụng các lộ trình và cảm biến GPS được xác định trước để tự động điều hướng các con đường và giao lộ, thực hiện nhiều giờ hơn con người và cần ít nhân viên hơn. Công nghệ kiểm tra bằng robot có thể tạo ra dữ liệu chất lượng cao hơn so với thanh tra viên là con người và thực hiện việc này nhanh hơn.
Các ứng dụng hữu ích bao gồm khả năng lập bản đồ 3D và chẩn đoán nhiệt theo thời gian thực có thể ‘nhìn thấy’ các vấn đề mà mắt người hoặc máy ảnh thông thường không thể phát hiện được. Tốc độ phát hiện có tác động đáng kể đến chi phí cuối cùng của vấn đề.
Thiết bị bảo trì bằng robot có thể khắc phục sự cố với thời gian ngừng hoạt động ít hơn. Ví dụ, có thể thay đổi con lăn chạy không tải trên băng tải mà không cần phải dừng băng tải; nếu do con người thực hiện sẽ cần 20 phút ngừng hoạt động. Robot nâng dây đai và thay bộ phận làm việc trong khi dây đai vẫn đang chạy.
Việc cắt đá dưới lòng đất hiệu quả hơn với kỹ thuật robot. Kỹ thuật thông thường bao gồm việc nhân viên đi xuống lòng đất, khoan lỗ, nhét chất nổ, sơ tán, sau đó cho nổ, sau đó đợi 8 giờ để khói và mảnh vụn tan hết, sau đó vào lại và lặp lại.
Phương pháp cắt liên tục bằng robot cắt các lỗ khoan hình chữ nhật, để lại sàn phẳng, giúp phương tiện và nhân viên di chuyển sâu hơn vào mỏ và tiếp tục khai thác dễ dàng hơn và nhanh hơn. Cuối cùng, kỹ thuật khai thác bằng robot giúp khai thác được các nguồn tài nguyên tại các mỏ hiện có mà trước đây quá khó khăn hoặc đắt đỏ để khai thác.
Lara Virrey: Những rào cản nào đối với việc triển khai công nghệ robot vẫn còn tồn tại trong ngành khai thác mỏ và làm cách nào để vượt qua chúng?
David Kurtz: Rào cản chính là chi phí, đặc biệt là chi phí đầu tư ban đầu. Đối với một mỏ chỉ còn lại một số năm hạn chế, có thể không thể khả thi cho khoản đầu tư, do đó về cơ bản, những mỏ có tuổi thọ cao đã sớm áp dụng công nghệ robot. Tuy nhiên, do chi phí công nghệ đã giảm nên chúng ta đang chứng kiến việc áp dụng robot ngày càng tăng, không chỉ ở những công ty khai thác lớn.
Nghiên cứu của GlobalData về việc áp dụng công nghệ tại các khu mỏ đã tiết lộ rằng, trong khi các công ty lớn đang tiến xa hơn về việc áp dụng các phương tiện tự động hoặc điều khiển từ xa, thì mức độ đầu tư vào máy bay không người lái chẳng hạn là khá giống nhau.
Một rào cản khác là kỹ năng. Khi các thợ mỏ phát triển và tích hợp nhiều công nghệ hơn vào hoạt động của họ, thì khả năng của lực lượng lao động của họ cũng phải thay đổi và các thợ mỏ gặp khó khăn trong việc tuyển dụng và giữ chân những công nhân như vậy.
Theo cơ sở dữ liệu việc làm của GlobalData, số lượng tin tuyển dụng cho các vị trí liên quan đến robot đã tăng 47% trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến năm 2022, nhưng thời gian hoàn thành các vai trò đó cũng tăng 43%. Tính đến tháng 8 năm 2023, thời gian kết thúc các công việc liên quan đến robot trong khai thác mỏ đã tăng thêm 30% so với năm 2022, vì vậy, mặc dù chúng tôi nhận thấy ngày càng nhiều công ty muốn đầu tư nhưng có thể có sự chậm trễ trong việc triển khai khi họ tìm được nguồn nhân sự cần thiết.
Lara Virrey: Những công ty nào dẫn đầu áp dụng công nghệ robot trong lĩnh vực khai thác mỏ?
David Kurtz: Rio Tinto, BHP và Fortescue Metals Group đều là những côn ty sử dụng rất rộng rãi xe tải vận chuyển tự hành, chiếm khoảng một nửa số phương tiện toàn cầu, trong khi Glencore, Agnico Eagle Mines và Barrick Gold nằm trong số những công ty dẫn đầu trong việc sử dụng điều khiển từ xa và các máy tự hành dưới lòng đất.
Trong khi đó, đội xe tự lái của Teck Resources đang phát triển nhanh chóng và sáng kiến đổi mới khai thác FutureSmart của Anglo American bao gồm các 'đàn' phương tiện tự hành cấu hình thấp có thể thay thế con người trong các mỏ dưới lòng đất và công nghệ thăm dò bằng máy bay không người lái SQUID để tìm kiếm các mỏ kim loại bị chôn vùi dưới các kim loại dẫn điện khác.
Ví dụ, Công ty Boliden trong tháng 5 vừa qua sử dụng hệ thống vận tải tự động tại các mỏ bao gồm cả mỏ Garpenberg và tại Garpenberg và Kankberg, công ty đã thử nghiệm hệ thống khoan tự động.
Theo Mining Technology