力拓集团拥有澳大利亚最好的铁矿床，并拥有一些矿业行业先进的技术方法和专业能力，从而为该公司的矿产资源开发业务提供了有力支撑。在矿山运输和露天钻孔作业的自动化技术方面，力拓集团处于领先地位，并在该公司的Autohaul自主铁路系统中开发出了世界上最大的机器人。这些技术优势使得力拓集团在铁矿石行业中成为了单位成本（每吨的）最低的企业之一。
然而，事情开始偏离正常轨道。力拓集团的成本开始激增，部分原因是该公司持有的一些矿山开发项目已经到了服务年限的末期。目前，力拓集团的单位成本介于19美元/吨至21美元/吨之间。
Gudai Darri铁矿于6月21日正式启动了开发工作，该矿山有望帮助力拓集团重夺铁矿石行业的领导地位。力拓集团负责铁矿石业务的首席执行官Simon Trott表示，“力拓集团的一些铁矿石开发项目的成本是Gudai Darri铁矿项目的3倍，因此Gudai Darri铁矿项目将帮助力拓集团降低总体的运营成本。该铁矿开发项目是矿业行业中技术最先进的矿山之一。
力拓集团表示，Gudai-Darri铁矿开发项目中采用的技术是力拓集团21世纪初启动的“未来矿山”计划取得的成果，尽管其中的很多技术都是在Gudai-Darri铁矿中首次应用的。
“未来矿山”计划为目前的很多矿业企业采用的自动化运输系统奠定了基础。该计划是从5辆自动化的小松830E AC型卡车开始的，这些卡车在Hope Downs矿区执行废石的运输作业。力拓集团在这些卡车上安装了Dispatch机队调度管理系统，该系统是由Modular Mining公司开发的。目前，力拓集团拥有的铁矿开发项目中80%的运输作业都是由无人驾驶卡车完成的。
在Gudai Darri铁矿中运行着23台卡特彼勒793F型无人驾驶卡车。此外，还运行着3台卡特彼勒MD6310型自动钻机。这些无人驾驶卡车采用了传感器技术，能够生成实时的采掘工作面模型。建模所采用的数据来自钻机的传感器，这项技术有助于对矿区地表条件进行更准确的评估。
皮尔巴拉矿区拥有最长的铁路运输线路，这成为了力拓集团开发自动化铁路系统的原动力。通过力拓集团的铁路系统运输的大部分矿石是由Autohaul型火车完成的，是通过力拓集团位于珀斯的矿山运营中心来控制的（位于矿区1500千米之外）。Gudai Darri铁矿也采用了Autohaul铁路运输系统，该矿山开采出的第一批矿石沿着一条166千米长的铁路支线被运往港口。
虽然Gudai Darri铁矿开发项目受益于“未来矿山”计划开发的多项技术，但该矿山的开发还需要制定一个十分清晰的规划方案。力拓集团能够根据矿山的技术能力来对采矿生产进行规划，从而能够更好地部署和应用这些技术。在执行“未来矿山”计划期间，针对一些计划采用常规采矿设备（驾驶员控制的）的矿山，力拓集团不得不做出调整，让这些常规设备和自动化设备一起运行。
毫无疑问，随着Gudai Darri铁矿开发项目达到4300万吨/年的生产能力，该矿业开发项目将会为力拓集团提供一些有益的经验。
Trott表示，“Gudai Darri铁矿开发项目的这些技术应用实践将为力拓集团的其他一些矿业开发项目的执行提供参考信息。我们必须将从这座铁矿山中得到的一些启示和想法引入到我们其他矿业项目的开发之中。根据评估，Gudai Darri铁矿开发项目的矿山服务年限是40年，因此这座矿山可能会为我们提供很多的开发经验。”
除了从“未来矿山”技术获得的新技术，这个铁矿开发项目还应用了一些其他的创新技术。其中之一是世界上第一辆自动化洒水车。这款洒水车装备了力拓集团与卡特彼勒联合开发的一个车载系统，能够对矿区的干燥和粉尘情况进行探测，并且可以向洒水车发出洒水作业指令以便于保持矿区道路处于良好状态。
Scott公司正在为Gudai Darri铁矿研发一个全自动化实验室，这家公司是一家自动化技术和机器人技术解决方案提供商。这座铁矿山采集的样品（包括致密块状样品和细颗粒样品）将通过传送设备从样品采集站送往实验室，然后由机器人转移到自动化的生产单元之中。
矿山的重型移动设备车间也引入了自动化引导车辆。这四台机器设备将对托盘架进行处理，这将有助于减少人工搬运并提高生产安全性。这种自动化引导车辆配有激光障碍物扫描仪和自动停车功能。
Gudai Darri铁矿开发项目中采用的另一项创新技术是一种可旋转式堆取料设备。这台设备是由FLSmidth公司研发的，具有可以更换的斗轮模块，以便于进行维护作业。正如力拓集团接受《澳大利亚矿业月刊》采访时所做出的说明那样，当这种斗轮模块从传送带上被“解锁”之后，模块就可以被移走。然后，这种斗轮模块可以被送入维修场，进而在一种监控更为严密的作业环境中进行维修和升级改造。一个经过更换的斗轮模块卡入槽位后，传送带会重新连接，堆取料设备就可以重新启动。
采用这一技术的最大优势在于更换模块所需的时间缩短了。目前现有技术模块更换时间为两个半班次，而这种新技术有望将更换时间减少为不超过两个班次。一般情况下，采用常规方法需要两周以上的时间来完成斗轮的维修作业。考虑到矿区中的所有矿石都必须通过这部堆取料设备进行运送，因此缩短堆取料设备的停机时间对于提高生产率是十分重要的。这种旋转式堆取料设备的灵感来自于一级方程式赛车比赛，赛车的维修人员使用了一种鼻锥体来更换汽车的部件。
力拓集团还加大了通信技术领域的投入，使矿区的工作人员采用先进的通讯技术，以便于能够实时获得数据支持。通过平板电脑，矿山开发团队的成员可以使用他们在矿区需要的很多应用程序，从而不再需要纸质办公系统，同时也减少了一些不必要的出差。这些平板电脑还将能够链接到Gudai Darri铁矿选厂中的数字孪生技术系统，能够让工作人员更直观地浏览整个矿山作业区域（其中采用了一种可缩放的三维模型规划功能），并且能够查看或者下载相关的技术数据和文档。
Trott表示，“虽然新技术在提高矿山的生产效率和降低成本方面发挥了重要作用，但是我们还应该看到硬币的另一面，那就是节能减排。一般情况下，能源成本占了力拓集团总成本的10%左右，随着能源成本的节节攀升，这一比例也在水涨船高。”
此外，力拓集团面临的另一个问题是常规化石能源的碳排放问题。这就是为什么可再生能源技术将在力拓集团的未来发展中扮演关键性角色的原因所在。
Gudai Darri铁矿开发项目建有一座34兆瓦太阳能发电站，该发电站将可以解决该矿山三分之一的平均电力需求。该太阳能发电站是由约8.3万个太阳能电池板发电设备组成的，预计将于8月竣工。
Trott表示，“力拓集团最大的两个碳排放源是发电站的燃气轮机以及卡车和挖掘设备所消耗的柴油。随着太阳能发电站和其他可再生能源项目的实施，力拓集团正在大力推动节能减排目标的实现，同时大大削减了燃气轮机的使用比例。然而，如何实现卡车的节能减排呢？。卡车电气化技术的应用似乎是一个较为合理的技术解决方案，然而，这里还有一个小问题。当力拓集团决定采用电力驱动的运输卡车时，我们发现还没有可行的技术供公司选择。”
力拓集团已经报名参加了Charge On创新技术挑战赛，旨在开发一款可实现220吨有效载荷的电池驱动卡车。该公司还与卡特彼勒联合研发一种零碳排放卡车。预计卡特彼勒推出的全球首台零碳排放无人驾驶卡车将在Gudai Darri铁矿投入使用。
来源：中国地质调查局地学文献中心
转载自：海外矿投咨询
责任编辑：张靖笛
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