過去幾年來,為尋求更好的經(jīng)濟(jì)效益,很多礦業(yè)公司一直趨向于更大規(guī)模的采礦作業(yè)。在最近發(fā)生的金融危機(jī)中,這種手段使很多公司避免了價格波動帶來的沖擊。
預(yù)計在未來幾年,這些大企業(yè)的礦產(chǎn)品產(chǎn)量將達(dá)到頂峰,當(dāng)市場回歸正常后,中國、印度、巴西和其他發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體的需求,將繼續(xù)對礦產(chǎn)品能否充足供應(yīng)構(gòu)成挑戰(zhàn),假如礦主希望從容應(yīng)對這些挑戰(zhàn),就要考慮在新技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施方面加大投資。
在公路運輸領(lǐng)域,適合現(xiàn)場需要的新一代智能巨型礦山卡車已經(jīng)問世。這種礦山自卸卡車更輕型、容量更大、更省油、輪胎磨損更少。同時,生產(chǎn)商最近對這種卡車又采取了一些改進(jìn)措施,為維修和自動化操作配了先進(jìn)的電腦操作系統(tǒng)。
對于采礦業(yè)來說,礦山卡車自動化是一個全新而重要的領(lǐng)域,在世界各地,第一代智能卡車正在投入使用。
實現(xiàn)自動化的關(guān)鍵2008年,卡特彼勒公司與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所成為合作伙伴,他們合作開發(fā)了大型自動化拖運卡車。預(yù)計在今后幾年,自動化卡車的載重量將達(dá)到240噸甚至更大。
“為適應(yīng)日益增長的需求,新一代智能巨型卡車在不斷涌現(xiàn)?!笨ㄌ乇死展居嘘P(guān)負(fù)責(zé)人表示??▋?nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員正在以最初為美國軍方開發(fā)的計劃和自主軟件體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),結(jié)合現(xiàn)有的自主采礦運輸系統(tǒng)進(jìn)行研究。礦業(yè)巨頭們都希望到明年能夠看到自動化卡車在其礦區(qū)得到應(yīng)用。在澳大利亞彼巴納的鐵礦開發(fā)中,力拓公司一直在使用從日本小松公司進(jìn)口的無人駕駛卡車,經(jīng)過一年多的應(yīng)用,已經(jīng)獲得良好的成效。
盡管自動卡車在世界其它一些地方剛開始使用時也出現(xiàn)了這樣或那樣的問題,但人們越來越感覺到,與傳統(tǒng)的卡車相比,自動卡車可以更安全、更環(huán)保,并具有易于維護(hù)的優(yōu)點。
每輛小松采礦車都是采用車輛健康監(jiān)測系統(tǒng)(VHMS型)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的,可使用衛(wèi)星通信系統(tǒng),任意無線下載,這種車型能夠使技術(shù)人員使用一個簡單的互聯(lián)網(wǎng)接口便可以輕松地檢查壓力和趨勢,總結(jié)前一天的有效載荷,并立即告知故障發(fā)生的關(guān)鍵原因。
卡特彼勒的奧迪A4的計算功能是其前身的50倍。新的模塊能監(jiān)控30多個重要的引擎功能,驅(qū)動20個噴油器和交換器,100多項引擎參數(shù)將發(fā)動機(jī)的健康狀況記錄在案,并協(xié)助診斷問題。從人們希望不斷增加采礦車輛的智能要求來看,這無疑將是前進(jìn)方向。
越大越好預(yù)計在未來幾年內(nèi),采礦用卡車的規(guī)模將大幅增加,這一事實將對自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
人們越來越感到,自動卡車可以更安全、更環(huán)保。雖然卡特彼勒公司和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)正在尋求制造載重約240噸的自動化卡車,但不難想象,在未來,更大且能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的卡車將大行其道。比利時的采礦設(shè)備制造商利勃海爾公司聲稱,其旗艦產(chǎn)品T282B是目前世界上正在生產(chǎn)的最大的柴油電動卡車,具有363噸的載重量(相當(dāng)于超過210輛小型貨車的載重量)。這個“大家伙”車身高近8米,車長15.3米,有6個輪胎,每個輪胎直徑達(dá)4米,由一臺3650匹馬力的巨大柴油發(fā)動機(jī)牽引。利勃海爾負(fù)責(zé)采礦設(shè)備分析和模擬的經(jīng)理弗拉基米爾·勃卡拉斯博士介紹說:“它的個頭是巨大的,你會感覺就像駕駛一座兩層樓的房子。”
設(shè)計這些巨型機(jī)器的時候,其中一個主要的要求就是汽車的總重量不能超過輪胎的承載能力。車輛本身每減少1千克的重量,都可以增加車輛的有效載荷。T282B比同類采礦用卡車體重輕12%,這是一個明顯的優(yōu)勢,因為輕型卡車在空車返回時還可以節(jié)省燃料,這樣就大大延長了輪胎的使用壽命,這將是一筆主要的成本節(jié)省,因為這種大型輪胎每個價值數(shù)千美元。
利勃海爾公司設(shè)計的車輛,是根據(jù)運動學(xué)的原理,由兩個并行的控制桿操縱,在車輛轉(zhuǎn)彎時,通過不同的驅(qū)動輪控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩和牽引電機(jī)的速度,從而將輪胎的磨損減至最低程度。許多制造商也紛紛借此推銷,夸耀利勃海爾公司如何對發(fā)動機(jī)進(jìn)行了重大改進(jìn),其發(fā)動機(jī)如何省油和低排放等優(yōu)點。
當(dāng)?shù)V主在采礦時面臨更多的環(huán)境挑戰(zhàn)并尋找機(jī)會的時候,他們就會希望采礦用車能夠擁有更好的功能來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。以礦砂為例,這是一種富含新贏利點的商品,但為了“吃干榨盡”,就需要新的設(shè)備和技術(shù)。
假設(shè)卡車要穿越加拿大北部一片粘土層和泥炭沼澤地去開采油砂,駕車橫跨這一片區(qū)域常常被形容為“好比在床墊上駕駛”。而設(shè)計工程的挑戰(zhàn)在于如何整合輕型卡車的各種先進(jìn)功能,如不同的車輪控制系統(tǒng),要知道,在這種條件下要讓輕型卡車通過是一個棘手的問題,因此大多數(shù)礦山不會在此情況下選擇機(jī)械卡車。
電動車與機(jī)械車人們現(xiàn)在越來越感到,柴油電動車比較容易操作,一般優(yōu)于機(jī)械車,特別是遇到陡峭地形的時候,柴油電動車得分會更高。另外,柴油電動車的價格也不是太高,通常更易于維護(hù),并能提供更好的燃油效率,而碳排放也會更少。
利勃海爾公司的報告稱,在最近5年,其超一流柴油電動車的銷售額已經(jīng)從10%增長至15%。日本小松公司最近推出的960E-1(960E)交流電氣傳動載重卡車是其最大的“艦隊”,這種車載重為360噸,全部載滿時重量可達(dá)1270000英鎊。“有效載荷達(dá)960E仍然綽綽有余,其強大的生產(chǎn)力和巨大的動力,是專門為滿足現(xiàn)今采礦領(lǐng)域的競爭需要而量身定做的。”該公司負(fù)責(zé)人說。
作為機(jī)械礦用卡車制造的先驅(qū),卡特彼勒公司最近也透露了其一系列基于新的795F交流平臺開發(fā)出的柴油電動車路線圖的消息。該公司表示,這種柴油電動車采用了一系列新的技術(shù),包括四角混合(彎道)制動、計算機(jī)控制油浸和冷卻盤式制動器,加上電器阻燃裝置,這一切將大大改善柴油電動車的安全性能,提高運營商的信心。除此以外,遠(yuǎn)程安裝的發(fā)電機(jī)使不需考慮其它主要組件檢修成為可能,然而,安裝在車軸內(nèi)部的輪式馬達(dá)可以使終端得到較容易和獨立地檢修。
卡特彼勒公司表示,他們?nèi)詫⒅铝τ跈C(jī)械車的制造,但也強調(diào),為了能夠滿足更多客戶的需求,該公司也將把生產(chǎn)范圍擴(kuò)大到柴油電動汽車領(lǐng)域。“機(jī)械傳動礦用卡車將滿足采礦作業(yè)中絕大多數(shù)用戶的需求,不過,作為181-T和兼顧機(jī)械驅(qū)動和電力驅(qū)動系統(tǒng)的較大礦用卡車的惟一生產(chǎn)商,在不久的將來,我們將能夠提供能滿足所有礦業(yè)公司偏好的卡車?!笨ㄌ乇死展矩?fù)責(zé)人表示。