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ERKUNDUNG

31. Juli 2017

Die Zukunft automatisieren

Dieser Artikel erschien ursprünglich in Australasian Bohrungen

Sicherheit treibt Innovation vor Ort an

Die derzeitige Innovationswelle bei Bohr- und Erdbohrungen beinhaltet Fortschritte in der Automatisierung, die der Branche einen großen Schritt in Richtung Sicherheit bringen.

Elektronische Steuerungen und andere technologische Entwicklungen ermöglichen es Bohrern, Geräte zu betreiben, während sie physisch von potenziellen Gefahrenquellen entfernt sind. Der Katalysator für die Automatisierung ist zwar die Notwendigkeit, die Sicherheit zu erhöhen, die Automatisierung führt jedoch auch zu einer höheren Produktivität im Bergbau.

Schauen wir uns die Entwicklung hin zu elektronischen Steuerungen genauer an, dem Hauptwerkzeug, das die Automatisierung von Bohrausrüstung ermöglicht. In den letzten zehn Jahren haben immer strengere Sicherheitsvorschriften dazu geführt, dass im Bergbau komplexe und ausgefeilte Steuerungen und Verfahren zur Einhaltung dieser Vorschriften erforderlich sind, was zu komplizierteren elektrischen Schaltungen und größeren und unhandlichen Bedienfeldern führt. Die Bedienung von Maschinen wird für Bohrmaschinen schwieriger und die Fehlersuche ebenfalls.

Computerbasierte Steuerungssysteme können diese Herausforderungen überwinden. Sicherheitsverriegelungsfunktionalitäten wie Rotationsbarrieren und automatische Abschaltmodi sowie bevorzugte Betriebsverfahren sind in das System einprogrammiert, was die Schaltungsanordnung vereinfacht und die Größe und das Gewicht der Bedienfelder reduziert. Diese Funktionen erleichtern die Bedienung von Maschinen und erfüllen die Branchenvorschriften.

Die Vorteile elektronischer Steuerungen sind überzeugend:

Erhöhte Sicherheit

Der Vorteil Nummer eins ist die deutlich verbesserte Sicherheit vor Ort. Bohrmaschinen können Bohrgeräte von der Plattform aus fern von der direkten „Schusslinie“ betreiben. Bei herkömmlichen Hydrauliksystemen können Bohrmaschinen nur so weit entfernt sein, wie es die Schläuche zum Steuerpult zulassen. Daher müssen sie nahe am Bohrloch bleiben und seine Gefahren. Mit elektronischen Steuerungssystemen können Bohrmaschinen Bohranlagen jedoch von weit entfernten Standorten aus ausführen, um sie vor potenziellen Gefahren und sogar Witterungsbedingungen zu schützen.

Geringes Gewicht und tragbarere Bedienfelder bieten gegenüber Riggbewegungen einen Vorteil gegenüber schwereren hydraulischen Bedienfeldern. Bei automatisierten Systemen, die die Handhabung von Bohrstangen umfassen, sind Bohrer auch vor den Verletzungsrisiken geschützt, die mit dem Hinzufügen oder Entfernen von Stangen aus dem Bohrstrang verbunden sind, einschließlich rotierender Teile, schwerem Heben, unbequemen Körperpositionen, Klemmpunkten, Ermüdung und wiederholter Beanspruchung.

Erhöhte Produktivität

Ein zweiter, aber wichtiger Vorteil ist die Steigerung der Produktivität. Bohraufgaben können auf eine gleichwertige oder schnellere Geschwindigkeit automatisiert werden, als dies mit einem Bohrer möglich wäre. Elektronische Steuerungen erleichtern das unbeaufsichtigte Bohren, so dass das Bohrgerät einen Stangenlauf absolvieren kann, während Bohrer einen Schichtwechsel durchlaufen oder eine Mahlzeit einnehmen.

Bohrmaschinen können auch andere wertschöpfende Aufgaben ausführen, während die Maschine die manuellen Aufgaben erledigt. Die Möglichkeit, Betriebsparameter einzustellen, bedeutet, dass das System das Bohren automatisch beendet, wenn diese Parameter verletzt werden. Diese Funktion ermöglicht es Supervisoren auch, Parameter für weniger erfahrene Bohrer einzustellen, so dass weniger menschliche Fehler auftreten und die Produktivität erhalten bleibt.

Die Vorteile für Sicherheit und Wirtschaftlichkeit sind zwar beträchtlich - und die Attraktivität neuer Technologien kann enorm sein -, die Entscheidung für die Automatisierung und wie viel automatisiert werden muss, muss jedoch von einer Kosten-Nutzen-Bewertung bestimmt werden.

Bei Boart Longyear verfolgen wir einen maßgeschneiderten Ansatz für die Automatisierung. Das Diamantbohren umfasst zahlreiche Schritte, und viele erfordern einen manuellen Eingriff. Maschinen sind nicht darauf ausgelegt, alles zu tun, und eine vollständige Automatisierung erfordert erhebliche Investitionen.

Wir gehen also einen Prozess nach dem anderen an die Automatisierung heran. Was können wir mit dem vorhandenen Bohrgerät automatisieren? Welche Schritte kann eine Maschine ohne die menschliche Hand tun? Wie können wir diese Schritte am besten durch Softwareprogramme automatisieren? 

Ein früher Fokus lag für uns auf der Mechanisierung und Automatisierung von Rutenhandhabungsprozessen. In den letzten Jahren haben wir eine Reihe von fortschrittlichen und patentierten Rutenvorstellern und -verladern eingeführt, die das Rutenhandling teilweise oder vollständig mechanisieren, wodurch Bohrer von den mit diesen Aufgaben verbundenen Gefahren befreit werden.

Unsere DCi (Drill Control Interface), das 2013 eingeführt wurde, ist eine vollelektronische Schnittstelle, mit der ein Bediener sowohl das Bohrgerät als auch den Stangenhandler steuern kann. Der DCi verfügt über eine CAN-Bus-Technologie (Controller Area Network), die die Kommunikation zwischen Bohrgerät, Stangenhandler und DCi ermöglicht, um die meisten Bohrvorgänge selbst zu überwachen und zu halbautomatisieren.

Das System bietet eine sofortige Rückmeldung zu den Bohrbedingungen und zeichnet eine Reihe von Daten für die Berichterstellung und Analyse auf. Sensoren liefern Echtzeitstatus zu Drehzahl und Druck, Vorlauf- und Rückhaltedruck, Wasserdurchfluss und -druck, Durchdringungsrate, Bit-Kraft, Diagnose und Alarmen.

Mit einem einzigen Tastendruck überwacht das Steuersystem die Position und Drehzahl der Bohrstange sowie den Vorschub und fährt mit dem Bohren fort. Nach Abschluss deaktiviert das System die Rotation.

Darüber hinaus ermöglicht die One-Touch-Rod-Vorschub- und Zugfunktion, dass der Bohrer die Stangen effizient und mühelos auslösen kann. Unser neuester mobiler Untertagebohrer, der MDR700, verfügt sowohl über unseren DCi als auch über den patentierten Rutenhandler.

Das in diesem Jahr eingeführte Oberflächenbohrgerät LF ™ 350 ist eines der tiefsten Bohrgeräte auf dem Markt und mit einem vollelektronischen CAN-Bus-Steuerungssystem ausgestattet.

Der LF350 kann auch mit dem FL262 FREEDOM ™ Loader kombiniert werden, der letztes Jahr mit dem Oberflächenbohrgerät LF ™ 160 auf den Markt gebracht wurde.

Sind Sie bereit, den nächsten Schritt in Richtung Automatisierung zu gehen? 

Erfahren Sie mehr über das Oberflächenbohrgerät LF ™ 160

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Zac Strauss

TREFFEN SIE DEN AUTOR Zac Strauss Zac hat einen Bachelor-Abschluss in Materialwissenschaften und Ingenieurwissenschaften und einen Master-Abschluss in Betriebswirtschaft. Er begann 2006 als neuer Produktentwicklungsingenieur für Diamantbohrprodukte im Unternehmen. Er hatte auch andere Positionen inne, beispielsweise als Produktmanager für Ersatzteile für Ausrüstungsgüter und als Betriebsmanager für die Instandhaltung von Ersatzteilen und Flotten. Seit 2015 ist er in seiner aktuellen Position als Produktmanager für Kapitalbohrgeräte tätig.

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