Angloamerikanische Los Bronces

Aug 29, 2023

ICH BINRedaktionsleiter Paul Moore hatte kürzlich die Gelegenheit, das Los Bronces Integrated Remote Operations Center von Anglo American in der Innenstadt von Santiago zu besuchen und sich mit Cristobal Mimica, Autonomy Project Manager, Los Bronces, zusammen mit Victoria Madrid-Salvador, IROC-Superintendentin, und Andres Reyes, IROC-Spezialist, zu treffen.

Das IROC wurde im April 2021 eröffnet und nimmt die Hälfte der 48. Etage eines Teils des großen Titanium Buildings ein. Andres Reyes erzählteICH BIN : „Von hier aus sind wir in der Lage, die gesamte Wertschöpfungskette des Los Bronces-Betriebs unabhängig von Kontrollräumen am Minenstandort zu kontrollieren. Das IROC-Layout wurde entsprechend dem Kupferproduktionsprozess der Mine entworfen.“ Das IROC und die Minenmannschaften arbeiten an denselben vier Tagen an vier arbeitsfreien Tagen, innerhalb derer es zwei tägliche 12-Stunden-Schichten gibt.

Von links nach rechts: Cristobal Mimica, Autonomy-Projektmanager, Los Bronces; Andres Reyes IROC-Spezialist; Victoria Madrid-Salvador, IROC-Superintendent und IM-Redaktionsleiter Paul Moore

Die ersten Stationen befassen sich mit geotechnischer Überwachung und Geologie – die erstere misst Grubenwandverschiebungen und Hangstabilität mithilfe von Radar und anderen Technologien. Am höchsten ist die Strecke von der Spitze des Betriebs bis zum Boden über 1 km lang, wenn man von Norden nach Süden blickt. Als nächstes folgen die Geologiestationen, die mehrere Aufgaben übernehmen – vor allem aber die Probenahme und Gehaltskontrolle verwalten, um das Abfall- und Erzblockmodell kurzfristig und detailliert zu verwalten.

Als nächstes folgt die Bohrstation, die den Betrieb und die Steuerung von fünf autonomen Epiroc Pit Viper 351-Bohrgeräten übernimmt. Anglo American führt bis zu drei Übungen pro Station durch, auch Teleoperation ist möglich. Die Steuerung stellt sicher, dass die Übungen den Mustern korrekt folgen – es handelt sich dabei um Multipass-Übungen auf Doppelbänken. Es stellt eine enorme Verbesserung des Bergbauprozesses in Bezug auf die Effizienz dar und es wurden bereits über zwei Jahre gute Ergebnisse erzielt. Die Mine arbeitet auch an der Integration der Autonomie der kleineren vorgeteilten SmartROC-Bohrer von Epiroc – während derICH BINWährend unseres Besuchs wurde die Bedienstation für diese Übungen bereits eingerichtet, da diese Funktion bis Ende 2023 zum IROC verlegt werden soll.

Weiter zu den Lade- und Transportprozessen; An erster Stelle stehen die FMS-Spezialisten – das Bergwerk, das die neueste Version von DISPATCH von Modular verwendet, und das Team, das dafür sorgt, dass der tägliche Produktionsplan des Bergwerks unter dem Gesichtspunkt der Ausrüstungsplanung, Positionierung, Nutzlast und Verfügbarkeit erfüllt wird. Los Bronces nutzt außerdem ProVision, das hochpräzise Maschinenführungssystem von Modular zum Laden von Werkzeugen, das dazu beiträgt, die insgesamt bewegten Tonnen zu erhöhen, die Genauigkeit der Materialbewegung zu verbessern und die Kosten zu senken, die mit Arbeiten außerhalb des Minenplans verbunden sind.

Ebenfalls im Bereich des IROC befindet sich ein Controller zur Überwachung des Ermüdungsmanagementsystems der Mine, das seit Mitte 2022 auf dem gesamten Gelände in Betrieb ist. Victoria Madrid-Salvador erzählteICH BIN dass Los Bronces sich für das brillenbasierte System zur Überwachung der Iriserweiterung von Optalert entschieden hat. Dies ist in das FMS integriert, und etwaige Ermüdungswarnungen werden dann darüber verwaltet, beispielsweise das frühzeitige Auswechseln des Bedieners aus der Schicht für eine Ruhepause. Optalert war eigentlich die Präferenz der Gewerkschaft gegenüber anderen Systemen, die auf Kabinenkameras basieren – Anglo American erklärte sich bereit, die Brille zu testen, was erfolgreich war und zu einer vollständigen Einführung führte. Die Berücksichtigung der Meinungen und Beiträge der Arbeitnehmer ist von entscheidender Bedeutung, um Akzeptanz für diese Art von Technologien zu erreichen.

Bei autonomen LKWs wurden die Steuerungen seit Beginn dieses Projekts auf dem Minengelände positioniert, als die ersten LKWs im Mai 2022 in Betrieb genommen wurden, und seitdem fanden zahlreiche Schulungen statt. Ab Mitte 2023 ermöglicht die neueste Frontrunner-Lizenz eine engere Integration mit dem DISPATCH FMS – wodurch die bereits in Betrieb befindliche gemischte AHS-Lkw- und bemannte Lkw-Flotte optimiert wird. Mit der Zeit werden die Frontrunner-Controller dann auch zum IROC in Santiago umziehen, in das gleiche Gebiet wie die FMS-Spezialisten.

Autonomer LKW Komatsu 930E, Los Bronces

Als nächstes kommt die Kurzintervallsteuerung der Mine, die es der Mine ermöglicht, wichtige Leistungsindikatoren (KPIs) in Echtzeit für die täglich geförderten 400.000 t Material (Erz plus Abfall) zu überwachen, wobei etwa 160.000 t/Tag an eine von zwei Primäranlagen gehen Kreiselbrecher. Madrid-Salvador sagt, dass das SIC es der Mine ermöglicht, Probleme schnell zu erkennen und bei Bedarf schnell Anpassungen vorzunehmen, beispielsweise wenn es ein Problem mit dem Durchsatz in einer der Hauptmühlen der SAG gibt – die Mühlen verfügen über ein zusätzliches Expertensystem.

Jeder Brecher markiert den Beginn von zwei unterschiedlichen Produktionslinien – eine nutzt die ältere Los Bronces-Mühle, die etwa 60.000 t/d verarbeitet, und die andere, größere und neuere Confluencia-Mühle, die 100.000 t/d verarbeitet. Die Anlagen sind etwa 7 km voneinander entfernt, wobei Confluencia ebenfalls etwa 500 m tiefer als das Minengelände liegt – die Erzzuführung erfolgte über ein Fördersystem, das einen 4,4 km langen Tunnel umfasst. Zwar verfügen die Anlagen noch über eigene Kontrollräume, doch diese fungieren heute eher als Backup, so dass im Falle eines Erdbebens, beispielsweise wenn das IROC-Gebäude evakuiert werden müsste, die Primärsteuerung dorthin umgeschaltet werden könnte.

Es gab auch einige unerwartete Erfolge aufgrund des Remote-Betriebs. Beim IROC-Start fanden Treffen zwischen den FMS-Disponenten und den Betreibern der Primärbrecher statt. Dies fiel mit der Einrichtung einer Kamera an den Brechern zusammen und führte zu einer regelmäßigeren Interaktion zwischen diesen beiden Teams in größerem Umfang als zuvor, was die Kommunikation erheblich verbesserte, beispielsweise wenn beladene LKWs in der Warteschlange standen oder eine Brecherverzögerung aufgrund von Übergröße auftrat.

In der Mitte des IROC befindet sich die zentrale Bucht – sie bietet einen Überblick über den gesamten Betrieb und beherbergt den IROC-Chef, der für die gesamte Betriebsführung verantwortlich ist, unterstützt von den Minenplanungs- und metallurgischen Leitern entweder persönlich oder aus der Ferne. Im Wesentlichen geht es dem IROC-Chef darum, die gesamte Kupferwertschöpfungskette zu optimieren und Feinkupferproduktionsziele zu erreichen – indem er Trends, Probleme oder Warnungen beobachtet und die Möglichkeit hat, auf jede der 700 Kameras im gesamten Betrieb zuzugreifen. Die niedrige Kommunikationslatenz dank eines neuen Nokia 4G LTE-Netzwerks hat die Auflösung erheblich verbessert und Verzögerungen beseitigt. Die allgemeine Kommunikationsredundanz wird durch eine Glasfaserkabelverbindung zwischen dem IROC und der Mine gewährleistet.

Wie sieht es mit der Kapitalrendite aus? Das IROC stellt eindeutig einen enormen Sicherheits- und Lebensqualitätsvorteil für viele Arbeiter und Bediener dar, die nicht mehr zur Mine fahren müssen. Aber welche konkreten Produktivitätsverbesserungen wurden festgestellt? Madrid-Salvador sagte: „Eine große Verbesserung gab es bei der Lösung von Kommunikationsproblemen – wir sind in der Lage, Entscheidungen viel flexibler zu treffen – weil viele der leitenden Bediener und Manager alle an einem Ort sind und nicht über ein riesiges Minengelände verteilt sind.“ . Dies führt zu einer höheren Effizienz, die wir nachgewiesen und gemessen haben. Dank der Messungen des IROC haben wir auch eine viel einheitlichere Lagerbestände festgestellt. und wir können jetzt mit weniger Wasserreserven in der Prozessanlage arbeiten, da die Wasserstände jetzt rund um die Uhr überwacht werden.“

Das IROC verwendet nahezu in Echtzeit ein 3D-Modell der Mine, das viele andere Systeme von der Disposition über die Vermessung bis hin zur Produktionsplanung integriert. Dieses Modell ermöglicht die Überprüfung der Planeinhaltung sowie die Überwachung wichtiger KPIs. Die erwähnte LiDAR-Überwachung von Lagerbeständen ist ein wichtiger Teil davon. Mithilfe von Punktwolken können mithilfe von sechs Ronin-LiDARs die Lagerbestände und -volumina genau geschätzt werden, um die gesamte Oberfläche abzubilden. Die Mine muss über eine ausreichende Puffertonnage verfügen, um die Produktion zu gewährleisten. Bevor das System installiert wurde, mussten die Menschen die Lagerbestände anhand der Daten der Förderbänder in Kombination mit Algorithmen abschätzen.

Hinzu kommt ein vollständiges Modell der beiden Mühlenanlagen inklusive aller wichtigen Parameter – das funktioniert quasi wie ein digitaler Zwilling, bei dem alle Prozesse nahezu in Echtzeit überwacht werden. Geringerwertiges Erz wird in der SX-EW-Anlage des Minenstandorts in der Nähe von Confluencia zu Kathoden verarbeitet, was etwa 10–15 % der Feinkupferproduktion der Mine ausmacht. Für das hochgradige Erz verlagert sich der IROC-Schwerpunkt von der Mine talabwärts und dem Transport der Erzaufschlämmung per Pipeline 56 km zu den Flotationsanlagen Las Tortolas I und II, wobei die Konzentrate entweder an Kunden verkauft oder bei Anglo American in Chagres zu Kupferanoden verarbeitet werden Schmelzer. Alle Pump- und Flotationsprozesse der Erzschlämme werden ebenfalls im IROC überwacht. Darüber hinaus verfügt das IROC über eine Tailings-Station zur Überwachung des Tailings-Dammbetriebs bei Las Tortolas.

Schließlich verfügt das IROC über Stationen zur betrieblichen Unterstützung – insbesondere zur Stromversorgung und zum Stromnetz – heute handelt es sich dabei ausschließlich um erneuerbare Energie; sowie externe Wasserversorgung. Zu diesem Bereich des IROC gehören auch die Logistikteams, die für den Transport der Endprodukte – hauptsächlich per LKW – zuständig sind, darunter Kathoden, Kupferkonzentrate und Anodenkupfer. Und das Produktionsbuchhaltungsteam validiert die endgültigen Zahlen für die Feinkupferproduktion.

Autonomie und Innovation im Vordergrund

Genauer gesagt sind sowohl autonomes Bohren als auch autonomer Transport in Los Bronces gut etablierte Technologien, aber wie in anderen Minen sind die Fahrer und die tatsächliche Technologie recht bergwerksspezifisch. Cristobal Mimica erzählteICH BIN : „Aus unserer betrieblichen Sicht geht es uns um die Präzision des Prozesses, die beim Bohren immer noch stark vom menschlichen Faktor abhängt. Zuvor war man jedoch auf einen Bediener in der Kabine angewiesen, der einem Risiko ausgesetzt ist – er befindet sich häufig in der Nähe der Steilwand, der Bankkanten oder Erzflächen. Wenn also der Bediener aus der Kabine entfernt und in das IROC eingesetzt wird, verbessert sich tatsächlich die Auslastung der Flotte und gleichzeitig die Lebensqualität des Bedieners – er ist keinem Lärm, Vibrationen oder klimatischen Extremen wie Kälte ausgesetzt. Aber es ist auch effizienter – zum Beispiel hat der Bediener vor Ort eine Stunde Mittagspause, kommt aber zusätzlich zu dieser Zeit aus der Kabine, fährt vielleicht 30 Minuten zur Kantine und dann wieder zurück. Daher ist eine Unterauslastung der Bohranlagen unvermeidlich. Hier hat der autonome Bohrführer immer noch eine Mittagspause, erspart sich aber die standortbedingte zusätzliche Zeit sowie die klimatischen Extreme und die große Höhe, die der Aufenthalt vor Ort mit sich bringt. Außerdem bohrt die Maschine in der Mittagspause und beim Schichtwechsel trotzdem weiter.“

Anglo American wendet dieses Prinzip nun auch auf das Ferndösen in Los Bronces an – während in der Vergangenheit einige Ferndösungen durchgeführt wurden, wird es heute aufgrund der Realität der Mine viel intensiver. Die Maschinen nutzen Caterpillars MineStar™ Command for Dozing. „In diesem Fall tun wir dies aus den gleichen Betriebs- und Sicherheitsgründen, aber es gibt auch Bereiche im Bergwerk, in denen diese Arbeiten erforderlich sind und die wir mit Personal nicht erreichen können. Sicherheit ist nicht verhandelbar – wir hatten Ende 2021 einen Vorfall, bei dem ein Bulldozer vom Rand eines Müllhaufens fiel. Wir haben außerdem mit den chilenischen Behörden vereinbart, dass kein menschliches Personal in dieses Gebiet vordringen wird. Mit ferngesteuertem Planieren können wir wie mit den Bohrern die Auslastung steigern und gleichzeitig die Sicherheit maximieren.“

Neben Bohrmaschinen und Planierraupen prüft Anglo American auch den ferngesteuerten Schaufelbetrieb und arbeitet dabei eng mit Komatsu zusammen, da es sich bei der für den Einsatz vorgesehenen Maschine um einen PC7000-Hydraulikbagger handelt. Damit werden die autonomen Komatsu 930E-Lkw von Los Bronces beladen, die bereits auf dem Komatsu FrontRunner AHS fahren. „Das Problem, das wir mit dieser Technologie haben, besteht darin, dass wir einer der ersten kommerziellen Einsätze sein werden, daher müssen viele Tests und Versuche durchgeführt werden, um dies zu beweisen – da wir keine Beispiele von anderen Standorten innerhalb von Anglo American oder sogar innerhalb von Anglo American haben Bergbau, um Erkenntnisse und Erfahrungen zu zeigen.“

Komatsu ist mit den Tests auf seinem Arizona Proving Ground (AZPG) weit fortgeschritten und hat die Softwareplattform für den Betrieb ferngesteuerter Schaufelbagger veröffentlicht. Bisher bezogen sich die Tests und die Software jedoch auf einen Schaufelbagger – jetzt wurde bei AZPG die Auslegerkonfiguration auf einen Baggerlader umgestellt, der bei Los Bronces zum Einsatz kommen wird.

Die Fernbedienung Komatsu PC7000 wird bei AZPG in Arizona getestet

Bei den Lastkraftwagen verfügt Los Bronces bei der letzten Zählung über 34 autonome 930E-Lkw – 28 davon waren neue Lkw – und von diesen war die Hälfte mit werkseitig eingebauten Sensoren ausgestattet, während der Rest zusätzlich zu den nicht neuen nachgerüstet wurde Maschinen. Los Bronces hat große Erfahrung mit Komatsu-Lastkraftwagen, es besteht jedoch eine Vereinbarung, nach der Komatsu Unterstützung bei der Nachrüstung und Wartung der AHS-Technologie während der Flottenhochlaufphase bietet. Was die tatsächliche Lkw-Leistung betrifft, übertreffen die autonomen Lkws in der Mine bereits die bemannten Zahlen, wobei etwaige Defizite eher auf betriebliche Probleme zurückzuführen sind, die zu einer mangelnden Auslastung im Zusammenhang mit nicht autonomen Vorgängen oder Geräten führen. Los Bronces zeichnet sich auch dadurch aus, dass es bereits autonome und bemannte Lkw in einer gemischten Flottenumgebung betreibt – eine von wenigen Minen, die dies geschafft haben.

„Wir mischen die Flotte, weil wir die autonomen Lkw mit der Zeit so schnell wie möglich einführen müssen und weil wir in der Mine über einen recht komplexen Transportkreislauf verfügen, der es zu schwierig machen würde, zwei separate und unterschiedliche Flotten zu betreiben. Um 100 % autonom zu werden, müssen 82 Lkw umgerüstet werden, wir haben also noch einen langen Weg vor uns. Vereinfacht gesagt erkennen die autonomen Lkw aufgrund ihrer Einrichtung die nicht autonomen Lkw und behandeln sie im Sinne des Systems als autonom.“

Die Teams bei Los Bronces und Quellaveco sind auch Teil einer durch NDA geschützten Wissensaustauschpartnerschaft zwischen Anglo American und Teck, die Besuche bei Highland Valley Copper, einer Cat-AHS-Mine, und Elkview, das Komatsu AHS nutzt, umfasste. „Wir tauschen Erfahrungen und Best Practices aus, insbesondere in Bezug auf Sicherheit, und erreichen so schnell wie möglich die Reifekurve in Bezug auf Sicherheit.“

Im Hinblick auf die Ausbildung zur Autonomie handelt es sich bei Los Bronces um einen sogenannten unterstützten Betrieb – dazu gehören einige Mitarbeiter von Komatsu, die über große Erfahrung mit der Technologie verfügen und mit dem technischen Team von Anglo American zusammenarbeiten – diesem technischen Team und den neuen zentralen Controllern von Anglo American Wer wird letztendlich die AHS-Flotte verwalten, zusammen mit den Pit Patrollern draußen in der Mine, die alle Hindernisse überprüfen, die dazu geführt haben, dass einer der Lastwagen angehalten oder langsamer wurde.

Los Bronces hat außerdem die einzigartige Möglichkeit, Erfahrungen mit der Mine Quellaveco in Peru auszutauschen, die das Fördersystem Cat Command betreibt. Und die El Sodado-Mine wird die Erkenntnisse von Los Bronces nutzen können, wenn es darum geht, die dortige Flotte zu automatisieren.

Und das Wissen wird in die andere Richtung fließen – wie zum Beispiel die Erkenntnisse aus der Grobpartikelrückgewinnung mittels Flotation in El Soldado, die in Los Bronces angewendet werden. Los Bronces hat außerdem im Hauptteil der Grube ein Projekt zur Massensortierung von Erzen gestartet, das auf der Anlage bei El Soldado basiert, die bereits seit mehreren Jahren in Betrieb ist und in beiden Fällen einen Grizzly-, Feeder-, Sizer-, Förderer- und zugehörige Ausrüstung von verwendet MMD, verwendet in Verbindung mit einem Erzscansystem, das mit Scannern ausgestattet ist, die PGNAA- und/oder PTFNA-Technologie verwenden.

Natürlich spielt auch der Baggerfahrer eine Schlüsselrolle im AHS-Betrieb, und Los Bronces verfügt über ein äußerst erfahrenes Baggerteam, das durch einen Umschulungs- und kontinuierlichen Verbesserungsansatz sowie das laufende transformative Anlagenproduktivitätsprogramm P101 weiter gestärkt wurde. Der Schaufeleinsatz stieg von 21 Mio. t/Jahr auf 37 Mio. t/Jahr – was hauptsächlich durch Schulungen und Best Practices erreicht wurde. Dieser Fokus auf Verbesserungen hat wirklich dabei geholfen, die Baggerarbeiter auf die Interaktion mit den AHS-LKWs über ein autonomes Touchpanel vorzubereiten – etwa indem sie die LKWs an ihren gewünschten Punkt zum Beladen rufen und den LKW am Ende rauswerfen, wenn die Beladung abgeschlossen ist .

Wie sieht es mit dem Potenzial für den emissionsfreien FCEV-Lkw nuGen™ in Chile aus, der von Anglo American und First Mode entwickelt wurde? Es ist allgemein anerkannt, dass emissionsfreie Lkw im Flottenmaßstab letztlich ohnehin autonom sein müssen. „Alles ist möglich und liegt auf dem Tisch. Sicherlich sieht Wasserstoff für Chile attraktiv aus und deshalb wird ihm hier viel Aufmerksamkeit geschenkt. Wir setzen zuerst auf Automatisierung und dann auf Nullemissionen, weil die Technologie bereit ist und wir die Vorteile schnell erzielen können.“

Integriertes Projekt Los Bronces

Neben der Innovation im Tagebau begrüßte Anglo American im April 2023 die Entscheidung des Ministerkomitees in Chile, den Umweltgenehmigungsantrag für das Los Bronces Integrated Project (LBIP) zu genehmigen und damit die nächste Phase einzuleiten der Entwicklung dort. Das unterirdische Minenerz wird zusätzliche 150.000 Tonnen Feinkupfer pro Jahr liefern, mit einer Investitionsschätzung von 3,3 Milliarden US-Dollar – vorbehaltlich einer endgültigen Genehmigung des Anglo American Board.

Ruben Fernandes, Regionaldirektor für Amerika bei Anglo American, sagte: „Wir begrüßen die Entscheidung des Ministerkomitees zur Unterstützung unserer laufenden Investition in Los Bronces – zur Sicherung der langfristigen Zukunft einer der größten Kupferminen der Welt.“ Wir haben das Los Bronces Integrated Project als Beispiel für das Beste des modernen Bergbaus konzipiert, das nicht nur Investitionen und Arbeitsplätze, sondern auch umfassenden Schutz der Umwelt und eine erhebliche Verbesserung der Luftqualität für die gesamte Region Santiago bringt.“

LBIP ist ein Multi-Milliarden-Dollar-Projekt zur Entwicklung der nächsten Phase des bestehenden Tagebaus am Betriebsstandort von Los Bronces und zum Ersatz künftiger Erze mit geringerem Gehalt durch Zugang zu Erz mit höherem Gehalt aus einem neuen Untertageabschnitt der Mine. Das Projekt nutzt die vorhandenen Verarbeitungsanlagen der Mine, optimiert die Wassereffizienz, hat keine Auswirkungen auf die Gletscher und erfordert keine zusätzlichen Frischwasser- oder Tailings-Anlagen.

Das Projekt wird eine offene Abbaumethode unter der Ebene verwenden, eine weltweit etablierte Methode, beispielsweise bei Boliden Garpenberg, MATSA Magdalena und verschiedenen Minen im Sudbury-Gebiet, mit einer geringeren Erzgewinnung (50 bis 70 % des geförderten Erzes), aber ohne Auswirkungen auf die Oberfläche.

Das Projekt umfasst einen neuen Untertagebergbausektor, 5 km südöstlich der aktuellen Grube unter der Nordseite von Yerba Loca, mit betrieblicher Kontinuität der aktuellen Tagebaugrube und einer Verbesserung des Wasserrückführungssystems. Dazu gehört auch, einen Teil des derzeit aus der Grube geförderten Erzes durch höherwertiges Erz zu ersetzen. Wichtig ist, dass in der unterirdischen Mine Los Bronces modernste Technologie einschließlich autonomer und elektrischer Untergrundfahrzeuge eingesetzt wird, was geringere Risiken für die Menschen und die Vermeidung von Treibhausgasemissionen bedeutet.