风险管理。矿山的最新技术

制定和维护有效的风险管理计划是任何矿山的关键所在。Worldsensing 工程师与来自澳大利亚和南非的矿业专家一起参加了一次 网络研讨会讨论矿主和工程师在设计风险管理战略时面临的挑战。来自采矿技术公司的专业监测人员 Ramjack Technology Solutions和 澳大利亚的监测专业人员分享了他们如何帮助矿业公司使用最新的监测技术（如 Worldsensing 无线监测系统）来降低风险和提高投资回报率。

在Worldsensing公司市场经理Karen Figueroa的主持下，专家会议的特点是。

• 本-斯科特: 仪表工程师，在岩土工程仪表、自动数据记录系统和演示软件方面有丰富的经验，他在西澳大利亚、加拿大、苏丹和越南的项目，澳大利亚Geomotion公司。
• 斯特凡-坎廷（Stéphane Cantin:采矿工程师，在采矿技术方面有20多年的经验，从事矿山规划软件和实时技术工作，南非Ramjack技术解决方案公司。
• Ángela Lluch: 地质学家和建筑工程师，在岩土工程仪器和监测方面有超过十年的咨询经验，西班牙Worldsensing。
• Fernando Pérez: 拉丁美洲和非洲的无线技术和合作伙伴管理方面的采矿工程师，西班牙Worldsensing公司的专家。

风险管理：矿山所面临的现实问题

对于矿山来说，实施措施以确保风险得到适当管理是强制性的。虽然巴西Brumadinho尾矿坝的坍塌表明，结构性故障是一个严重的威胁，但减少和最终避免风险的努力往往是在被动的基础上进行的。为了避免结构性故障和安全运行，采矿业者和工程师应该建立一个积极的预防计划并与之合作。  

物联网先锋公司Worldsensing的采矿工程师和监测专家费尔南多-佩雷斯总结了与有效风险管理有关的主要行业要求和矿山面临的监测痛点。  

据佩雷斯介绍，以下两个行业驱动因素对矿山管理风险的方式产生了普遍的影响。

1. 职业健康和安全的危害。改善工人的生活和确保最高的健康和安全标准是行业的一些首要挑战。
2. 遵守保险条例。矿业公司需要确保他们有所有的工具来证明他们符合所有要求的法规。

随后，Peréz继续探讨了矿山在试图通过资产监控来减少风险时所面临的四个挑战。

1. 中长期监测的成本高。与人工读数和电缆维护有关的成本很高。新的监测技术可以提高操作的成本效益。
2. 监测点分布在大片区域。访问部署在偏远采矿环境中的仪器通常很困难，并可能对工人构成威胁。
3. 工作环境是不断变化的。采矿环境是动态的，可以在几秒钟内发生重大变化，故障可能迅速发生，几乎没有明显的警告。
4. 电缆很容易受到物理损坏。维护电缆是一项挑战，因为它们在操作过程中很容易被损坏。

一种新的方法是通过数字数据节点将现有的传感器数字化，以接收实时监测数据。当能够获得实时信息时，例如露天矿可以及早发现大坝的裂缝等威胁。然后，工程师就能预测风险，并能逐步放弃反应性行动以提高安全性。

矿场如何监测风险

虽然监测矿井风险现在是一个行业标准，但从历史上看，自1930年以来，这样做是基于对采矿基础设施的人工读取。随着时间的推移。 随着时间的推移，一些行业需要加强他们的监测项目，这使他们推动了电缆系统；电缆在20世纪70年代被广泛采用。如今，物联网（IoT）技术已经使矿山有可能将现有的传感器数字化，并远程监控尾矿坝、斜坡和地下通道等资产。

露天矿的边坡稳定性

在回顾了监测矿井风险的历史之后，工程师兼无线监测专家Ángela Lluch解释了在露天矿中，监测坑壁对于预见潜在的地面塌陷至关重要。

"矿山需要监测坡顶和坡面的稳定性，孔隙水压力是一个关键参数，以确保例如矿山排水系统的有效性"， Worldsensing的地质学家和施工工程师Á ngela Lluch说 。

通过一个单端或多点水平压水计网络，可以监测孔隙水压力，以检测斜坡的横向不稳定性。"Ángela指出："虽然当覆盖材料被移除时，斜坡可能会变得不稳定，但矿区可以通过就地倾斜仪链和通过延伸仪或沉降单元监测潜在的垂直位移来控制地面。

考虑到露天矿坑的平均规模，通常分布在几公里范围内，由于规划配置所需的时间和资助所需的电缆总量所涉及的成本，电缆解决方案似乎效率较低。  

尾矿坝崩溃的风险

尾矿坝是矿山需要控制的另一个关键因素。 地震导致的矿山和冶金废料液化是世界上尾矿坝溃坝的主要原因之一。.贮存在坝中的矿冶废料的高度饱和有利于液化，而全面的监测系统可以帮助矿工随时勘测关键参数，如气相水平。为了监测液位，应在堤坝或其地基中安装压强计，以监测可能对稳定性至关重要的变化。

无线监测系统是如何工作的？

 

无线系统可以满足大多数采矿监测的需要。

• 关键资产。无线物联网技术可用于露天矿、尾矿坝、地下作业，也可用于监测关键的天气参数，如温度、湿度、气压和水蒸发。
• 难以进入的地区。 一个单一的网关可以覆盖整个矿区的延伸，因为它能够达到大约15公里/9英里的距离。

案例研究 博丁顿金矿

在研究了无线监测对矿井的好处后，Geomotion公司的仪器工程师Ben Scott介绍了 Boddington矿的案例研究, 这是一个由纽蒙特公司经营的金矿和铜矿，距离西澳大利亚的首都珀斯120公里。该矿已经有一个监测计划，在45个地点安装了130多个压水计来监测水位。读数是由现场人员手动收集的，很多时候需要到偏远地区去。

为了实现采集过程的自动化，Geomotion 提出了一种无线监测系统，使用 Worldsensing 振动线 5 通道节点，将数据发送到中央网关。

现在，纽蒙特公司的数据流直接在他们的数据管理软件中呈现，并自动送入Boddington系统进行数据分析。

"矿山运营商真正看到了采用无线解决方案的价值。现在他们有了一个相当强大、易于部署的产品，可以完全自动收集数据。读数的频率可以增加，数据可以在任何时候访问。与原来的数据收集方法相比，矿山经营者得到的信息要多得多"。 澳大利亚Geomotion公司的技术经理Ben Scott说。

作为使用这种实时解决方案的好处，Ben强调，该矿可以将安全风险降到最低，并减少人员频繁前往不同地点的成本。使用LoRa连接能够实现远距离通信，而低功耗的电池将频繁维护的需求降到最低。

案例研究 远程尾矿坝管理

Ramjack Technology Solutions的采矿工程师和采矿技术专家Stéphane Cantin介绍了第二个案例研究。根据Stéphane的经验，尾矿坝在全球范围内构成了共同的威胁和环境问题。虽然一些国家有更先进的立法，但在其他国家，尾矿坝是在很久以前建造的，需要有标准才能向前发展。对所有这些国家来说，尾矿坝是一种责任，运营商必须在矿山的整个生命周期内妥善管理它们。

"每个硬岩矿都有一个尾矿坝，这是一个影响采矿业很多人的问题。然而，有时很少有人注意到尾矿坝，直到你开始出现一些问题。无线技术可以帮助我们扭转这种'例外'的管理方式"。 Ramjack技术解决方案公司卓越执行副总裁Stéphane Cantin。

就技术要求而言，监测解决方案必须具有成本效益，具有普遍性，能够提供持续的监测，以检测任何开始发生的变化，并且需要具有可扩展性。目前的监测系统整合了压强计，以监测地下水位，同时也整合了深度计，以了解尾矿坝关键点的含水水平，以及倾斜仪，以在斜坡不稳定的情况下发出预警。

Stéphane还强调了电池供电的重要性，因为向这些地方供电真的很困难；拥有多年的电池寿命是一个基本点。

开始使用无线监控的第一个步骤

在考虑了这两个案例研究中介绍的矿山在实施无线技术监控解决方案时获得的好处后，费尔南多重点介绍了希望采用无线技术的矿山企业所必需的四个要素。            

• 一个内部物联网冠军。
• 一个全面的物联网系统。
• 智能设备，能够在矿山环境中工作。
• 一个概念验证的初始阶段，以确保所有的硬件和软件都能被测试并调整到项目条件。

当想要开始部署一个无线监测系统时，有一件重要的事情需要注意：与能够自动适应传感器网络设置变化的传感技术合作，是评估潜在解决方案时需要考察的一个关键因素。

"每次从网络中加入或移除新的设备，传感器网络都需要有自我更新的能力，而不需要专家的手动重新编程"。 Worldsensing公司的无线技术专家费尔南多-佩雷斯（Fernando Pérez）。

在网络研讨会的最后，Fernando介绍了两个南非矿场的成本比较，显示了使用无线监测系统与电缆和人工解决方案相比的节约百分比估计。根据结果，采矿业者在采用无线监测解决方案时可以实现20%（5年）至70%（20年）的节约。