——亚历克斯·阿特金斯 (Alex Atkins) 希望地下采矿的未来属于智能化的

  简介：Alex Atkins是女性矿业从业者的卓越代表，澳大拉西亚矿业冶金学会 院士

  当阿特金斯还是一名初出茅庐的采矿暑期实习生，她已经醉心并爱上了关于地下金矿开采的浪漫故事和种种传说。

  阿特金斯还在有着历史悠远长久的卡尔古利矿井下工作时，车道旁曾安放蜡烛的幽静角落，还有那塞满20世纪初报纸的旧桶都深深地吸引了她注目。

  这些顽强的矿工们深深地打动了她，以至于后来她也从事了这样一个职业，有了属于自己的“地下时光”。

  时光荏苒，阿特金斯如今已经经营着自己的咨询公司-Alex Atkins & Associates-并担任国际矿业服务公司Ausdrill的董事会成员，Ausdrill是一个专业的国际女性矿业网络和全球矿业可持续性非营利组织。

  但在1986年，阿特金斯还是一个普通的青少年，她充满梦想，希望能展翅高飞，同时勇于冒险和尝试。她从学校毕业后直接加入了西澳大利亚矿业学院（WASM）。

  当时，法律不允许女性在地下工作（这个与中国现在的大环节很相似，值得肯定的是，已经有少部分中国矿业公司抛弃迷信或成见，开始接纳女士进入矿井，如：锦丰金矿、泸沽铁矿、李家山重晶石矿、兖矿集团等），而阿特金斯却不满足这个现状。澳大利亚禁止妇女在地下工作的法律于1987年被解除，这在某种程度上预示着阿特金斯是第一批女性采矿工程师中的一员。

  她最早的一个角色是在华盛顿州拉弗顿镇的温达拉矿做暑假工，她到了矿井办公室后，却被告知要掉头回去，因为她是个女人。

  -“我非常希望看到地下矿山实现智能化，让矿工离开那些危险的地方。”-亚历克斯·阿特金斯-

  阿特金斯被告知她不能在那里工作，因为只有单身男性宿舍。但是她拒绝接受“不”的回答，于是他来到当地镇上寻找住处，在拉弗顿教区牧师帮助下，她找到了一个愿意让她睡在棚子里露营帐篷的家庭。

  那个夏天，阿特金斯大部分时间都在花园的棚子里度过，后来才在埃姆矿找到工作，那里的营地允许妇女进入。

  但是后来悲剧上演了，1989年， Emu矿发生洪水，造成6名矿工溺水身亡。是西澳州最严重的矿难之一，也是第一次间接影响阿特金斯的矿难。

  她说：“从我职业生涯的早期，我就因为矿难失去了朋友，而且矿难一直在发生。”

  “整个80年代、90年代和21世纪初，我的朋友和熟人都在工作中失去生命，经常发生多起死亡类型的事件。”“真的很伤心，我感觉到很痛苦。”

  阿特金斯后来成为了矿山规划、岩土工程和采矿风险领域的专家，是因为她防止进一步矿难的深层次愿望所推动的。

  -“从我职业生涯的早期，我就因为矿难失去了朋友，而且矿难一直在发生。”-亚历克斯·阿特金斯-

  布朗泽温矿难发生后，她职业生涯中最具技术挑战性的项目之一出现了。在一个路障失灵后，造成三名男子丧生，18000m³的沙浆、淤泥、泥浆和岩石落入矿井。

  当时，阿特金斯正在昆士兰的一个地下金铜矿工作。她负责生产、矿山规划、三维岩土应力模拟、地面控制以及导致布朗泽温惨案的液压充填系统。

  阿特金斯说：“每次轮班时，都会有矿工过来看我，他们感到很紧张，很害怕，因为他们都觉得这是可能的，他们担心也会遭遇同样的事情。”

  阿特金斯后来在为西澳州政府担任地区煤矿督察员时，开发了澳大利亚第一个液压充填高冲击功能检查系统。

  阿特金斯说：“我认识到，很多人低估了一座正在运营的地下矿山的技术复杂性。”（这一点，在中国的小型矿山，尤其明显，矿主或投资人的背景不是矿业专业出身，完全不明白井工采矿的技术复杂性，导致矿山运营困难或种事故时有发生，有体系的对这类矿主或投资人进行矿业专业再教育刻不容缓）

  布朗泽温矿难和其他类似的矿难后来驱使阿特金斯探索企业融资的领域。她说，死因调查和皇家委员会关于矿难的报告经常强调同样的因素。

  她说：“他们往往会回到一开始就设定的不切实际的生产预期，给运营带来的极大财务压力，以及对设计、运行和管理采矿技术和运营风险所需的STEM采矿技能缺乏尊重。”

  她说：“我非常希望看到地下矿山实现智能化——就像他们在力拓在皮尔巴拉铁矿所做的那样——让人们离开这些危险的地方。”

  阿特金斯说，在地下采矿的数字化改造方面还没有做很多工作，一种原因是因为皮尔巴拉的先驱者锁定了他们的知识产权（皮尔巴拉是露天采矿），另一方面是因为地下采矿要复杂得多、动态得多。

  操作员在安全区用视频遥控操作车辆，可在拐弯处，视距外操作。通过遥控发射机遥控车辆，一人只能操作1台。由于司机要目视着显示器，频繁操作，易疲劳和发生操作错误，司机仍有安全风险。遥控车辆以第一档速度运行，井下光线暗，看不清铲斗装载，铲斗装不满，生产效率一般比手控低。遥控距离一般100~500米。

  地下采矿车辆集成到矿山网络，有网络覆盖的区域均能轻松实现遥控。操作人员可在矿井里固定或移动操作站，或在地面集控运营中心内控制采矿设备。生产时，地下采矿车辆都是由人工远程操控完成，绝对没自动化的功能。正常的情况，采矿车辆可以2档行驶（主要为避免与巷道碰撞）。生产效率比手控低。

  1个操作员可以在井下或地面控制中心内，同时操控3台采矿车辆。采矿设备运输、卸料实现自动化，装料人工远程操控。生产效率高，采矿车辆可以2档行驶（主要为避免与巷道碰撞），车辆待工时间短，生产时间长。

  1个操作员可以在井下或地面控制中心内，同时操控3~6台采矿车辆。全过程不需要人工干预，车辆基本靠自主运行。操作人员只需“监督”车辆运行即可。

  目前，仅少数国际知名的矿山装备公司实现了该技术的商业化。包括：安百拓、山特维克等公司。

  值得一提的是，Alpha（安尔法）的智能铲运车(LHD)即将推出，这将是中国首台自主操控的地下铲运车。

  要实现自主操控，必须首先构建数字化矿山。在推进采矿业智能化的过程中，不要忽略数字化是实现智能化的基础，智能化不能一蹴而就。

  井下矿山车辆实现无人驾驶，要建立高精度井下三维数字模拟系统，并构建地址围栏。基于此，井下矿卡，铲运车等设备可实现无人驾驶。

  建立井下三维数字系统的方式主要有两种，一种依靠手持扫描仪，一种依靠无；机。

  SLAM（同时定位与地图构建）是一款用于提升地下采矿操作安全性的内部软件。

  我们独创的 SLAM系统能够引导一架无人机从一个地点到达另一地点而无需使用手动操作，同时它还能在不使用GPS、探照灯以及任何其它装置的条件下对未探索区域进行测绘。

  SLAM 系统拥有自主飞行的功能，因此 SLAM 系统的操作人员无需为了操控无人机而去学习一些特殊技能。

  地下通信是挑战之一（随着5G、ZigBee等技术推广，已有很成熟的解决方案，但是大量的数据传输和通讯延迟亟需5G在井下的普及）。

  阿特金斯说，一个完全自主的地下矿山将需要可靠和负担得起的通信技术，使物联网传感器系统能够发送海量信号。

  但阿特金斯看到了一些好处，比如远程操作中心有助于吸引和留住在育儿和家庭支持方面扮演兼职、灵活角色的女性。

  她说：“一个完全自主的矿井（也）说明我们可以采用更先进的设计标准——更陡的坑壁、更少的地面支撑、没有通风、更少的能源需求——在我们以前从来没有去过的地方开发矿井。”

  “要么线公里或深海），要么真的非常高（山上或太空）。” 阿特金斯说，将由矿业公司以其他方式部署人力资源。

  她认为，在非洲等地，如果企业雇佣同样数量的人从事康复和社区发展工作，它们将面临更少的阻力。

  她说：“自主矿山可以用来把人们从繁重而危险的角色中拉出来，并把他们放到能够提高国家生活水平的角色中。”

  阿特金斯提高地下采矿标准的决心，与她当初进入地下采矿业的决心是一样的。她不会很快放弃的。

  -“一个完全自主运营的矿井意味着我们大家可以在以前从未有过的地方使用更具有远见性的设计标准来开发矿井。”-亚历克斯·阿特金斯-

  随着采矿业的数字化转型，阿特金斯认为，由于面临被“采矿外来者”取代的威胁，他们将面临不断重塑采矿工程角色的压力。此外，还将需要更全面、更具全局性的思想家来完成这一转型。

  许多人认为，采矿业是“肮脏的”，周期性的，和社区冲突矛盾逐渐增多，这正成为矿业吸引人才的问题。阿特金斯希望矿业被视为鼓舞人心和重要的，并强调与矿业技术和航天工业的联系。

  阿特金斯希望看到采矿业的榜样，比如地下矿山的女性工程师，以及跨国矿业公司领导层中的科技、工程和数学采矿专业人士。

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