全球礦業(yè)巨頭英美資源集團（Anglo American）近日宣布，其位于巴西米納斯吉拉斯州孔塞桑杜馬托迪努（Concei??o do Mato Dentro）的米納斯河（Minas-Rio）鐵礦項目團隊，成功獲得了一項關(guān)于立式磨機內(nèi)部襯板磨損監(jiān)測方法的發(fā)明專利。這項由該公司工程師團隊完全自主研發(fā)的技術(shù)，首次將熱成像原理應(yīng)用于工業(yè)磨機的在線狀態(tài)監(jiān)測，徹底改變了傳統(tǒng)依賴停機檢修來評估設(shè)備損耗的作業(yè)模式。該專利的獲批不僅標志著英美資源集團在礦山裝備預(yù)測性維護領(lǐng)域取得了突破性進展，也為全球礦業(yè)行業(yè)提供了一種無需中斷生產(chǎn)即可精準掌握核心設(shè)備健康狀態(tài)的全新解決方案。

熱成像技術(shù)破解磨機磨損監(jiān)測難題

長期以來，立式磨機作為選礦流程中的關(guān)鍵設(shè)備，其內(nèi)部襯板的磨損程度直接決定了研磨效率和生產(chǎn)成本。在米納斯河項目采用的Vertimill型立式磨機系統(tǒng)中，過去行業(yè)內(nèi)缺乏一種可靠且非侵入式的監(jiān)測手段。傳統(tǒng)的評估方法要求必須停止磨機運行，排空物料，清理內(nèi)部空間，并打開設(shè)備外殼進行目視檢查或測量。這一過程不僅耗時超過24小時，導(dǎo)致生產(chǎn)線被迫中斷，還使維護人員面臨較高的安全風(fēng)險。正如英美資源集團電氣維護工程師Marlon Fábio Lino所指出的，這種高成本、高風(fēng)險且低效率的傳統(tǒng)方式一直是困擾礦山運營的技術(shù)瓶頸。

為了解決這一痛點，英美資源集團的工程團隊歷時七年，從Zui初的熱圖測試到Zui終獲得美國專利商標局（USPTO）的正式授權(quán)，成功開發(fā)出一套基于熱成像的智能監(jiān)測方法論。該技術(shù)的核心邏輯在于將磨機外殼轉(zhuǎn)化為一個“智能溫度計”。通過部署高分辨率工業(yè)熱成像相機，工程師們能夠捕捉磨機運行過程中外殼表面的溫度分布模式。隨后，利用團隊獨創(chuàng)的分析標準，將這些外部熱信號與內(nèi)部襯板的磨損狀態(tài)建立的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)模型。這意味著，通過解讀設(shè)備散發(fā)的熱量特征，系統(tǒng)可以實時推斷出內(nèi)部耐磨件的實際剩余壽命，而無需任何物理接觸或停機操作。

“這不僅僅是測量溫度，更是解讀熱量所揭示的設(shè)備磨損真相?！庇⒚蕾Y源集團維護工程師Mauro Alberto Rossi強調(diào)，這種基于熱力學(xué)行為反推機械磨損的分析邏輯在全球范圍內(nèi)尚屬首創(chuàng)。該技術(shù)成功消除了對磨機開蓋檢查的依賴，實現(xiàn)了從“事后維修”或“定期檢修”向“狀態(tài)監(jiān)測”的轉(zhuǎn)變。通過持續(xù)監(jiān)控溫度場變化，運維團隊可以提前預(yù)判襯板失效風(fēng)險，從而在時機安排維護計劃，避免突發(fā)故障導(dǎo)致的非計劃停機。

專利成果顯著提升運營效率與安全水平

根據(jù)英美資源集團公布的測試數(shù)據(jù)，這項新技術(shù)的應(yīng)用帶來了顯著的經(jīng)濟效益和安全改善。統(tǒng)計顯示，該方法使得立式磨機襯板的年度更換頻率降低了22%。這一數(shù)據(jù)的背后，是更精準的磨損評估避免了過早更換造成的材料浪費，同時也防止了因過度使用導(dǎo)致的設(shè)備損壞風(fēng)險。更重要的是，由于不再需要頻繁打開磨機進行人工檢查，維護人員暴露于高風(fēng)險作業(yè)環(huán)境的機會大幅減少，極大地提升了現(xiàn)場作業(yè)的安全性。

此外，該技術(shù)的引入還顯著提高了磨機的整體可用性（Availability）。在礦山生產(chǎn)中，設(shè)備的連續(xù)運行時間直接關(guān)聯(lián)著產(chǎn)量和營收。通過在線監(jiān)測，運維團隊能夠更科學(xué)地規(guī)劃檢修窗口，將非必要的停機時間壓縮至Zui低限度。英美資源集團預(yù)測性維護協(xié)調(diào)員Kellson Takenaka Menezes表示，這項專利不僅是對技術(shù)成果的認可，更證明了英美資源集團巴西工程團隊具備創(chuàng)造具有全球價值知識產(chǎn)權(quán)的能力。目前，除了在美國獲得的專利外，該公司已在其他七個國家提交了相應(yīng)的專利申請，顯示出該技術(shù)在國際市場的廣闊應(yīng)用前景。

從技術(shù)成熟度來看，該監(jiān)測方法目前已進入自動化實施階段。這意味著相關(guān)算法和數(shù)據(jù)處理流程正在被整合進英美資源集團的遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、分析和預(yù)警推送。這種自動化趨勢不僅降低了對人工解讀熱圖的依賴，也提高了監(jiān)測結(jié)果的客觀性和一致性。隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和人工智能技術(shù)在礦業(yè)領(lǐng)域的深入應(yīng)用，基于多傳感器融合的狀態(tài)監(jiān)測正成為行業(yè)標配，而英美資源集團的這一專利方案為立式磨機這一特定場景提供了經(jīng)過驗證的案例。

技術(shù)可復(fù)制性推動全球礦山智能化轉(zhuǎn)型

值得注意的是，這項技術(shù)的價值不于米納斯河單一礦區(qū)。英美資源集團明確表示，該監(jiān)測方法具有高度的可復(fù)制性，計劃推廣至公司旗下的其他礦山運營項目。立式磨機廣泛應(yīng)用于銅、金、鐵等多種金屬礦山的選礦環(huán)節(jié)，因此，這一通用型解決方案有望在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生深遠影響。對于全球礦業(yè)設(shè)備制造商而言，這也提出了新的技術(shù)挑戰(zhàn)：未來的磨機設(shè)計可能需要更多地考慮外部熱信號的傳導(dǎo)特性，以便更好地配合在線監(jiān)測系統(tǒng)的部署。

英美資源集團巴西區(qū)總裁Ana Sanches對此評價道，這項成就超越了單純的知識產(chǎn)權(quán)保護范疇，它進一步鞏固了英美資源集團在應(yīng)用創(chuàng)新領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。通過將安全性、運營效率和卓越管理相結(jié)合，該公司展示了傳統(tǒng)礦業(yè)如何通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。在勞動力成本上升和安全標準日益嚴格的背景下，能夠減少人工干預(yù)、提高設(shè)備透明度的技術(shù)將成為礦山企業(yè)的核心競爭力。

從行業(yè)宏觀視角來看，隨著全球礦產(chǎn)資源開采深度的增加和品位下降，選礦過程的能耗和效率控制變得愈發(fā)關(guān)鍵。立式磨機作為高能耗設(shè)備，其運行狀態(tài)的優(yōu)化直接關(guān)系到整個選礦廠的能源利用效率。英美資源集團的這項專利技術(shù)，通過延長襯板壽命和減少非計劃停機，間接降低了單位礦石處理的能耗和維護成本。這種以數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的模式，正在重塑礦山維護管理的范式，從依賴經(jīng)驗的“黑盒”操作轉(zhuǎn)向基于實時數(shù)據(jù)的“白盒”透明化管理。

對于中國礦業(yè)從業(yè)者而言，這一案例提供了重要的參考借鑒。在追求智能化礦山建設(shè)的過程中，除了引進先進的自動化裝備，更應(yīng)重視針對特定設(shè)備痛點的基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)。英美資源集團團隊利用熱成像這一相對成熟的技術(shù)，通過創(chuàng)新的算法和工程應(yīng)用，解決了長期困擾行業(yè)的具體問題，這種“微創(chuàng)新”往往能帶來巨大的實際效益。未來，隨著傳感器成本的下降和邊緣計算能力的提升，類似的非侵入式監(jiān)測技術(shù)有望在更多類型的礦山設(shè)備中得到普及，推動全球礦業(yè)向更安全、更高效、更綠色的方向邁進。