BR112019014552A2

BR112019014552A2 - Sistema automatizado de inventário e de entrega de material para minas subterrâneas e contêiner para entregar material consumível pedido em uma mina

Info

Publication number: BR112019014552A2
Application number: BR112019014552-4A
Authority: BR
Inventors: Boudreau Marc
Original assignee: Admmit Inc.
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2020-02-18
Also published as: CA3043941A1; US20210241219A1; US11023852B2; CL2019001834A1; MX2019008478A; PE20191060A1; US20200356942A1; AU2018209354A1; WO2018132904A1

Abstract

a invenção descreve um sistema automatizado de inventário e de entrega de material para minas subterrâneas usando um poço e içamento que transportam material da superfície para áreas de trabalho. o sistema inclui meios para processar automaticamente e sem papel os pedidos de suprimentos de uma pluralidade de localizações dentro da mina. o sistema se comunica com um cliente através de uma pluralidade de terminais localizados ao longo da mina e rastreia o material recebido, armazenado e distribuído usando meios eletrônicos de rastreamento de inventário. o carregamento e o descarregamento de material para dentro e fora da gaiola é automático e inclui meios de veículo guiado automaticamente para coletar o material pedido e entregar à gaiola. o sistema inclui meios pelos quais os suprimentos consumíveis são entregues de maneira autônoma a uma área de trabalho para garantir que material suficiente esteja disponível para alcançar as metas de produção. o minério pode ser transportado à superfície com o uso da gaiola e contêineres de minério, otimizando o uso do içamento e aumentando a produção da mina.

Description

SISTEMA AUTOMATIZADO DE INVENTÁRIO E DE ENTREGA DE MATERIAL PARA MINAS SUBTERRÂNEAS E CONTÊINER PARA ENTREGAR MATERIAL CONSUMÍVEL PEDIDO EM UMA MINA

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se à automação de cadeia de suprimentos (supply chain), sistemas de manipulação de material e, mais particularmente, se refere a um sistema automatizado de inventário e de entrega de material para minas subterrâneas que tem poços e içamentos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Uma das atividades mais complexas em operações da mina subterrânea onde um poço e içamento são usados é a manipulação de material e suprimento, ou seja, mover materiais consumíveis e trabalhadores da superfície do solo para áreas de trabalho da mina e mover minério das áreas de trabalho da mina para superfície de solo para processamento adicional.

[003] Devido aos enormes custos envolvidos em afundar um poço da mina, particularmente em minas com formações de rocha dura, a maioria das minas compreendem um único poço que pode ser afundado milhares de metros (pés) até o centro de um corpo de produção de minério. Dentro do poço há um dispositivo de elevação denominado de içamento. No entanto, uma pessoa versada na técnica entenderá que podem ser usados diferentes nomes para içamento. Por exemplo, quando um içamento é usado para mover o minério do subterrâneo para a superfície da mina, é chamado de contentor. Quando um içamento é usado para mover trabalhadores e materiais, é chamado de gaiola. Em algumas configurações de içamento, o contentor e a gaiola podem ser unidos em tandem ou empilhados um sob o outro.

[004] Com múltiplos níveis de trabalho em uma mina, a otimização do movimento e da carga da gaiola exige uma coordenação precisa entre

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2/22 trabalhadores móveis e os consumíveis na mina e minério bruto para fora.

[005] A eficiência da produção da mina, e consequentemente sua rentabilidade, é, portanto, pesadamente dependente da maximização da quantidade do minério trazido à superfície para processamento e refinamento adicional. Portanto, a gaiola muitas vezes representa um gargalo de produção nas operações de mineração.

[006] Tipicamente, o processo de gerenciar materiais consumíveis, inventário e entrega envolvem as seguintes etapas:

[007] Primeiramente, a quantidade de material consumível e inventário necessária para completar tarefas a curto e longo prazo é calculada e avaliada com base em dados atuais; e um plano é desenvolvido.

[008] Após desenvolver o plano, os materiais necessários são agendados no software de Planejamento de Gestão Empresarial (ou ERP), que obtém cotações dos fornecedores e providencia a entrega. O processo de planejar, obter, e entregar o material pode variar de dias até semanas.

[009] Uma vez que pedidos de fornecedor e/ou de compra são aceitos, os materiais exigidos são entregues ao local da mina. Em seguida, a maioria dos materiais é então enviada ao subterrâneo e outros itens tais como peças sobressalentes importantes são estocados e armazenados em um armazém grande na superfície onde ficarão estocados até que precisem ser usados.

[010] No armazém grande na superfície, os suprimentos são muitas vezes deixados em estantes por meses, ocupando valioso espaço e incorrendo em grandes custos de transporte. O inventário pode também ser perdido ou esquecido.

[011] Quando um material é exigido para distribuição, este é carregado em uma plataforma e um proponente da gaiola move a plataforma para a gaiola com uma empilhadeira, guincho ou rebocador. Muitas vezes, a entrega será atrasada

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3/22 devido a uma detonação ou à gaiola estar em uso.

[012] Uma vez que a gaiola está disponível, o proponente da gaiola coloca a plataforma do material na gaiola e esta é enviada ao subterrâneo.

[013] Uma vez no subterrâneo, a plataforma é deixada ao lado na área de estabelecimento destinada onde será buscada posteriormente para entregar o material ao seu destino.

[014] O destino final pode ser uma face de trabalho, uma garagem de manutenção subterrânea, ou a localização de um equipamento falho ou defeituoso dentro das dependências da mina.

[015] Pelo movimento do material ser gerenciado e rastreado manualmente, a entrega de material para a localização de trabalho destinada nem sempre é garantida.

[016] Além disso, devido ao fato de que o inventário de material é muitas vezes superestimado isso cria resíduos que são deixados na mina e descartados quando o trabalhador termina sua tarefa.

[017] A indústria de mineração é muitas vezes denominada de cíclica por natureza; portanto, reduzir custos de operações em mina é extremamente importante para garantir que uma mina possa permanecer rentável durante os altos e baixos do mercado de metal. Isso é particularmente verídico para minas extraindo minérios de graus marginais. Um sistema que possa otimizar o movimento da gaiola de modo a maximizar a produção de minério e entrega pelo contentor é desejado.

[018] Há um número de sistemas direcionados em manipulação de material que são conhecidos, no entanto, eles estão ou não direcionados para sistemas de mineração per se, ou têm desvantagens conforme descrito a seguir no presente documento.

[019] Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos No. 5,758,329 intitulada

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System for Managing Customer Orders and Method of Implementation de Wajcik et al. descreve um sistema de gerenciamento de inventário pelo qual os pedidos de consumidores são recebidos em tempo real e em seguida encaminhados para a autoridade apropriada para execução. Embora a presente invenção possa agilizar a administração de um sistema de pedido e de entrega, isso não trata do problema de otimizar a utilização da gaiola em um poço da mina e não é adaptável a uma mina.

[020] A Patente dos Estados Unidos No. 5,720,363 intitulada System and Method for Automatic Ordering and Direct Underground Distribution of Articles to Customers de Kipp descreve um sistema de compras pelo qual um cliente pode fazer um pedido de um artigo, ter o pedido processado automaticamente e em seguida ter o artigo entregue automaticamente por meio de uma rede subterrânea de túneis. A presente invenção funciona melhor durante a operação em duas dimensões. No entanto, não será adequada para uma operação de mineração tridimensional em que todas as entregas de artigos precisam ser feitas ao cliente através de uma gaiola única e em seguida transportado para grandes profundidades.

[021] A Patente dos Estados Unidos No. 4.492.504 intitulada Materiais Handling System de Hainsworth descreve um sistema que usa um veículo guiado não tripulado para receber material de uma área de armazenamento, transportar o mesmo a um destino selecionado e em seguida depositar o material em uma localização predeterminada. A presente invenção é adaptável para aplicações de fabricação e de armazém, no entanto, não será adequado para operações de mineração subterrânea uma vez que não tem a capacidade ou dimensões de armazenamento para lidar com grandes componentes que precisam ser transportados na mina. Também, a invenção não é adequada para operação externa sobre uma superfície áspera. Além disso, a invenção exigiría

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5/22 várias viagens da área de armazenamento de inventário e para a mesma, para carregar grandes quantidades de materiais dentro de uma gaiola. No resultado, caso a presente invenção fosse usada em um contexto de mineração, o tempo não produtivo da gaiola aumentaria.

[022] Há também um número de sistemas conhecidos direcionados a lógica de veículo, e despache de veículo.

[023] Por exemplo, o Pedido de Patente Chinês 105427078 (A) intitulado Underground coal mine aided transport logistics information management system de SHANDONG XINJULONG ENERGY CO LTD descreve um sistema que gerencia o transporte e entrega de materiais em uma mina de carvão através de banco(s) de dados de inventário(s) virtualizado(s). O(s) banco(s) de dados é(são) atualizado(s) por um processo complementar que exige a um gate de estágio disparar eventos que anexam os registros de banco de dados para refletir a localização e condição do material em questão. Por exemplo, para que o armazém virtualizado reflita que um item foi entregue ao seu usuário destinado, um código de barras afixado ao material precisa ser lido por um leitor de código de barras e supostamente com um operador humano. Enquanto o sistema possa fornecer um meio para o rastreamento de equipamento e materiais, este o faz necessitando-se do uso de leitores de código de barra pela equipe da mina. Para um sistema com rastreamento passivo de distribuição de material não controlado como esse, a fim de fornecer dados de estado de material atualizados, o mesmo precisará de intervenção humana, o que adicionará custos à operação da mina.

[024] O Pedido de Patente dos Estados Unidos No. 20140094999A1 intitulado Vehicle dispatching method and system de Autonomous Solutions, Inc. descreve um sistema para o despache de veículos de acordo com um agendamento otimizado. Embora a presente invenção possa facilitar o despache

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6/22 e o guiamento de ponto único de veículo, isso não é adequado para o ambiente de mineração porque não se responsabiliza pelas condições dinâmicas e mutáveis de uma mina. Por exemplo, a presente invenção não acomoda o desvio de outro tráfego local de veículos local ou o desvio de áreas inundadas da mina. Além disso, a invenção não integra gerenciamento de material ou sistemas de gerenciamento de material a fim de guiar veículos para a entrega de materiais.

[025] O Pedido dos Estados Unidos No. 2016342915A1 da Caterpillar Inc. descreve um sistema para o gerenciamento de veículos autônomos para distribuir com eficiência veículos para localizações de serviço com base na demanda. Esse sistema não se aplica diretamente à distribuição de material ou gerenciamento de material.

[026] Além disso, esse sistema não se integra com outros sistemas na mina, por exemplo, condução em mina, e, portanto, não sincroniza a distribuição de material com outros sistemas da mina.

[027] A Patente dos Estados Unidos No. 20150170109A1 descreve um sistema de gerenciamento de ciclo de vida de correia transportadora no qual o sistema se empenha para manter quantidades mínimas de correias para substituição. Esse sistema não se integra com os outros sistemas de uma mina e não destina a entrega a tempo de componentes para o usuário final.

[028] Há também sistemas de gerenciamento de inventário computadorizados conhecidos.

[029] Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos No. 6.341.271 da General Electric Company descreve um sistema de gerenciamento de inventário, que monitora automaticamente as quantidades de inventário, fornece informações em relação ao inventário, e decide se um pedido de substituição de inventário deve ser feito. Embora o sistema possa fornecer o meio para o rastreamento de inventário e projeção de demanda, o mesmo não integra o meio para entrega de

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7/22 materiais no subterrâneo.

[030] Fica claro que, embora vários sistemas tenham sido propostos para otimizar o pedido e entrega de artigos, os sistemas conhecidos têm várias desvantagens caso tenham sido adaptados para operações de mineração subterrânea em minas com o uso de um único sistema de elevação por poço e gaiola, dentre os quais:

a. a incapacidade de reduzir os custos de transporte de inventário;

b. a incapacidade de minimizar o inventário durante períodos quando a mina é fechada;

c. a incapacidade de reduzir custos de força de trabalho no carregamento e descarregamento de produtos consumíveis da mina na superfície e no subterrâneo;

d. a incapacidade de otimizar o uso da gaiola; e

e. a incapacidade de carregar uma gaiola de grande volume de maneira eficiente.

[031] Portanto, permanece a necessidade para um economicamente viável, agilizado, inventário de material automatizado e sistema de entrega para minas subterrâneas que têm poços e içamentos que eliminem a intervenção manual, e realizem entrega a tempo (just-in-time) de produtos consumíveis para seu destino desejado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [032] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um inventário de material automatizado e sistema de entrega para minas subterrâneas com meio de elevação por poço e içamento, dito sistema compreendendo:

a. meios para fazer pedidos por um material consumível incluindo meio para processar os ditos pedidos;

b. meios para receber o material consumível a partir de uma

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8/22 pluralidade de fornecedores;

c. meios para identificar eletronicamente o material recebido dos ditos fornecedores;

d. meios para descarregar automaticamente o material consumível fornecido pelos fornecedores e armazenar o material consumível em um armazém;

e. meios para rastreamento automático de inventário do material consumível;

f. meios para despachar pelo menos um transportador autônomo de carga útil (PAC) para o dito armazém para coletar o material consumível pedido e entregar o dito material consumível pedido a uma gaiola da mina;

g. meios para carregar e descarregar automaticamente a gaiola da mina, o dito meio inclui meio para controlar operação de gaiola da mina durante carregamento e meios de descarregamento e manipulação automática de material para receber o material consumível pedido e colocar o dito material consumível pedido na gaiola da mina;

h. meios para descarregar o dito material consumível pedido da gaiola da mina; e

i. meios para entregar de maneira autônoma o material consumível pedido a uma área de trabalho predeterminado da mina.

[033] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um contêiner para entregar material consumível pedido em uma mina, em que o material consumível pedido é colocado no dito contêiner para transporte durante entrega a uma área de trabalho predeterminada da mina, o dito contêiner é equipado com meio de identificação para rastrear o material consumível pedido através do processo de entrega.

[034] Outros recursos e vantagens da presente invenção ficarão evidentes

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9/22 a partir da descrição detalhada a seguir e nos desenhos anexos que ilustram, a título de exemplo, os princípios da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [035] A invenção será descrita agora com referência aos desenhos nos quais:

[036] A Figura 1 mostra o fluxograma da metodologia de entrega de material do estado da técnica.

[037] A Figura 2 mostra o fluxograma da metodologia de entrega de material em conformidade com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [038] A presente invenção é mais bem ilustrada em comparação à metodologia existente atual da entrega de material nas minas.

[039] A Figura 1 mostra o fluxograma da metodologia de estado da técnica de entrega de material em minas:

[040] Estágio (1): Uma solicitação oficial de equipamento, componentes ou produtos consumíveis é gerada pelo departamento de Planejamento, Manutenção ou Operações, incluindo planejamento de agendamento de produção, faturamento de materiais (BOM) e planejamento de manutenção. Um registro da solicitação é registrado em um software de banco de dados denominados, muitas vezes, de ERP (Sistema de Gestão Empresarial). O software ERP facilita os fluxos de trabalho iniciarem o aprovisionamento dos materiais e agendamento de trabalho no agendamento correspondente de manutenção ou de operações.

[041] Estágio (2): O departamento de aprovisionamento gera e emite um pedido de compra para o vendedor apropriado. O vendedor então prepara a remessa empacotando-se os materiais para remessa ao local do cliente por transporte em superfície (por exemplo caminhões em autoestradas públicas).

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Uma vez que os materiais chegam no local do cliente, estes são descarregados dos caminhões pela equipe da mina com o uso de equipamento móvel e são depositados em uma área de preparação de superfície. Caso esse material esteja em demanda imediata o mesmo pode ser colocado diretamente na fila para gaiola. As áreas de preparação de superfície variam de: armazéns, instalações de armazenamento a frio, áreas de estabelecimento e no interior do cavalete diretamente adjacente à gaiola. Um guia de empacotamento é incluído na remessa que é usado para reconciliar o banco de dados de inventário de superfície.

[042] Estágio (3): A maioria das minas subterrâneas dependem do transporte da mina, ou a gaiola, para transportar materiais para níveis subterrâneos da superfície. Equipamentos móveis, carros ferroviários e içamentos aéreos são usados para manipular materiais para dentro e fora da gaiola. Na maioria das operações de mineração, há uma única gaiola destinada a mover toda a equipe e os materiais para dentro e fora de níveis subterrâneos. Devido a essa limitação, a maioria das operações de mineração precisam planejar cautelosamente a utilização diária da gaiola a fim de gerenciar essa etapa de gargalo. Há condições presentes em uma mina subterrânea que afetam o agendamento da gaiola e podem até mesmo limitar o uso da gaiola. São exemplos dessas condições:

• A gaiola precisa ser tirada do serviço durante detonação;

• A gaiola não pode retornar à operação até que gases de detonação e contaminantes tenham tido tempo para saírem da mina;

• A gaiola precisa ser tirada de serviço durante inspeções exigidas da corda e do poço;

• Indisponibilidade da equipe ou do equipamento para carregamento e descarregamento de materiais na superfície e no subterrâneo; e

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11/22 • Materiais em tempos precisam ser empacotados novamente a fim de acomodar os meios variáveis pelos quais serão carregados para dentro ou para fora da gaiola e para acomodar a física exclusiva de cada metodologia.

[043] Estágio (4): Devido às condições da mina que evoluem de maneira rápida e dinâmica, planejamento contínuo, coordenação e equipe de tempo integral são exigidos para coordenar o fluxo do material. Prevendo o agendamento da gaiola, o coordenador de material de superfície move os materiais da preparação de superfície para uma fila para a gaiola em ordem cronológica para transporte para um nível subterrâneo. Caso haja uma detonação ou sequência de depurações de gás de detonação, uma entrega de material ao subterrâneo é atrasada.

[044] Estágio (5): Ou um proponente da gaiola ou um coordenador de material subterrâneo remove os materiais da gaiola e transporta os mesmos para o ponto de uso ou para uma área de preparação subterrânea tipicamente com a utilização de um equipamento móvel. As áreas de preparação subterrâneas variam de armazéns formalizados com estantes até áreas de estabelecimento localizadas ao longo da mina. As áreas de preparação subterrâneas são dinâmicas e podem ser implantadas espontaneamente com base na demanda com pouca ou nenhuma documentação. Isso faz com que os materiais em inventário subterrâneo sejam não rastreados ou gerenciados de maneira ineficaz. O estoque excessivo e suprimentos perdidos em trânsito importuna a maioria das operações de mineração subterrâneas. Além disso, alguns materiais estocados em excesso são muitas vezes cancelados devido ao custo de coordenar o transporte de retorno e remoção para a superfície. A documentação de inventário subterrâneo é tipicamente uma tarefa manual que depende do indivíduo realocar os materiais para lidar com as mudanças.

[045] Estágio (6): A facilitação do transporte de materiais da preparação

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12/22 subterrânea até o ponto de uso é tipicamente a responsabilidade do usuário final. Devido a muitos consumidores que retiram da preparação subterrânea com pouca ou nenhuma documentação, o inventário de preparação subterrânea pode ser gerenciado apenas por mínimas quantidades disponíveis e suporte consciente persistente.

[046] Em contraste, a presente invenção descreve um sistema para a entrega de materiais em uma mina da superfície, até o poço, e até a face de trabalho, com o uso de integração de vários sistemas de software da mina (por exemplo, software de planejamento da mina, software de planejamento de manutenção, sistemas de gestão empresarial (ERP), software de rastreamento, e outros).

[047] Diversos objetos e vantagens da presente invenção são:

a. reduzir os custos gerais de mineração, aumentar a produtividade da mina e utilização de face;

b. diminuir o inventário de produtos consumíveis durante fechamento da mina;

c. reduzir custos de trabalho de manipulação de material;

d. diminuir custos de energia e de manutenção de içamento e de gaiola;

e. reduzir resíduos de produtos consumíveis;

f. aprimorar a segurança do trabalhador;

g. facilitar entrega a tempo de materiais; e

h. auxiliar as minas a atingirem os alvos de produção.

[048] A presente invenção tem os seguintes componentes:

1. Integração de Plataformas de Software [049] Toda mina opera em um arranjo de plataformas de software para se manter funcionando. Esses objetivos podem incluir planejamento da mina,

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13/22 planejamento de manutenção, sistemas de gerenciamento e aprovisionamento de inventário. Tipicamente, esses sistemas de software são usados Índependentemente. A presente invenção integra vários sistemas de software da mina (por exemplo software de planejamento da mina, software de planejamento de manutenção, sistemas de gestão empresarial (ERP), software de rastreamento, e outros).

[050] De acordo com a presente invenção, sistemas da mina são integrados ininterruptamente permitindo coordenação aprimorada para pedido de material e melhor rastreio de níveis de inventário.

2. Infraestrutura Tecnológica de Suporte [051] Para obter melhor visibilidade na mina subterrânea e de rastrear precisamente a entrega e consumo de material, alguma infraestrutura tecnológica de suporte é necessária, incluindo um sistema de comunicação sem fio que abranja a mina e sistema de rastreamento de material.

3. Entrega de Material [052] Os componentes a seguir são parte do sistema de entrega de material: Veículos Controlados Remotamente ou Transportadores Autônomos de Carga Útil (ou PAC): PAC são veículos guiados automatizados que entregam de maneira autônoma o material por toda a mina. PAC podem ter tamanhos variáveis. Mini-PAC tem um tamanho menor e menos capacidade em comparação a PAC de tamanho completo.

[053] Contêineres com Etiqueta: Estes são contêiner nos quais o material é colocado no interior para transporte durante entrega. São equipados com tecnologia de marcação de modo que possam rastrear material ao longo do processo de entrega; e com tecnologia inteligente para possibilitar a funcionalidade de processamento de ponta em tempo real, computação integrada para permitir análise em tempo real, processamento de ponta e

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14/22 conectividade de rede. Esses contêineres com etiqueta também são denominados de contêiner inteligentes ou cubos inteligentes. Devido ao fato de que todo o material é armazenado em cubos inteligentes, os mesmos podem ser empilhados facilmente, otimizando a capacidade da gaiola.

[054] Centro de Distribuição Inteligente: em que cubos inteligentes são preenchidos com materiais após os quais os PAC podem transportar os mesmos até a gaiola para entrega. O Centro de Distribuição Inteligente substitui um armazém grande tradicional usado atualmente pela maioria das minas.

[055] A presente invenção utiliza entrega em tempo real e sistema de rastreamento, desta forma um armazém grande tradicional para estocar produtos não é mais necessário. Os produtos chegarão dos fornecedores conforme necessário.

[056] Em conformidade com a presente invenção, é fornecido um sistema automatizado de aprovisionamento, armazenamento, inventário e entrega de material para minas subterrâneas.

[057] A invenção compreende meios para obter e receber material consumível dos fornecedores em uma área destinada para recebimento ou centro de distribuição inteligente.

[058] A invenção compreende adicionalmente meios para determinar o material consumível exigido.

[059] O material recebido está primariamente em uma forma conteinerizada ou paletizada. O material é armazenado de maneira recuperável em um armazém automatizado.

[060] Os meios para receber material incluem meios para identificar eletronicamente o material entregue e rastrear eletronicamente a localização do material entregue em tempo real.

[061] Os meios de identificação podem ser uns meios de código de barras,

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15/22 ou um meio de etiqueta RFID.

[062] Um armazém automatizado pode estar localizado muito próximo da gaiola. Alternativamente, pode haver uma pluralidade de armazéns no local ou muito próximo da mina, cada um adaptado para armazenar produtos consumíveis específicos.

[063] O material armazenado pode ser armazenado a granel, encaixotado, conteinerizado ou paletizado dependendo da natureza do material.

[064] Uma vez que o material é recebido do fornecedor, o sistema de software integrado é usado para determinar o método ideal de conteinerização e armazenamento.

[065] A fim de mover o material para dentro e fora do armazém, a presente invenção usa uma pluralidade de veículos controlados remotamente ou transportadores autônomos de carga útil (PAC).

[066] A invenção compreende adicionalmente meio automatizado e sem papel para receber e processar pedidos de consumidores incluindo meio para priorizar os pedidos e meio para controle e reposição automáticos de inventário. Incluído no meio para controle de inventário está meio automático para compatibilizar o inventário com alvos de produção da mina de modo que material suficiente esteja disponível para consumo para atingir os alvos de produção da mina.

[067] Adicionalmente, a invenção compreende meios para otimizar chegada de gaiola e agendamentos de partida em que os ditos agendamentos são uma função de prioridade de entrega de material. A invenção também garante o empilhamento otimizado dos contêineres inteligentes (ou cubos inteligentes) para maximizar a capacidade da gaiola.

[068] A invenção inclui meios para carregar e descarregar a gaiola com eficiência em um período mínimo de tempo.

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16/22 [069] Uma área destinada para preparação ou de recebimento/enfileiramento é fornecido próximo à área da gaiola.

[070] Além disso, a invenção faz interface com meio de controle de gaiola para garantir que a gaiola permaneça controlada durante a operação de carregamento. Os parâmetros controlados incluem as portas, meio de nivelamento de gaiola e meio de travamento de gaiola. O meio para carregar e descarregar a gaiola incluem PAC projetados especificamente para mover com eficiência o material, armazenados nos cubos inteligentes, para dentro e fora da gaiola.

[071] A fim de permitir a distribuição eficiente do material dentro da mina, a invenção compreende meios para entregar material ao consumidor nas áreas de trabalho da mina e confirmar a entrega. As áreas de preparação de material podem ser localizadas em cada nível de trabalho da mina. Quando o material pedido é entregue a um nível de trabalho da mina, o mesmo pode ser colocado em uma área de preparação para distribuição subsequente para as áreas de trabalho da mina ou será trazido imediatamente para a área de trabalho.

[072] A invenção utiliza software e pode se tornar acessível aos clientes em qualquer lugar na mina com o uso de uma rede de comunicação.

[073] Os pedidos para materiais consumíveis são colocados em uma dentre uma pluralidade de estações ou terminais de acesso de sistema localizados ao longo da mina. Uma pessoa versada na técnica entenderá que um terminal pode abranger dispositivos do tipo desktop, laptop, tablet, telefone móvel e outros dispositivos semelhantes.

[074] Os pedidos são inseridos, processados e despachados por uma unidade de processamento central.

[075] Com o uso de um sistema de software, os PAC localizam e coletam o material exigido dos armazéns e entregam o material à área de preparação de

Petição 870190066450, de 15/07/2019, pág. 178/185 carregamento de gaiola.

[076] O material coletado é conteinerizado, em um cubo inteligente, ou paletizado de modo que o PAC possa carregar rapidamente a gaiola.

[077] O software apresenta uma facilidade de operar a interface gráfica de usuário par ao pedido, rastreamento e gerenciamento do material consumível. O meio de controle de comando e comunicações é incluído de modo que o movimento do PAC e do material também possa ser controlado, rastreado e monitorado a qualquer momento.

[078] A invenção faz interface com controles e lógica da gaiola de modo que o nivelamento da gaiola e controles de porta possam ser operados pela lógica de sistema durante sequências de carregamento e descarregamento de gaiola de modo que o PAC possa entrar e sair da gaiola.

[079] Uma vez que a presente invenção opera em um ambiente da mina, a segurança do trabalho será um atributo primordial. Inúmeros recursos de segurança estão incluídos para proteger trabalhadores. Por exemplo, a invenção pode ser usada para identificar e rastrear trabalhadores ao longo da mina. Além disso, a natureza automatizada da invenção significa que os trabalhadores, veículos em movimento e cargas suspensas não tem uma oportunidade de interagir.

[080] De acordo com a presente invenção, a varredura em tempo real de condições ambientais subterrâneas, até mesmo na face de trabalho, e retransmissões das informações à sala de controle central ou sistema de controle de ventilação também estão disponíveis. Por exemplo, conforme o PAC realiza entregas ao longo da mina, este pode realizar uma varredura na mina para atualizar os dados da estruturação da mina e dos desenvolvimentos com os quais o sistema de planejamento da mina pode ser então realimentado.

[081] De acordo com a presente invenção, PAC e/ou mini-PAC podem

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18/22 estender a rede sem fio e fornecer Wi-Fi aos trabalhadores na face de trabalho desse modo permitindo que permaneçam conectados o tempo inteiro.

[082] De acordo com a presente invenção, conforme um PAC continua a entregar produtos, o mesmo pode percorrer em um veículo elétrico que pode ser um reforço. O PAC pode fornecer ao veículo elétrico uma carga que fornecerá energia o suficiente para chegar a uma estação de carregamento.

[083] A fim de eliminar resíduos da mina, PAC também pode coletar material de sobra em cubos inteligentes e retornar os mesmos ao Centro de Distribuição Inteligente, ou a uma seção diferente da mina conforme necessário. Qualquer material não usado é carregado no ERP, que também rastreia material que chega de fornecedores e material enviado à mina. Isso ajuda a manter a mina acima do gerenciamento de material.

[084] A Figura 2 mostra o fluxograma da metodologia de entrega de material em minas em conformidade com a presente invenção:

[085] Estágio (1): Uma solicitação oficial para equipamento, os componentes ou produtos consumíveis são gerados por qualquer stakeholder com o certificado de segurança apropriado e acesso à rede por meio de um computador ou dispositivo móvel. Uma gravação da solicitação é registrada em um software de banco de dados tal como um ERP (Sistema de Gestão Empresarial). O software ERP facilita os fluxos de trabalho a iniciar o aprovisionamento dos materiais e agendamento de trabalho no agendamento correspondente de manutenção ou de operações. A invenção fornece um enlace de comunicação ou interface entre o software de Planejamento, Manutenção ou Operações com o software de ERP.

[086] Estágio (2): O departamento de aprovisionamento gera e emite um pedido de compra para o fornecedor apropriado. O vendedor então prepara a remessa empacotando-se os materiais para remessa ao local do cliente por

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19/22 transporte em superfície (por exemplo caminhões em autoestradas públicas). Nesse estágio, os fornecedores podem optar por pré-empacotar materiais em cubos inteligentes. 0 sistema inteligente incorporado nos cubos inteligentes permite que os cubos inteligentes atuem como um sistema de gerenciamento de inventário móvel. Uma vez que os materiais surgem no local do cliente, estes serão descarregados dos caminhões pela equipe da mina e descarregados em cubos inteligentes; caso já não tenham sido descarregados. Durante esse processo, o número de série dos materiais e dos cubos inteligentes correspondentes será registrado no sistema.

[087] Caso o material tenha uma demanda imediata, o mesmo pode ser transportado de maneira autônoma pelo PAC e colocado diretamente na fila para gaiola. De outro modo, os cubos inteligentes carregados e registrados podem ser realocados para a preparação de superfície ou pela equipe com o uso do equipamento móvel ou de maneira autônoma por PAC. Os cubos inteligentes são estivados em PAC quando prontos para transporte. O PAC é equipado com sensores integrados e instrumentação permitindo que colete dados em tempo real durante o percurso. Este retransmite continuamente informações ao ERP e ao sistema geral.

[088] As áreas de preparação de superfície variam de: armazéns, instalações de armazenamento a frio, áreas de estabelecimento e no interior do cavalete diretamente adjacente à gaiola. Os PAC serão equipados para autodispor estrategicamente, de maneira autônoma, em padrões de retenção configurados eficientemente em formações empilhadas. Isso elimina a necessidade de estantes ou de equipe com empilhadeiras. Os inventários de superfície serão gerenciados pelo banco de dados da rede de controle de sistema de materiais registrados. Esses dados de inventário podem ser acessados por stakeholder com acesso à rede por meio de um computador ou dispositivo

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20/22 móvel. As informações de ponto de utilização para esses materiais serão inseridas para o material correspondente a fim de predeterminar a data, hora e localização de uso previstas. Essas informações podem ser atualizadas a qualquer momento a fim de mudar de maneira dinâmica e automática a estratégia de disposição autônoma dos cubos inteligentes.

[089] Estágio (3): Com as informações de data, hora e localização no sistema, PAC serão preparados de maneira autônoma em um padrão de retenção cronológico prontos para carregarem a si mesmos na gaiola. Quando a gaiola não estiver em uso pela equipe da mina, será comutada para o modo autônomo. No modo autônomo, o sistema assumirá o comando da gaiola para disposição estratégica autônoma do material. Essa função desenvolverá automaticamente uma estratégia de disposição e executará entregas em gaiola dos PAC com os cubos inteligentes estivados nos mesmos até os níveis da mina correspondentes. Os retroajustes de gaiola serão implantados para acomodar materiais grandes ou incompatíveis não adequados para transporte estivado de PAC na gaiola. Caso os PAC não sejam implementados, os coordenadores de material de superfície podem ser alimentados de maneira autônoma e dinâmica com uma instrução de trabalho para modificar a fila da gaiola.

[090] Durante detonação ou outros eventos restritos da gaiola, a gaiola simplesmente será comutada para modo manual e todas as funções autônomas da gaiola serão interrompidas. Imediatamente após o evento de detonação, os PAC e os cubos inteligentes podem continuar com a entrega; até mesmo durante sequências de depuração de gás de detonação.

[091] Estágio (4): Uma vez que a gaiola atinge o nível estratégico, o PAC se descarregará da gaiola e navegará de maneira autônoma o ambiente da mina até a localização de ponto de utilização. Caso os PAC não sejam implantados, os coordenadores de material subterrâneo podem ser alimentados de maneira

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21/22 autônoma e dinâmica com uma instrução de trabalho para modificar as instruções de estratégia de disposição. O PAC disporá então estrategicamente os cubos inteligentes na localização de ponto de utilização pronta para acesso imediato pelo usuário final. O PAC agora é livre ou para retornar à gaiola para transporte até a superfície ou para se engajar em outro objetivo. Caso os PAC não sejam implementados, os cubos inteligentes detectarão a relocalização para o local dos usuários finais e atualizarão automaticamente os dados de inventário subterrâneo na rede de controle.

[092] Há muitos recursos com os quais um PAC pode ser equipado:

À medida que o PAC realiza entregas por toda a mina, este está varrendo a mina para atualizar os dados da sua estruturação e desenvolvimento da mina. Além disso o PAC vem equipado sensores ambientes que fornecerão informações em tempo real sobre qualidade do ar; até mesmo na face de trabalho. Esses dados serão usados com um sistema de controle de ventilação para garantir ventilação apropriada.

[093] O PAC também pode ser equipado com sensores de prevenção de colisão. As minas são equipadas com diferentes veículos e o tráfego pode ser tornar um problema. Os sensores de prevenção de colisão significam que o PAC pode sair do caminho de tráfego em sentido contrário.

[094] A fim de eliminar resíduos da mina, o PAC também pode coletar material de sobra em cubos inteligentes e retornar os mesmos ao Centro de Distribuição Inteligente ou a uma seção diferente da mina conforme necessário. Qualquer material não usado é registrado no ERP, que rastreia o material que chega de fornecedores e material enviado à mina. Isso ajuda a manter a mina no topo do gerenciamento de material.

[095] A presente invenção aumenta a produtividade geral e segurança da mina, entrega material durante horas de folga e reduz resíduos.

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22/22 [096] A presente invenção integra o uso de tecnologia de identificação de proximidade o que não exige a execução da equipe e, portanto, pode fornecer dados de estado de material por minuto sem intervenção humana.

[097] A presente invenção também otimiza o despache e utilização do equipamento de transporte e condução em mina a fim de facilitar o transporte de material em vez do rastreamento passivo da distribuição de material não controlada.

[098] A presente invenção integra um sistema de gerenciamento de material a um sistema de despacho por veículo a fim de guiar veículos autônomos para entrega a tempo de materiais a localizações estratégicas por toda a mina, enquanto evita demais tráfegos de veículos e perigos da mina.

[099] A presente invenção aborda o gerenciamento de material e entrega física de materiais ao local para manutenção a tempo sincronizado com o agendamento de manutenção da mina.

[0100] A presente invenção não apenas rastreia inventário e entrega de material em tempo real, mas fornece o meio para entrega autônoma de materiais para o usuário final.

[0101] Embora a presente invenção tenha sido descrita em consideráveis detalhes com referência a determinadas modalidades da mesma, outras modalidades e modificações são possíveis. Portanto, o escopo das reivindicações anexas não deve ser limitado pelas modalidades apresentadas nos exemplos, mas deve ser interpretado de maneira vasta e consistente com a descrição como um todo.

Claims

1. Sistema automatizado de inventário e de entrega de material para minas subterrâneas com meios de elevação por poço e içamento, o dito sistema caracterizado pelo fato de que compreende:

a. meios para fazer pedidos por um material consumível incluindo meios para processar os ditos pedidos;

b. meios para receber o material consumível a partir de uma pluralidade de fornecedores;

e. meios para rastreamento automático de inventário do material consumível;

f. meios para despachar pelo menos um transportador autônomo de carga útil (PACs) para o dito armazém a fim de coletar o material consumível pedido e entregar o dito material consumível pedido a uma gaiola da mina;

g. meios para carregar e descarregar automaticamente a gaiola da mina, os ditos meios incluem meios para controlar operação de gaiola da mina durante carregamento e descarregamento e meios de manipulação automática de material para receber o material consumível pedido e colocar o dito material consumível pedido na gaiola da mina;

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2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para usar a gaiola da mina para transportar minério conteinerizado para a superfície da mina.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios para despachar pelo menos um PAC para o dito armazém para coletar o material consumível pedido e de entregar o dito material consumível pedido a uma gaiola da mina é pelo uso de um contêiner no qual o material consumível pedido é colocado em seu interior para transporte durante entrega, o dito contêiner é equipado com meios de identificação para rastrear o material consumível pedido durante o processo de entrega.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios automatizado e sem papel para receber e processar pedidos de clientes incluindo meios para priorizar os pedidos e meios para controle e reposição automáticos de inventário.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para otimizar a chegada de gaiola e agendamentos de partida, em que os ditos agendamentos são uma função de prioridade de entrega de material.

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para otimizar lógica de gaiola.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de controle de comando e comunicações para rastrear o movimento de PACs e material consumível pedido.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para

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3/3 varredura em tempo real de estruturação e desenvolvimentos da mina subterrânea e retransmissão das informações obtidas ao controle central do sistema e do sistema de planejamento da mina.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o PAC é equipado com sensores integrados e instrumentação para coletar dados em tempo real durante o percurso.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o PAC é equipado com sensor de prevenção de colisão.

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para determinar o material consumível.

12. Contêiner para entregar material consumível pedido em uma mina, caracterizado pelo fato de que o material consumível pedido é colocado no interior do dito contêiner para transporte durante entrega a uma área de trabalho predeterminada da mina, o dito contêiner é equipado com meios de identificação para rastrear o material consumível pedido durante o processo de entrega.

13. Contêiner, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dito contêiner é equipado com meios para possibilitar a funcionalidade de processamento em tempo real para gerenciamento de inventário móvel.

14. Contêiner, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o dito contêiner tem conectividade WIFI.