حلول مراقبة استهلاك الوقود في المناجم: تتبع كل لتر من الديزل حتى آخر قطرة

الزيوت المستخدمة في معدات المناجم تختلف عن تلك المستخدمة في أساطيل المركبات العادية.

غالبًا ما تبلغ تكلفة الديزل لشاحنة تعدين أو جرافة ثقيلة أو حفارة كبيرة عدة عشرات الآلاف من اليوانات شهريًّا، ومع تزايد عدد المعدات، سرعان ما تصبح تكلفة الوقود أصعب بند من بنود التكاليف في منطقة التعدين. ونظرًا لتنقل المركبات بين مناطق التعدين المختلفة، وتشتت محطات التزود بالوقود، وبُعد مسافات النقل، فإن الاعتماد على التسجيل اليدوي وحده يؤدي إلى اكتشاف العديد من المشكلات عند مطابقة الحسابات في نهاية الشهر: عدم وضوح كمية الوقود التي تم تعبئتها، وعدم القدرة على تفسير سبب ارتفاع استهلاك الوقود في بعض المركبات، وعدم القدرة على تحديد سبب انخفاض مستوى الوقود أثناء توقف المعدات عن العمل.

حل FOFN لمراقبة مستويات الوقود في المناجم يربط بين «كمية الوقود التي تم تعبئتها، وكمية الوقود المستهلكة، ومكان الاستهلاك، وما إذا كان هناك فقدان غير طبيعي» من خلال مستشعرات مستوى الوقود، وأجهزة تحديد المواقع عبر نظام GPS، والسياج الإلكتروني، ومنصة الإدارة. لم يعد المديرون بحاجة إلى التوجه يوميًا إلى منطقة المنجم لقراءة عدادات الوقود، حيث يمكنهم الآن الاطلاع على منحنى مستويات الوقود وسجلات التزود بالوقود واستهلاك الوقود وساعات العمل والموقع لكل جهاز من خلال المنصة.

حالات الاستخدام

يناسب هذا الحل سيناريوهات تشغيل المناجم والمعدات الثقيلة التالية:

• مناجم الفحم المكشوفة
• استخراج المعادن
• مناجم الأحجار، ومصانع الرمل والحصى
• أعمال استخراج الأحجار وتجريف التربة
• شاحنات قلابة للتعدين، شاحنات عريضة، لوادر، حفارات، جرافات، مدكات
• شاحنات تزويد الوقود في مناطق التعدين، وخزانات الوقود الثابتة، ونقاط التزويد المؤقتة

في حالة دخول الجهاز إلى أعماق المناجم أو مناطق التعدين المستنفدة أو أي مناطق أخرى تتطلب حماية ضد الانفجار، يجب التأكد قبل بدء المشروع من درجة الحماية ضد الانفجار المطلوبة في الموقع، ومعايير التركيب، ووثائق الاعتماد. لا يمكن استبدال مستشعرات مستوى الوقود العادية مباشرةً بالمنتجات المقاومة للانفجار، ويجب اختيار الطراز المناسب وفقًا لمتطلبات السلامة في منطقة التعدين.

ما هي الصعوبات الرئيسية في إدارة الوقود في المناجم؟

1. استهلاك الوقود مرتفع في الجهاز الفردي، ويكون أي خلل واضحًا للغاية

تعمل معدات التعدين لفترات طويلة تحت أحمال عالية، مما يؤدي إلى استهلاك كبير للديزل. وقد لا تكون المشكلة بالضرورة «سرقة الوقود»، بل قد تكون بسبب طول مدة التشغيل دون حمل، أو اختلاف عادات تشغيل السائقين، أو تغيير مسارات النقل، أو تدهور حالة صيانة المعدات.

في حالة عدم توفر بيانات متسلسلة عن كمية الوقود، لا يسع المسؤولين سوى الاطلاع على كشوف التزود بالوقود ومعدل الاستهلاك الإجمالي في نهاية الشهر، مما يجعل من الصعب تحديد أي جهاز يعاني فعليًّا من انخفاض الإنتاج وارتفاع الاستهلاك.

2. توزع محطات التزود بالوقود في أماكن متفرقة، مما يجعل مطابقة السجلات أمراً صعباً

قد توجد في مناطق التعدين خزانات وقود ثابتة أو شاحنات تزويد وقود متنقلة، وقد يتم أيضًا تعبئة الوقود مؤقتًا في مواقع العمل المختلفة. وعندما لا تتطابق أوقات التزود بالوقود ومواقعه وكمياته مع التغيرات الفعلية في خزانات الوقود بالمعدات، يصعب غالبًا تتبع ذلك من خلال السجلات اليدوية.

3. لا توجد الأجهزة في مكان واحد، مما يؤدي إلى ارتفاع تكلفة الجرد اليدوي

تتميز مناجم التعدين المكشوفة بمساحتها الشاسعة، حيث تنتشر المعدات في مناطق الاستخراج ومواقع التخلص من النفايات وطرق النقل ومناطق الصيانة. ويعتمد قراءة العدادات يوميًا على العمال، وهو أمر بطيء ويؤدي بسهولة إلى حدوث أخطاء في التسجيل. ويصعب التحقق من التغيرات في مستويات الوقود بشكل خاص خلال نوبات العمل الليلية وأوقات تغيير النوبات.

4. في ظروف التشغيل عالية الحمل، لا فائدة من النظر إلى إجمالي استهلاك الوقود وحده

فحتى مع وجود 100 لتر من الديزل، فإن النتائج تختلف تمامًا اعتمادًا على كمية المعادن التي نقلتها السيارة بالطن، وعدد ساعات العمل، وما إذا كانت قد عملت لفترة طويلة في وضع التباطؤ. ما تحتاجه المناجم بشكل أكبر هو «العلاقة بين استهلاك الوقود والإنتاج وساعات العمل»، وليس مجرد معرفة كمية الوقود المتبقية في الخزان.

كيف تتكون الخطة؟

يتألف نظام مراقبة مستويات الوقود الأساسي في المناجم عادةً من الأجزاء التالية:

مستشعر مستوى الوقود

يتم تركيبها داخل خزان الوقود أو عليه، وتستخدم لجمع البيانات بشكل مستمر حول التغيرات في مستوى سائل الوقود. وبعد معايرة الخزان، يمكن تحويل بيانات مستوى السائل إلى بيانات كمية الوقود التي تكون أكثر وضوحًا.

ويمكن أن يساعد في التعرف على:

• استهلاك الوقود المستمر أثناء التشغيل العادي
• يرتفع مستوى الوقود بسرعة عند التزود بالوقود
• انخفاض غير عادي في مستوى الوقود خارج أوقات التشغيل
• حالات التشغيل لفترات طويلة دون تحرك أو استهلاك الوقود المرتفع
• الأجهزة التي يعاني خزان الوقود فيها من انخفاض مستمر في مستوى السائل

جهاز تحديد المواقع عبر نظام GPS

تقوم أجهزة GPS بإضافة الوقت والموقع وحالة القيادة وحالة تشغيل المحرك إلى كل بيانات كمية الوقود. وبذلك، عندما يلاحظ المسؤولون وجود انحراف في كمية الوقود، فإنهم لا يكتفون بمعرفة أن «الوقود قد انخفض» فحسب، بل يمكنهم أيضًا معرفة موقع الجهاز في ذلك الوقت، وما إذا كان قيد التشغيل، وما إذا كان قد غادر المنطقة المحددة.

السياج الإلكتروني لمنطقة التعدين

يمكن تحديد حدود إلكترونية على المنصة لمناطق الاستخراج، ومناطق التحميل، ومناطق التفريغ، ومناطق الصيانة، ومحطات التزود بالوقود، ومناطق وقوف المركبات، وغيرها.

على سبيل المثال:

• عندما تخرج المعدات من منطقة المنجم أو تدخل منطقة غير مخصصة للعمل، يمكن أن يتم تشغيل تنبيه تجاوز الحدود؛
• يمكن مطابقة سجلات التزود بالوقود التي تتم في محطات التزود بالوقود الثابتة مع سجلات التزود بالوقود؛
• إذا كان الجهاز متوقفًا في منطقة وقوف السيارات وظهر عليه انخفاض واضح في مستوى الوقود، فيمكن إعطاء الأولوية لفحصه؛
• يمكن إجراء إحصاءات منفصلة لساعات العمل واستهلاك الوقود وكفاءة التشغيل في كل منطقة استخراج على حدة.

منصة الإدارة والتقارير

تجمع المنصة بين موقع الجهاز، ومنحنى مستوى الوقود، وسجلات التزود بالوقود، وساعات العمل، وأحداث تحديد المنطقة المحظورة لعرضها معًا. يمكن للمسؤولين تصدير التقارير حسب الجهاز، أو الفريق، أو التاريخ، أو منطقة العمل، مما يسهل إجراء الحسابات الشهرية.

كيفية عمل نظام مراقبة مستويات الوقود في المناجم عمليًا

بعد الانتهاء من تركيب الجهاز وإجراء معايرة خزان الوقود، سيتم تحميل بيانات كمية الوقود بشكل مستمر إلى المنصة.

أثناء التشغيل العادي، تنخفض منحنى مستوى الوقود بشكل تدريجي؛ وعند تزويد الجهاز بالوقود، يرتفع المنحنى بشكل ملحوظ خلال فترة زمنية قصيرة؛ وفي حالة حدوث انخفاض سريع غير معقول أثناء التوقف أو إيقاف المحرك أو في أوقات عدم التشغيل، يمكن للمنصة تمييز مثل هذه الأحداث لتتم مراجعتها من قبل المسؤولين.

عادةً ما يجب أن يتضمن سجل الوقود الصحيح المعلومات التالية:

• رقم الجهاز
• تاريخ الحدث
• الموقع في ذلك الوقت
• البيانات قبل وبعد تغير مستوى الوقود
• هل الجهاز في حالة تشغيل المحرك، أم أثناء القيادة، أم متوقف؟
• هل وقع الحادث في محطة وقود، أو منطقة وقوف، أو خارج منطقة التعدين؟
• الفريق المعني، السائق، أو منطقة العمل
• هل يلزم إعادة المراجعة؟

وبهذه الطريقة، تتحول إدارة الوقود من «الاطلاع على جدول إجمالي في نهاية الشهر» إلى «القدرة على متابعة العملية يوميًا».

الميزة الرئيسية الأولى: قياس استهلاك الوقود بناءً على ساعات العمل، وليس بناءً على مستوى الوقود في الخزان فقط

لا يمكن تقييم كفاءة إنتاج معدات المناجم فقط من خلال كمية الوقود التي يتم إضافتها يوميًا.

من خلال بيانات ساعات تشغيل الجهاز وحالة التشغيل واستهلاك الوقود، يمكن إجراء تحليلات أقرب إلى الواقع:

• ما متوسط استهلاك الوقود لكل ساعة عمل؟؛
• هل توجد فروق كبيرة في استهلاك الوقود بين الأجهزة المماثلة؟
• هل يعمل جهاز ما دون حمل لفترة طويلة؛
• هل تعاني إحدى الفرق من انخفاض الإنتاج وارتفاع الاستهلاك؟؛
• هل طرأت أي تحسنات على استهلاك الوقود قبل وبعد صيانة المعدات؟؛
• هل يتناسب استهلاك الوقود بشكل أساسي مع حجم النقل وحجم العمليات؟

بالنسبة للمناجم التي تتوفر لديها بيانات الإنتاج، يمكن أيضًا إجراء تحليل «استهلاك الوقود لكل طن من الخام». وببساطة، يعني ذلك مقارنة كمية الديزل التي تستهلكها المعدات مع حجم الإنتاج الفعلي. إن استمرار ارتفاع استهلاك الوقود لكل طن من الخام لا يعني بالضرورة وجود خلل في المعدات، ولكنه يستدعي بالتأكيد إجراء مراجعة إضافية لتنظيم العمليات وحالة المعدات وعادات التشغيل.

الميزة الرئيسية الثانية: المقارنة الثلاثية بين محطة التزود بالوقود وكمية الوقود وخزان الوقود في الجهاز

أكبر مشكلة في إدارة التزود بالوقود في المناجم هي عدم تطابق البيانات بين الطرفين.

يمكن للنظام تعيين خزانات الوقود الثابتة أو نقاط توقف شاحنات التزويد المتنقلة أو مناطق التزويد المؤقتة كـ«سياج إلكتروني». وعندما تدخل المعدات منطقة التزويد ويحدث ارتفاع ملحوظ في كمية الوقود، يمكن للمنصة تكوين سجل تزويد وقود كامل نسبيًا.

يمكن للمسؤولين تجميع المحتويات التالية لمراجعتها:

• كمية الوقود المذكورة في إيصال التزود بالوقود
• وقت التزود بالوقود
• مواقع التزود بالوقود
• الكمية الفعلية للوقود المضاف إلى خزان الجهاز
• موقع الجهاز وحالته قبل التزود بالوقود وبعده

تؤثر أشكال خزانات الوقود وزوايا ميل المركبات وتقلبات مستوى الوقود على البيانات، لذا يلزم إجراء عملية المعايرة بعد التركيب في الموقع. فكلما كانت عملية المعايرة دقيقة، زادت موثوقية عمليات التحقق من التزود بالوقود وتحديد الحالات الشاذة لاحقًا.

الميزة الثالثة: السياج الإلكتروني لمنطقة التعدين والتنبيهات عند تجاوز الحدود

لا ينبغي عادةً أن تغادر معدات المناجم منطقة العمل المحددة دون داعٍ.

من خلال السياج الإلكتروني، يمكن للمسؤولين ضبط:

• السياج المحيط بمنطقة التعدين
• تحديد حدود منطقة الاستخراج
• حاجز محطة التزود بالوقود
• سياج منطقة الصيانة
• سياج منطقة وقوف السيارات
• مناطق محظورة الدخول

عندما تتجاوز الأجهزة الحدود المحددة، أو تبقى لفترة طويلة في مناطق غير مخصصة للعمل، أو يحدث انخفاض غير عادي في مستوى الوقود في منطقة التوقف، يمكن للمسؤولين تحديد الأجهزة التي تحتاج إلى فحص بشكل أسرع.

لا يُستخدم «السياج الإلكتروني» في حد ذاته لـ«مراقبة السائق»، بل لتوفير سياق ميداني لمعلومات استهلاك الوقود والتغيرات في مستوياته. فعندما نعرف الموقع الذي كان فيه الجهاز في ذلك الوقت، يصبح من السهل تقييم العديد من المشكلات.

الميزة الرابعة: تحليل الأحمال العالية وفترات التباطؤ الطويلة

تتطلب معدات التعدين العمل تحت أحمال عالية، لكن الأحمال العالية لا تعني بالضرورة كفاءة عالية.

يمكن لنظام مراقبة مستوى الوقود، من خلال دمج حالة الإشعال ومدة التشغيل والتغيرات في مستوى الوقود، المساعدة في اكتشاف:

• المحرك يعمل لفترة طويلة دون أن تقوم المعدات بأي عمل فعلي؛
• عندما تعمل المعدات باستمرار مع ارتفاع استهلاك الوقود، هل يلزم فحص حالة الصيانة؟؛
• توجد فروق كبيرة في استهلاك الوقود بين الأجهزة من نفس الطراز عند القيام بمهام متشابهة؛
• هل هناك أي انحرافات في استهلاك الوقود أثناء نوبات العمل الليلية، أو عند تغيير النوبات، أو قبل وبعد الصيانة؟
• بعد تعديل مسار النقل، هل زاد استهلاك الوقود لكل ساعة عمل؟

لا يمكن لهذه البيانات أن تحل محل الإدارة الميدانية، ولكنها تتيح إدارة ميدانية أكثر استنادًا إلى الأدلة.

قيمة الحل

جعل «استهلاك الوقود لكل طن من المعادن» قابلاً للرجوع إليه من خلال البيانات

إن النظر إلى استهلاك الوقود وساعات العمل ومستوى الإنتاج ككل، يمكن أن يساعد المناجم على تحديد المعدات أو الفرق ذات الإنتاج المنخفض والاستهلاك المرتفع. وبذلك، لن تعتمد عمليات التخطيط أو الصيانة أو تقييم الأداء في المستقبل على التقدير القائم على الخبرة وحدها.

الحد من فقدان الوقود والاستهلاك غير الفعال

يتم تسجيل عمليات التزود بالوقود واستهلاكه والتوقف وانخفاض مستويات الوقود بشكل غير عادي. وبالنسبة للحوادث التي تنطوي على انحرافات واضحة، يمكن للمسؤولين التحقق منها في الوقت المناسب، بدلاً من الانتظار حتى نهاية الشهر لاكتشاف عدم تطابق حسابات الوقود.

تقليل الحاجة إلى القراءة اليدوية للعدادات والتنقل الميداني

تتيح المنصة إمكانية الاطلاع بشكل موحد على مستويات الوقود ومواقع وحالة تشغيل العديد من الأجهزة. وبالنسبة للمشاريع التي تتوزع فيها الأجهزة على مساحات واسعة من مناطق التعدين، فإن ذلك يقلل بشكل ملحوظ من أعمال الجرد اليدوي.

تحسين ترتيبات شاحنات التزويد بالوقود وتوزيع الوقود

بعد معرفة مستويات الوقود في كل جهاز، يمكن ترتيب عمليات إعادة التزويد بالوقود حسب الأولوية، لتجنب تكرار رحلات شاحنات التزويد بالوقود وتوقف الأجهزة مؤقتًا عن العمل. وبالنسبة لمناطق التعدين النائية، يمكن أن يؤدي الترتيب المعقول لمسارات إعادة التزويد بالوقود إلى تقليل هدر الوقود أثناء النقل.

توفير أساس طويل الأمد لإدارة المعدات

يمكن استخدام البيانات المتراكمة بشكل مستمر لتقييم التغيرات في استهلاك الوقود للأجهزة، وفعالية الصيانة، وكفاءة التشغيل، والاختلافات بين فرق العمل. فهي ليست مجرد أداة لمنع سرقة الوقود، بل هي قاعدة بيانات لإدارة العمليات اليومية.

طرق النشر الموصى بها

بالنسبة للعملاء الذين يقومون بإدارة مستويات الوقود في المناجم لأول مرة، يُنصح باختيار مجموعة صغيرة من الأجهزة التمثيلية لتجربتها أولاً، على سبيل المثال:

• 2–3 شاحنات تعدين
• 1 جرافة أو حفارة
• محطة تزويد بالوقود ثابتة واحدة أو شاحنة تزويد بالوقود واحدة

يجب أولاً إتمام معايرة خزان الوقود، والتحقق من عمليات التزود بالوقود، وإعداد السياج الإلكتروني، ثم بعد التشغيل المستمر لفترة من الوقت، يمكن تعديل عتبات الاستثناءات ومعايير التقارير بناءً على البيانات الفعلية. وهذا يسهل جعل الخطة أكثر متانة، كما يمنع التوسع المفرط في البداية مما يؤدي إلى عدم قدرة الإدارة على مواكبة ذلك لاحقًا.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن إجراء مراقبة مستوى الوقود في المناطق التي تعاني من ضعف شبكة الإنترنت؟

نعم، ولكن يجب تصميم النظام وفقًا لظروف الشبكة في الموقع. في المناطق التي تتوفر فيها إشارة 4G جيدة، يمكن تحميل البيانات في الوقت الفعلي؛ أما في المناطق التي تكون فيها تغطية الإشارة غير مستقرة، فيمكن للجهاز حفظ البيانات أولاً، ثم إرسالها لاحقًا عند استعادة الاتصال بالشبكة. وبالنسبة لمناطق العمل النائية التي تخلو تمامًا من شبكات الهاتف الخلوي، يمكن أيضًا اختيار حلول مزودة بذاكرة تخزين محلية أو حلول لالتقاط البيانات عبر البلوتوث، وفقًا لمتطلبات المشروع.

هل يمكن لمستشعر مستوى الوقود في المناجم رصد سرقة الوقود؟

يمكن أن يساعد هذا النظام في اكتشاف حوادث فقدان الوقود المشبوهة، ولكن لتحديد ما إذا كان الأمر يتعلق بسرقة الوقود أم لا، يجب التحقق من ذلك بالاقتران مع الوقت والموقع وحالة المركبة ومقدار التغير في كمية الوقود والظروف الميدانية. وتتمثل وظيفة النظام في تصفية الحوادث المشبوهة في الوقت المناسب، بحيث لا يضطر المسؤولون إلى الاعتماد على التخمين.

لماذا يلزم إجراء معايرة خزان الوقود لبيانات كمية الوقود؟

تختلف أشكال خزانات الوقود باختلاف الأجهزة، ولذلك لا تعني التغيرات المتماثلة في مستوى السائل بالضرورة تغيرات متماثلة في كمية الوقود. ولا يمكن تحويل بيانات مستوى السائل إلى لتر بدقة إلا بعد المعايرة، وذلك لاستخدامها في التحقق من كمية التزود بالوقود وتحليل استهلاك الوقود.

هل يمكن تركيب أجهزة مراقبة مستوى الوقود العادية في المناجم تحت الأرض؟

لا يمكن التعميم في هذا الشأن. فعادةً ما توجد معايير سلامة ومتطلبات وقاية من الانفجار محددة في المناجم أو مناطق الاستخراج أو البيئات القابلة للاشتعال والانفجار، لذا يجب تحديد نوع المنتج وطريقة تركيبه وفقًا للوائح السارية في موقع المشروع ومعايير منطقة التعدين ومتطلبات اعتماد المعدات.

هل يمكن حساب استهلاك الوقود لكل طن من الخام؟

نعم. يتولى النظام مسؤولية توفير بيانات موثوقة نسبيًا عن استهلاك الوقود وساعات العمل؛ وإذا تمكنت المنجم من توفير بيانات عن حجم النقل أو الحمولة أو حجم الإنتاج، فسيكون من الممكن حساب استهلاك الوقود لكل طن من المعادن، لاستخدامه في تحليل كفاءة الإنتاج وتكاليف تشغيل المعدات.

بالإضافة إلى الشاحنات المستخدمة في المناجم، ما هي الأجهزة الأخرى التي يمكن استخدامها معها؟

يمكن تكوين الحلول وفقًا لحالة خزان الوقود وطريقة الاستخدام لمعدات مثل اللوادر، والحفارات، والجرافات، والجرافات الدافعة، وآلات دك الطرق، وآلات الحفر، والمولدات الكهربائية، وشاحنات التزويد بالوقود، وخزانات الوقود الثابتة، وغيرها.