مزیت‌های حفاری هوشمند در معادن

کانی مگ، محمد قهرمانی کوشان- معادن موج چهارم با استفاده از تکنولوژی‌های جدید عملیات معدنکاری را با بیشترین بهره‌وری انجام می‌شوند. تکنولوژی‌ها و فناوری‌های جدید این امکان را ایجاد می‌کند تا عملیات معدنکاری با کمترین خطا انجام شود. یکی از بخش‌هایی که در عملیات معدنکاری نیاز جدی به کاهش خطا دارد، موضوع حفاری است. حفاری‌های معدنی دیگر مانند گذشته با کمترین امکانات و با خطاهای بالا انجام نمی‌شود. حفاری هوشمند به معدنکاران این امکان را می‌دهد که آمار دقیق و درستی از  موقعیت جغرافیایی، میزان مواد معدنی و روند پیشرفت جستجو داشته باشند.

حذف فرآیندهای دستی با حفاری هوشمند

در بسیاری از معادن کشورمان هنوز هم حفاری‌ها با استفاده از ابزارهای ساده و قدیمی انجام می‌شود، این درحالیست که معادن موج چهارمی از مزیت‌های حفاری هوشمند بهره می‌برند. حفاری هوشمند این امکان را در اختیار معدنداران قرار می‌دهد تا با حذف فرآیندهای دستی عملیات حفاری را به بهترین شکل انجام دهند.  با حفاری هوشمند و حذف فرآیندهای دستی، کار حفاری به صورت فشرده و غیرمولد در استخراج زیرزمینی که منجر به انحراف سوراخ انفجار، رقیق‌سازی و زمان توقف می‌شود، مانند سابق صورت نمی‌گیرد و میزان خطاها بسیار اندک می‌شود. حال سوال اینجاست که عملیات حفاری هوشمند با استفاده از چه ابزارهایی انجام می‌شود. وقتی صحبت از انقلاب صنعتی چهارم در معادن است، پس استفاده از تکنولوژی‌های روز در بخش حفاری غیرمنطقی نیست. برای حفاری هوشمند، حسگرها، نرم‌افزار‌ها، اینترنت اشیاء و هوش مصنوعی کاربرد بسیاری دارد. با استفاده از داده‌هایی که نرم‌افزارها و سایر بیشترهای فیزیک سایبری در اختیار عملیات حفاری قرار می‌دهد، رفع نواقص در فرآیندهای حفاری موجود در مراحل تعریف منابع، توسعه و تولید ترکیب شده و نتیجه با کمترین خطا و بیشترین بهره‌وری اتفاق می‌افتد.

بسیاری از شرکت‌های معدنی موج چهارمی با ادغام راه‌حل‌های معدنی نوآورانه با شایستگی فنی قوی یک استراتژی برای شرکت خود تعریف می‌کنند. این امر برای مشتریانی که در تلاش برای بهبود سرعت، هزینه و دقت حفاری زیرزمینی هستند بسیار ارزشمند است.

حفاری هوشمند؛ نقشه راه توسعه برداشت‌های زیرزمینی

معادن روباز مانند معادن زیرزمینی چالش‌های برداشت و حفاری را ندارند. معادن زیرزمینی باتوجه به موقعیت جغرافیایی خود در عملیات معدنکاری با مشکلات متنوعی رو به رو هستند. به همین دلیل گفته می‌شود، معادن زیرزمینی نیاز بیشتری به هوشمندسازی و بسترهای تکنولوژی دارند. با استفاده از حسگرها، ابزارهای مجهز به فناوری، اینترنت اشیاء و … نقشه راه توسعه برداشت‌های زیرزمینی در معادن ترسیم می‌شود. فناوری‌های جدید در معادن راه‌حل‌هایی هستند که واقعیت دیجیتال به دنیای امروز می‌بخشد. معادن برای حفاری هوشمند، با ترکیب حسگر، نرم افزار و فناوری‌های مستقل، داده‌ها را برای افزایش کارایی، بهره‌وری و کیفیت در برنامه‌های صنعتی، تولیدی، زیرساخت‌ها، ایمنی و تحرک به کار می‌گیرند.

کاهش انحراف با حفاری هوشمند

حفاری هوشمند اصطلاحی است که از روش‌های حفاری با بهره‌گیری از فناوری این عملیات معدنی را آسانتر و بهتر می‌کنند. سیستم تولید بهینه ساز که برای اولین بار در سال ۲۰۱۸  توسط یک شرکت معدنی استرالیایی راه اندازی شد، به طور قابل توجهی انحراف حفاری سوراخ انفجار و زمان راه اندازی دکل در معادن زیرزمینی را کاهش می‌دهد، که منجر به مزایای متعدد جریان، از جمله کاهش حفاری مجدد، کاهش رقت، کاهش پل زدن (بهبود) می‌شود. همچنین روش ارایه شده از سوی این شرکت استرالیایی منجر به بازیابی و ایجاد دید همه جانبه و مسئولیت پذیری بیشتر در عملکرد حفاری و انفجار می‌شود. حفاری هوشمندی که توسط این شرکت استرالیایی انجام می‌شود،  فرآیند حفاری  را برای مهندسان روان‌تر می‌کند و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به‌جای اینکه منتظر پایان شیفت مته برای انجام یک انتقال دستی سنتی باشند، به‌طور بی‌سیم داده‌های مته واقعی را مستقیماً از دکل بارگذاری کنند. اجرای بهینه ساز تولید به طور قابل توجهی بهره‌وری و سودآوری یک معدن زیرزمینی را بهبود می‌بخشد. این فناوری شرایطی را به وجود می‌آورد، به محض اینکه مته به اتصال Wi-Fi می‌رسد، برنامه‌های مته‌های جدید به‌صورت بی‌سیم به تبلت منتقل می‌شوند و مهمتر از همه، هر اطلاعاتی که در حفاری شیفت قبلی گرفته شده است، بلافاصله به پلت‌فرم طراحی شده توسط شرکت بازگردانده می‌شود.

این نه تنها به سکویی برای مهندس تبدیل می‌شود تا نقشه‌ها را به صورت بی‌سیم به دکل تخصیص دهد، بلکه به سکویی برای مهندس تبدیل می‌شود تا عملکرد و بهره‌وری حفاری را در طول شیفت ارزیابی کند.

داده‌های جمع‌آوری‌شده در پلت فرمی که توسط شرکت طراحی شده است، فراتر از تخصیص و ضبط برنامه‌های تمرینی است و شرکت اکنون برنامه‌های تحلیلی عمیق را در پلتفرم ایجاد می‌کند.

در حال حاضر، این شرایط وجود دارد  که  معدنکاران آنچه را که می‌توانند برای آنالیز مستقیم (مانند سوراخ‌ها و مترهای حفر شده) انجام دهند را  اجرایی کنند.

در حفاری هوشمند، آنچه برای آینده توسعه داده می‌شود، ماژول‌های اضافی است که پلت فرم طراحی شده توسط شرکت و داده‌های موجود را به یک ابزار تجزیه و تحلیل عملکرد ارزشمند تبدیل می‌کند، زیرا معدنکاران همچنان به گرفتن داده‌های بیشتر از فرآیند حفاری ادامه خواهند داد.

اگر در عملیات معدنکاری بتوانند، همزمان با اطمینان از یکپارچگی داده‌ها، داده‌های حفاری با ارزش را ایجاد و ضبط کنند، این داده‌ها می‌توانند برای تجزیه و تحلیل و بهبود کل فرآیند حفاری حفره طولانی استفاده شوند و همچنین می‌توانند توسط برنامه‌های نرم‌افزاری دیگر در معدن برای کارآمدتر کردن سایر عملیات‌ها استفاده شوند.

هدفمندی در برداشت ذخایر معدنی با حفاری هوشمند

اکتشاف مواد معدنی در معدن به طور طبیعی شامل حفاری برای کشف آنچه در زیر سطح است به شمار می‌رود. در حالی که تعدادی از نوآوری‌ها در حفاری  برای بخش‌های نفت و زمین گرمایی وجود داشته است، برای دهه‌ها پیشرفت قابل توجهی در فناوری حفاری معدنی در بخش معدن وجود نداشته است. به طور کلی، اکتشاف مواد معدنی شامل کوبه‌ای و حفاری چرخشی برای به دست آوردن تراشه‌های سنگ و نمونه‌های هسته است.

حفاری برای به دست آوردن اطلاعات دقیق در مورد انواع سنگ، محتوای مواد معدنی، ساختار سنگ و رابطه بین لایه‌های سنگ نزدیک به سطح و در عمق استفاده می‌شود. آنها در مناطق انتخاب شده بر اساس روش‌های زمین شناسی، ژئوفیزیک ویا ژئوشیمیایی استفاده می‌شوند.

سه تکنیک اصلی وجود دارد که می‌توان از آنها برای اکتشاف مواد معدنی استفاده کرد. انتخاب یک روش خاص به عوامل مختلفی بستگی دارد، به عنوان مثال، از نظر هزینه، محیط، نوع تجهیزات مورد نیاز، و مهارت‌ها و دانش افراد درگیر.

انفجار هوای چرخشی هم کم هزینه‌ترین و هم ساده‌ترین تکنیک برای اکتشاف معدن است. این تکنیک همچنین به دانش محدودی نیاز دارد، اما بدون اشکال نیست. بنابراین، روش حفاری چرخشی به طور کلی برای اکتشاف معدن ترجیح داده نمی‌شود، زیرا نمی‌توان نمونه‌ای نماینده با استفاده از حفاری چرخشی به دست آورد.

حفاری با گردش معکوس که حفاری RC نیز نامیده می‌شود، گرانتر از دمیدن چرخشی است. علاوه بر آن، این فرآیند به تجهیزات بیشتر و تخصص بیشتری نیاز دارد. با این حال، حفاری RC همچنین منجر به دقت نمونه بیشتر می‌شود و آن را به شکل محبوب‌تری از تکنیک‌های حفاری معدن تبدیل می‌کند. حفاری RC پرکاربردترین روش حفاری برای اکتشاف معدن در جهان است. در حفاری هوشمند روش‌های مذکور هم به عقب رانده شده و بیشتر تکنولوژی‌های جدید کاربرد پیدا می‌کند.

بسیاری از معادن در گذشته با مشکل برداشت مناسب از ذخایر معدنی رو به رو بودند. به همین دلیل از روش‌های مختلفی برای حفاری استفاده می‌شد؛ با ظهور تکنولوژی‌های جدید و با استفاده از روش‌های حفاری هوشمند می‌توان در معادن زیرزمینی به عمق ذخایر دست یافت و محدوده ذخایر مناسب را شناسایی کرد. حسگرهایی که در حفاری هوشمند استفاده می‌شوند، قابلیت شناسایی مناطق مستعد را دارند. به همین دلیل با استفاده از این حسگرها، معادن زیرزمینی با میزان بهره‌وری و اکتشاف بیشتر مواد معدنی مواجه می‌شوند.