ارتقاء اکتشاف و استخراج با انقلاب صنعتی چهارم در معادن
ارتقاء اکتشاف و استخراج با انقلاب صنعتی چهارم در معادن

کانی مگ، محمد قهرمانی کوشان- تحول دیجیتال دیگر واژه‌ای ناآشنا برای صنایع نیست. در حال حاضر تمامی صنعتگران و فعالان این عرصه با انقلاب صنعتی چهارم و تحولات دیجیتال آشنایی دارند. معادن به عنوان یکی از صنایع مهم و تاثیرگذار در دنیا، عامل و پایه تولید مواد و محصولات گسترده‌ای هستند. به همین دلیل می‌توان […]

کانی مگ، محمد قهرمانی کوشان- تحول دیجیتال دیگر واژه‌ای ناآشنا برای صنایع نیست. در حال حاضر تمامی صنعتگران و فعالان این عرصه با انقلاب صنعتی چهارم و تحولات دیجیتال آشنایی دارند. معادن به عنوان یکی از صنایع مهم و تاثیرگذار در دنیا، عامل و پایه تولید مواد و محصولات گسترده‌ای هستند. به همین دلیل می‌توان به قطعیت گفت این بخش از صنایع جهان نیاز به استفاده از تحولات  دیجیتال دارند. انقلاب صنعتی چهارم در معادن، تمامی ابعاد و بخش‌های عملیات معدنکاری را در بر می‌گیرد. نقشه‌برداری‌های معدنی، اکتشاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌، استخراج و حتی فرآوری می‌تواند با استفاده از تکنولوژی‌های موج چهارمی به بهترین شکل و با بهره‌وری بالا انجام شود.

نقشه برداری موج چهارمی

عملیات نقشه برداری در معادن، یکی از مباحث مهم و ریشه‌ای در توسعه و پیشرفت است. معادن کشورمان به دلیل موقعیت جغرافیایی خود با مشکل تکنولوژی و نقشه برداری پیشرفته رو به رو هستند. چالش تهیه نقشه‌های دقیق و علمی در تمامی موقعیت‌های معدنی کشور وجود دارد. متاسفانه هنوز هم فعالان معدنی شرایط مناسبی برای نقشه برداری مناسب و دقیق ندارند و این چالش منجر به از دست رفتن منابع عظیم و قابل اتکا معدنی شده است. در کشورهای توسعه یافته دنیا و همزمان با رشد انقلاب صنعتی چهارم در معادن، بخشی از این مشکلات با استفاده از فناوری‌های جدید، تکنولوژی‌ها و مباحث علمی حل شده است. انقلاب صنعتی چهارم، یک انقلاب صنعتی جدید است که نیاز به یکپارچگی نوآورانه در سیستم‌ها، فرآیندها و محصولات مولد را دارد، تا چرخه‌های عمر محصول، فرآیند و کارخانه را هماهنگ کند.

سرعت رشد فناوری های مرتبط با انقلاب صنعتی چهارم را افزایش داده است. این فناوری‌ها مبتنی بر هوشمندسازی، مجازی سازی و روباتیک هستند و ارتقای عظیمی در صنایع وخدمات می‌دهند. این تحولات منجر به کاهش زمان و هزینه مصرفی و نیز افزایش کیفیت پروژه‌های زمین شناسی می‌شود. بسیاری از پروژه‌های زمین شناسی می‌توانند به صورت مستقیم بر توسعه محدوده معدنی تاثیر بگذارند. نقشه برداری‌ها و فعالیت‌های زمین شناسی می‌تواند در بحث اکتشاف محدوده‌های معدنی بسیار تاثیرگذار باشد. بر اساس این فناوری‌ها، زمین شناسی در پنج زمینه شامل اهداف، استفاده از پهپاد، کلان داده، هوشمندسازی و روباتیک و ارزرمزها دچار تحول می‌شود. به روزرسانی، اصلاح و تحلیل کلان داده‌ها یک موضوع بسیار مهم در این راستا  است. شاید مهمترین مبحث در این امرهوشمندسازی سخت افزاری و نرم افزاری و نیز استفاده از فناوری روباتیک در زمین شناسی است. همچنین پیوند بین زمین شناسی و ارزرمزهامی تواند جذابیت بخش پروژه های زمین شناسی و اکتشاف را منجر شود و سبب ایجاد ارزش افزوده در آن شود. در این راستا تحول در گرایش‌های زمین شناسی نیز لازم است تا در راستای شکوفایی انقلاب صنعتی چهارم در معادن قرار گیرند.

اکتشاف موج چهارمی

دست یابی به ذخایر عمیق معدنی یکی از مباحثی است که در عملیات معدنکاری بسیار کاربرد دارد. انقلاب صنعتی چهارم در معادن فناوری‌ها و تکنولوژی‌هایی را در اختیار معادن قرار می‌دهد تا علاوه بر دست یابی به ذخایر معدنی به ذخایر عمیق هم دسترسی داشته باشند. پهپادها از آخرین تکنولوژی‌های روز دنیا هستند که مزیت‌های استفاده از آن‌ها در حوزه معدنکاری نیز مسجل شده است. در بسیاری از معادن دنیا با استفاده از پهپادها پروسه‌های اکتشاف با نتایج مطلوب انجام می‌شود. انقلاب صنعتی چهارم در معادن این امکان را فراهم می‌کند تا معدنکاران با استفاده از داده‌های ارزشمندی که با فناوری‌های جدید به دست می‌آورند به بهترین شکل محدوده‌های معدنی را شناسایی کنند.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی می‌توانند در استخراج مواد معدنی به شرکت‌ها کمک کنند. با اینکه این یک کاربرد کاملا جدید از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی است، اما بسیاری از شرکت‌های معدنی نسبت به چشم‌انداز آن هیجان‌زده‌اند. شرکت Goldspot قصد دارد با استفاده از یادگیری ماشینی روند اکتشاف طلا را علمی‌تر کند. وقتی حوزه‌های اکتشاف معدن با استفاده از یادگیری ماشینی به سودآورتر شدن صنعت معدن کمک کند، این تلاش‌ها با دقت بیشتری صورت خواهند گرفت. انقلاب صنعتی چهارم در معادن این امکان را فراهم می‌کند تا معدنکاران علاوه بر افزایش قابل توجه بهره‌وری شاهد کاهش چشم‌گیر خطاها باشند. یکی از مزیت‌های اکتشاف‌ موج چهارمی همان کاهش خطاها و یافتن دقیق و درست محدوده‌های معدنی است.

استخراج و حفاری‌های موج چهارمی

انقلاب صنعتی چهارم در معادن بسترهایی را فراهم می‌کند تا معدنکاران دیگر ابزارهای دستی و آسیب‌زا را کنار بگذارند. بیشتر عملیات معدنکاری با استفاده از ابزارهای جدید و بر بستر تکنولوژی‌های روز دنیا انجام می‌شود. برای مثال حفاری‌های دستی در گذشته باعث بالا رفتن خطاها، افزایش تلفات انسانی و حتی خطاهای علمی می‌شد؛ اما با رشد علم و دانش در صنایع، ابزارهایی در اختیار معدنکاران قرار می‌گیرد که با استفاده از آن می‌توان با کمترین خطا بیشترین بهره‌وری را داشت. این موضوع در حفاری و استخراج در معادن بسیار کاربردی و تاثیرگذار است. در بیشتر عملیات معدن‌کاوی، حجم زیادی از مواد و مصالح باید کنار زده شود تا مواد اصلی و ارزشمندی که معدن به خاطر آن حفاری شده، پیدا شود. جداسازی خاک و سنگ‌های بی‌استفاده برای رسیدن به ماده معدنی اصلی، ناگزیر یک تلاش اضافه و هزینه‌بر است. برخی شرکت‌ها به همین منظور، به دستگاه‌های جداسازی هوشمند روی آورده‌اند که می‌توانند مواد معدنی را بر اساس معیارهایی که شرکت می‌خواهد، جدا کند. این کار به صرفه‌جویی در مصرف سوخت و انرژی در طول فرآیند معدن‌کاوی منجر می‌شود.

در بسیاری از معادن کشورهای توسعه یافته جهان با استفاده از انقلاب صنعتی چهارم و فناوری‌هایی که روز به روز رشد می‌کند، با ایجاد یک مدل مجازی که با داده‌های آنی تقویت می‌شود، سناریوهای مختلف به سرعت تست می‌شوند و عملیات استخراج بهینه‌سازی می‌شود. این توانایی برای تست کردن تصمیم‌ها قبل از اجرا کردن آنها در یک سیستم که یکی مشابه آن وجود داشته، به دستاوردها و صرفه‌جویی‌های بهتری منجر می‌شود. در استخراج مواد معدنی میزان آزمون و خطاها کمتر شده در نتیجه می‌توان بیشترین برداشت را از بهترین محدوده‌های معدنی داشت.

فرآوری موج چهارمی

بسیاری از کارشناسان معتقدند که مشکل اصلی معدن و صنایع معدنی کشورمان خام فروشی است. خام فروشی در حوزه معدن باعث می‌شود که کشور از خلق ارزش افزوده عقب بماند و در نتیجه آورده مالی چندانی حاصل نشود.

از سوی دیگر معدنکاران معتقدند که روش‌های فرآوری در جهان بسیار رشد کرده‌اند و با استفاده از روش‌های جدید می‌توان محصولات قابل ارایه و منحصر به بازارهای جهانی روانه کرد. یکی از بخش‌هایی که در انقلاب صنعتی چهارم در معادن قابل توجه است موضوع آنالیز و فرآوری مواد معدنی است. با استفاده از روش‌های نوین می‌توان کمک شایانی به اکتشاف ذخایر معدنی کرد. برای فرآوری مواد معدنی باید در گام اول آنها را آنالیز کرد، دستگاه‌های آنالیز جدید موج چهارمی که بتوان از آنها در محیط‌های صحرایی استفاده کرد در حال پیشرفت هستند از جمله دستگاه‌هایی که در سه سال گذشته کارآیی خوبی از خود نشان داده‌اند نوعی دستگاه X.R.F پرتابل هستند که با گذاشتن این دستگاه بر روی نمونه سنگ با دقت قابل‌قبولی دستگاه میزان عناصر موجود در نمونه را اندازه‌گیری و ثبت می‌‌کند و حدود ۲۵ عنصر توسط این دستگاه اندازه‌گیری می‌شود. این دستگاه‌ها فعلا امکان اندازه‌گیری عناصر سبک‌تر از کلسیم در جدول تناوبی را ندارند. وجود این دستگاه در صحرا به‌خصوص در حفاری‌های اکتشافی کمک زیــادی جهت جمع‌بندی سریع به کارشناس می‌‌کند.