نوآوری در معادن؛ افزایش بهره‌وری در استخراج

کانی مگ، محمد قهرمانی کوشان-  شرکت‌های بزرگ و پیشرو برای نوآوری در معادن از تکنیک‌های آماری بهره‌های بی‌شماری می‌برند. تکنیک‌های آماری این پتانسیل را دارند که با درک و تحلیل داده‌های اکتشافی، احتمال کشف را بهبود بخشند.

شرکت‌های معدنی با کمک دستاوردهای اطلاعاتی، حفاری‌های بیشتر را هدف قرار می‌دهند. ادغام اطلاعات زمین شناسی در یک منبع بهتر و جهانی به بهینه سازی الگوهای حفاری و انفجار، ایجاد یک طرح معدنی قابل اجرا و جلوگیری از مشکلات کیفیی کمک می‌کند. با این پیشرفت‌ها، فعالیت‌های سنتی مانند ثبت هسته، بازرسی‌های صورت، سنجش دستی و… دیگر مورد نیاز نیست.

نوآوری عامل افزایش بهره‌وری معادن

با کاهش سود و سخت شدن شرایط اقتصادی و افزایش رقابت در میان تمامی شرکت‌های بزرگ و کوچک جهان، افزایش بهره‌وری اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است.شرکت‌های معدنی هم به همین دلیل بر بهبود بهره‌وری خود تمرکز کرده‌اند. نوآوری در معادن به یک اصل تبدیل شده و بیشتر معادن مانند سایر صنایع به دنبال نوآوری دیجیتال هستند.

رشد چشم‌گیر تکنولوژی و فناوری در تمام دنیا و استفاده از ظرفیت‌های انقلاب صنعتی چهارم در معادن و سایر صنایع، صنعت و معدن را تحت فشار قرار داده است.

در کوتاه مدت، کاهش قیمت کالاها جریان نقدینگی را تحت فشار قرار می‌دهد. بسیاری از معادن موجود در حال بلوغ هستند. استخراج عیارهای سنگ معدن پایین‌تر و وجود مسافت طولانی‌تر از سطح معدن ماحصل حرکت به اعماق بیشتر معادن است.

از این رو گفته می‌شود، نرخ جایگزینی سنگ معدن در حال کاهش و زمان توسعه معادن جدید در حال افزایش است.عملیات استخراج معدن در سراسر جهان امروزه ۲۸ درصد کمتر از یک دهه پیش بازدهی دارد.

نوآوری‌های دیجیتال در استخراج

تحول در جنبه‌های کلیدی استخراج

صنعت معدن باید تمرکز خود را به سمت بهبود بهره‌وری از طریق روش‌های نوآورانه ببرد. علی‌رغم رونق‌ها و رکود‌های مختلف در صنایع جهان، ماهیت معدن برای چندین دهه ثابت مانده است.

دستیابی به موفقیت در عملکرد بهره‌وری مستلزم بازنگری در نحوه عملکرد معدنکاری است.پتانسیل دستیابی به چنین پیشرفتی اکنون از طریق نوآوری‌های دیجیتال و فناوری‌ امکان پذیر است. نوآوری در معادنو استفاده از فناوری‌های دیجیتال می‌تواند جنبه‌های کلیدی استخراج را متحول کند.

کاربردهای‌های نوآوری‌های دیجیتال در بخش استخراج شامل ایجاد درک جامع تر از پایگاه منابع، بهینه سازی جریان مواد و تجهیزات، بهبود پیش بینی خرابی‌ها، افزایش مکانیزاسیون از طریق اتوماسیون و نظارت بر عملکرد در زمان واقعی است.

هر یک از این فرصت‌ها به تنهایی دارای پتانسیل واقعی هستند. نوآوری‌های دیجیتال نشان دهنده یک تغییر اساسی در پیامدهای ایمنی بالقوه و چگونگی به دست آوردن ارزش در بخش معدن هستند.

ضرورت بهره‌وری در استخراج معادن

آمار نشان می‌دهد که بهره‌وری جهانی معدن در دهه(۲۰۱۰تا۲۰۲۱) ۳.۵ درصد در سال کاهش یافته است. این روند در عیار مواد معدنی استخراج شده، مناطق جغرافیایی و روند فعالیت اکثر شرکت‌های معدنی مشهود است. به همین دلیل بحث نوآوری در معادن روز به روز پررنگ‌تر می‌شود.

در حالی که مباحث مختلفی در مورد علت کاهش بهره‌وری در معادن مطرح می‌شود، توافق جهانی وجود دارد که این عملکرد غیرقابل دفاع است. از آنجایی که چشم انداز صنعت معدن بدتر شده است، اکثر شرکت‌های معدنی برنامه‌های توسعه خود را کنار گذاشته یا کوتاه کرده‌اند. بیشتر شرکت‌های معدنی دوباره بر انجام کارهای بیشتر با  بهره‌وری کمتر تمرکز کرده‌اند. نتیجه این بوده است که بهره‌وری معدن در برخی مکان‌ها و مواد معدنی کاهش یافته است. این موضوع توجه بیشتر به خلاء نوآوری در معادن را پر اهمیت‌تر می‌کند.

با تمامی چالش‌ها و مشکلات  پتانسیل‌های دست نخورده و  قابل توجهی برای بهبود بهره‌وری در معادن وجود دارد. یکی از راه‌های درک بزرگی صنعت معدن، مقایسه معدنکاری با سایر صنایع مانند نفت و گاز بالادست، فولاد و پالایش نفت است. بر اساس معیارهای موجود،میانگین جهانی اثربخشی تجهیزات (OEE) ۲۷ درصد برای استخراج زیرزمینی، ۳۹ درصد برای استخراج معادن روباز و  ۶۹درصد برای خرد کردن و آسیاب است.در مقایسه با ۸۸ درصد برای نفت و گاز رقم بالایی است. این ارقام۹۰ درصد برای فولاد و ۹۲ درصد برای پالایش نفت است.

نوآوری در معادن و افزایش استخراج

داده‌ها بینشی به بهره‌وری در استخراج می‌دهند

نوآوری در معادن با تکیه بر علم داده‌ها معنا پیدا می‌کند. داده‌ها هستند که در دنیای جدید صنایع را به سمت بهره‌وری و حل مشکلات سوق می‌دهند. البته معدن از بسیاری جهات با سایر صنایع متفاوت است. شرایط صنعت معدن بسیار متغیر و با عدم قطعیت در مورد ماهیت منبع استخراج شده شروع می‌شود.

عملیات معدن اغلب در محیط‌های شدید و در مکان‌های دورافتاده صورت می‌گیرد. انتقال اپراتورها به محل کار (چه با پرواز آنها به داخل، یا جابجایی آنها در زیر زمین یا از شفت به چهره دیگر) می‌تواند به خودی خود زمان ارزشمندی را صرف کند.

کرنش‌ها و تنش‌های وارد شده بر تجهیزات معدن توسط سنگ‌هایی با اندازه و سختی غیرقابل پیش بینی منجر به خرابی‌های مکرر می‌شود. راه‌حل تمامی این چالش‌ها فراهم کردن بسترهای نوآوری در معادن است.

یک برنامه ریزی هوشمندانه و هماهنگی فعالیت‌ها برای کاهش تنوع ناشی از نیروهای خارجی مورد نیاز است. اجرای منظم برای از بین بردن تنوعی که خود ماینرها ایجاد می‌کنند، مورد نیاز است.

مسیر نوآوری در معادن و  تغییر پله‌ای در بهره وری استخراج از طریق کاهش و در صورت امکان از بین بردن تنوعی که استخراج را منحصر به فرد کرده است، انجام می شود.

نوآوری در معادن نقطه عطفی برای این صنعت

بسیاری از کارشناسان معتقد که با وجود چالش‌ها و مشکلات بسیار، صنعت معدن در نقطه عطف قرار دارد. در این نقطه با استفاده از نوآوری در معادن و فناوری‌های دیجیتال پتانسیل باز کردن راه‌های جدید، مدیریت تنوع و افزایش بهره‌وری ممکن می‌شود. پذیرش در مقیاس بزرگ از چهار خوشه مختلف از فناوری‌ها شتاب می‌گیرد.

داده و  قدرت محاسباتی اولین خوشه از فناور‌ی‌های مسیر نوآوری در معادن هستند. تعبیه تعداد زیادی حسگر در اشیاء فیزیکی، تولید حجم زیادی از داده‌ها برای تجزیه و تحلیل و ایجاد ارتباطات بین‌ماشین هابه طور فزاینده‌ای مقرون به صرفه و در دسترس است.

معادن در حال حاضر مقادیر عظیمی از داده‌های حسگر را تولید می‌کنند. به طور بالقوه آنها را قادر می‌سازد تا تصویر دقیق‌تر و ثابت‌تری از واقعیت در سطح صخره نسبت به همیشه به دست آورند.

تحلیل و هوش مصنوعی خوشه دیگری از فناوری‌های مسیر نوآوری در معادن است. پیشرفت‌ها در تجزیه و تحلیل، از یادگیری ماشین گرفته تا تکنیک‌های آماری بهبود یافته برای یکپارچه‌سازی داده‌ها، تبدیل مجموعه‌های وسیع داده‌ها به بینش درباره احتمال رویدادهای آینده کمک می‌کند.

وظایف پیچیده معدن مانند مدل‌سازی زمین‌شناسی، برنامه‌ریزی روزانه و تعمیر و نگهداری پیش‌بینی به طور فزاینده‌ای در حوزه الگوریتم‌های آماری و بهینه‌سازی هوشمند قرار دارند.

ربات‌های تحول آفرین در معادن

حضور ربات‌ها می‌تواند نوآوری در معادن و تبدیل فرآیندهای دیجیتال‌ به پیشرفت‌های فیزیکی را ممکن کند.تبدیل فرآیند دیجیتال به پیشرفت‌های فیزیکی تجهیزات کاملاً مستقل را مقرون به صرفه‌تر و مؤثرتر می‌کنند.

در بخش تولید، هزینه ربات‌های صنعتی از سال ۱۹۹۰ حدود ۵۰ درصد کاهش یافته است. در حالی که هزینه‌های نیروی کا در مدت مشابه ۸۰درصد افزایش یافته است. در همین حال، پیشرفت‌های فناوری در زمینه‌هایی مانند هوش مصنوعی، پیچیدگی رباتیک را افزایش داده و کاربردهای تولیدی آن را گسترش می‌دهد.

در معدن، استفاده از تجهیزات کنترل از راه دور و کمک کنترل رایج شده است. استقرار تجهیزات کاملاً خودمختار در حمل‌ونقل رواج یافته است. حفاری و سایر فرآیندها هم با استفاده از فناوری‌های جدید، نوآوری در معادن را به معنای واقعی کلمه تحقق بخشیده است.

تغییرات اساسی فناوری‌ها در استخراج معادن

این فناوری‌های امروزی یک تغییر اساسی را در روش استخراج امکان‌پذیر می‌سازند. تغییری که هم با مهار جریان اطلاعات برای کاهش تنوع در تصمیم‌گیری و هم با به کارگیری عملیات متمرکزتر و مکانیزه‌تر برای کاهش تنوع در اجرا مشخص می‌شود. این تغییرات افق عملکرد نوآوری در معادن را روشن می‌کند. واقعیت این است که بیشترین تأثیر از تعبیه فناوری‌های مذکور یک زنجیره ارزش یکپارچه در بخش استخراج حاصل می‌شود.

جدیدترین اخبار معدن و صنایع معدنی را اینجا بخوانید.