فناوری‌های نوین در معادن امروزی معادن قدیمی را به تاریخ می‌سپارند

کانی مگ، محمد قهرمانی کوشان- انسان‌ها هزاران سال است که معادن را استخراج می‌کنند. طلا، گچ، نقره، سنگ معدن و سایر مواد معدنی، ذخایری هستند که در هزاره‌های مختلف از دل زمین بیرون کشیده شده‌اند.تمامی مردم جهان بیش از آنچه که به یاد دارند، به مواد معدنی با ارزش وابسته بوده‌اند؛ اما امروزه به لطف پیشرفت‌های مداوم و فناوری‌های نوین در معادن،نوآوری و تکنولوژی‌های شگرفت، معادن جهان دیگر هیچ شباهتی به معادن باستانی ندارند. حتی بسیاری از معادن ۵۰ سال گذشته هم به معادن امروزی شباهت ندارند. با هر پیشرفت، فرآیند استخراج بهبود یافته، معادن ایمن‌تر، کارآمدتر و عملیات معدنکاری مقرون به صرفه تر از قبل شده است.

اگر گذشته نشانه‌ای باشد، صنعت معدن تنها به نوآوری و ایجاد راه‌های جدید و بهتر برای استخراج مواد معدنی نیاز خواهد داشت. روندهای امروز منجر به پیشرفت‌های فردا می‌شود، بنابراین فناوری‌های نوین در معادن مسیر رسیدن به معدنکاری به صرفه است.

در تمامی کشورهای توسعه یافته دنیا فناوری‌های مختلفی در صنعت معدن به کار می‌رود. این فناوری‌ها در زمینه‌های استخراج، اکتشاف و فرآوری به کار گرفته می‌شوند. امروزه ۷ فناوری به عنوان برترین فناوری‌های نوین در معادن به کار گرفته می‌شوند.

هواپیماهای بدون سرنشین؛ جاسوسان کاربلد معدنی

پهپادهای زیرزمینی به عنوان جاسوسان معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از میان مسیرهای سخت معدنی برای جستجوی معادن، جمع آوری داده‌ها و کمک به فرآیند نقشه برداری مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها در ثبت سطوح گاز، شناسایی ویژگی‌های زمین‌شناسی و ثبت تصاویر با کیفیت بالا از معادن بسیار مؤثر بوده‌اند و نیاز به ارسال نقشه‌بران انسانی را از بین برده‌اند. با فرستادن پهپادها به مناطق ناآشنا، کارگران از خطرات احتمالی در امان می‌مانند. در یک محیط زیرزمینی پس از حفاری، خطرات متعددی مانند ریزش احتمالی، مناطق غیرقابل دسترس و عدم وجود نور وجود دارد.

این فناوری از سال ۲۰۱۷ در معادن گسترش پیدا کرد. امکان درک شرایط یک معدن بدون در معرض خطر قرار دادن معدنچیان یا نقشه برداران دشوار بود؛ اما به کمک فناوری‌های نوین در معادن بخشی از مشکلات و مخاطرات انسانی حل شده است.

واقعیت مجازی؛ از آموزش تا ایمنی در معدن

بسیاری از فعالان معدنی ممکن است دارای سابقه کار نبوده و به عنوان یک نوپا در معدن فعالیت کنند. بی‌شک این گروه به صورت جدی به آموزش و یادگیری نیاز دارند. به لطف وجود فناوری‌های نوین در معادن، نیروی کار تازه نفس به راحتی می‌تواند فعالیت خود را آغاز کند.

فرض کنید اولین روز یک نفر در یک معدن جدید است. این نیروی کار هفته‌ها آموزش برای آشنایی با محیط نیاز دارد. باید درباره رویه‌ها، پروتکل ایمنی و کامپوزیت و … اطاعات دریافت کند. ممکن است این معدنکار تمامی مباحث را بررسی و مطالعه کرده باشد. سپس، یک نفر یک ماده منفجره به برای انجام عملیات انفجار به نیروی تازه وارد می‌دهد.

با فناوری واقعیت مجازی، معدنچیان می‌توانند بسیار ظریف و هنرمندانه در رابطه با استفاده از مواد منفجره بدون اینکه خود را در معرض خطر قرار دهند، آموزش ببینند. با استفاده از یک مین شبیه سازی شده، کارآموزان می‌توانند تنظیم و انفجار مواد منفجره را در یک محیط امن تمرین کنند. هر اشتباهی که آنها مرتکب می‌شوند برجسته می‌شوند و به عنوان یک فرصت یادگیری بدون آسیب رساندن به افراد یا معادن مورد بررسی قرار می‌گیرند. فناوری‌های نوین در معادن علاوه بر ایجاد ایمنی می‌تواند مسیر آموزش به نیروهای تازه نفس را هموارتر کند.

وسایل نقلیه خودمختار؛ همواره کنند مسیر توسعه معادن

وسایل نقلیه خودران از سال ۲۰۲۰ رواج بسیاری در دنیا داشتند. ماشین‌ها و کامیون‌ها و سایر تجهیزات خودمختار می‌توانند صنایع را توسعه دهند. هر صنعتی در این مسیر پیشرفت می‌کند، صنعت معدن نیز از این قاعده مستثنی نیست.

کامیون‌های خودران در چند سال گذشته در معادن حضور داشته‌اند. همگی سیستم‌های خودکار را به مشتریان خود ارائه می‌دهند. مرحله بعدی اتوماسیون را حتی فراتر می‌برد.فناوری‌های نوین در معادن منجر به ظهور معادنی هوشمند می‌شوند. «معادن هوشمند» معادنی هستند که با قطارهای بدون راننده، کامیون‌ها و دیگر دستیاران روباتیک مانند «جولیوس»، رباتی به اندازه سبد خرید که قادر به تجزیه و تحلیل نمونه‌های سنگ معدن است، کار می‌کنند. این پیشرفت‌های فناوری تعداد نیروی انسانی مورد نیاز را کاهش می‌دهد و تا آنجا پیش می‌رود که تخمین می‌زنند می‌تواند در چند سال آینده جایگزین ۵۰ درصد معدنچیان شوند.به همان اندازه که تصور آن سخت است، معادن بدون ماینر احتمالا بخشی از آینده هستند.

نرم افزار دیجیتالی سازی و استخراج

هرچه یک معدن خودکارتر باشد، جمع‌آوری داده‌ها آسان‌تر است. این داده‌ها شامل همه چیز از شرایط معدن گرفته تا موجودی تا نیازهای تعمیر و نگهداری ناوگان است. همانطور که معادن بیشتر و بیشتر ماشین‌های خودکار را به فرآیند خود اضافه می‌کنند، داده‌های بیشتری جمع‌آوری می‌شود که منجر به بهبود تجزیه و تحلیل، کارایی عملیاتی و ایمنی می‌شود.

اکثر نرم‌افزارهای ماینینگ داده‌های موجود را جمع‌آوری و مرتب می‌کنند. آن‌ها را برای دسترسی آسان حتی از راه دور ذخیره می‌کنند. با وجود چنین نرم‌افزاری، اپراتورها و مدیریت تجهیزات می‌توانند میزان مواد مصرف شده و نیاز به تعمیر را برای جلوگیری از خرابی‌های پرهزینه پیگیری کنند. حتی در مرحله اکتشاف، نرم افزار استخراج معدن بسیار مهم است.

داده‌های زیست محیطی ذخیره می‌شود تا توسط زمین شناسان و ذینفعان برای تصمیم گیری در مورد یک سایت معدنی بالقوه بررسی شود.تمامی موارد ذکر شده به کمک فناوری‌های نوین در معادن ممکن می‌شود.

بهینه سازی انفجار با فناوری‌های نوین در معادن

در صنعت معدن چیزهای زیادی تغییر کرده است؛ اما معدنچیان هنوز به شدت به مواد منفجره متکی هستند. برای اطمینان از یک انفجار موفق و ساده‌سازی فرآیند طراحی، شرکت‌های مختلفی بر فناوری تکیه می‌کنند. با استفاده از مدل‌های تکه تکه‌شدن پیش‌بینی‌شده، سیستم‌های ردیابی سنگ معدن و داده‌های محیطی، شرکت‌ها می‌توانند طرح‌های انفجاری را ارائه کنند که نتایج را تضمین کند. سیاهه‌های مربوط به حفاری، بازرسی بصری، و داده‌های پروفایل لیزری، همه بخشی از تصمیمات اتخاذ شده برای انفجار هستند. محل انفجار به چندین روش تجزیه و تحلیل می شود: تراکم رسوب، نفوذ سیال، درزهای گل و تکه تکه شدن.

علاوه بر این، استخراج معادن یک شغل خطرناک است که تا حد زیادی به دلیل خطرات ناشی از شکستن سنگ است. انفجار یک فعالیت پیچیده است که به خدمه مخصوص آموزش دیده نیاز دارد. کارکنانی که در ارتباط با انفجار نیستند باید منطقه را ترک کنند.

سایت‌های انفجار کاملاً خودکار نیستند؛ اما باید انتظار داشته باشیم که همه چیز در این جهت حرکت کند. چاشنی‌های الکترونیکی در حال حاضر در حال استفاده هستند و هر سال عملکرد و ایمنی انفجار را بهبود می‌بخشند. با این حال، به دلیل پیچیدگی کار، سیم کشی هنوز توسط کارشناسان مواد منفجره انجام می‌شود. هدف بلندمدت بسیاری در صنعت معدن ایجاد یک سیستم کاملاً بی سیم است که امکان اتوماسیون کامل را فراهم می‌کند که فقط به نظارت انسانی نیاز دارد.

وسایل نقلیه الکتریکی؛ خداحافظی با ناوگان سنتی

انتقال به یک ناوگان تمام الکتریکی زیرزمینی فرآیندی کند خواهد بود، اما مطمئناً با فناوری‌های نوین در معادن ممکن می‌شود. هزینه اولیه  این عملیات زیاد است و شرکت‌ها را وادار می کند قبل از خرید دو بار فکر کنند؛ اما وسایل نقلیه الکتریکی بازگشت نسبتاً سریع سرمایه گذاری را ارائه می‌دهند. هزینه‌های عملیاتی پایین و ثابت شده و کارآمدتر از ناوگان‌های سنتی هستند. انتشار گازهای گلخانه‌ای تقریباً وجود ندارد، وسایل نقلیه الکتریکی را به انتخابی وسوسه انگیز برای جهانی که نگران آلاینده ها است تبدیل می‌کند. برخی از وسایل نقلیه‌ای که در این ناوگان الکتریکی پیدا خواهید کرد، کامیون‌های بوم، LHD و سنگ شکن‌های متحرک هستند.

پرینت سه بعدی؛ ظهور فناوری دیگری در صنعت معدن

پرینترهای سه بعدی در دسته دیگر فناوری‌های نوین در معادن هستند. یک شرکت معدنی استرالیایی در حال بررسی امکان استفاده از چاپگر سه بعدی برای چاپ قطعات جایگزین با استفاده از پودرهای فلزی ریز بوده است. این چاپگر به طور بالقوه قادر به ایجاد تعداد زیادی قطعه در روز است. این گروه فعالیت خود را آغاز کرده به این امید که نیازی به انباشت قطعات و یا انتظار ۱۲ تا ۱۸ ماهه برای تولید قطعات جایگزین نباشد. تمرکز اصلی آنها بر روی قطعاتی در کارخانه‌های فرآوری آنهاست که نیاز به تعویض دارند یا منسوخ شده‌اند. با ایجاد این قطعات در صورت تقاضا، آنها می‌توانند از خرابی پرهزینه جلوگیری کنند و موجودی قطعات جایگزین را در محل کاهش دهند. آنها همچنین آزادی طراحی مجدد قطعاتی را که برای رضایت آنها کار نمی‌کند، دوست دارند.نتایج آنها امیدوارکننده است، اما این پروژه هنوز در مراحل ابتدایی خود است.

ایمنی بهبود یافته حاصل فناوری بهبود یافته است

صنعت معدن در دسته صنایعی است که هرگز متوقف نمی‌شود. بسیاری از کارشناسان می‌گویند، صنعت معدن هرگز به ایستایی راضی نمی‌شود. فناوری‌های نوین در معادن به اندازه‌ای حیاتی هستند که نوآورانه روزانه آن را در این صنعت ارتقاء می‌دهند.

بسیاری می گویند چرا معدنکاران مدام به دنبال راه‌های جدید برای انجام یک کار قدیمی هستند. ساده است، هر پیشرفت تکنولوژیکی می‌تواند به معنای نجات جان باشد.

علیرغم اینکه چقدر پیشرفت کرده‌ایم، استخراج هنوز هم می‌تواند کار خطرناکی باشد. تصادفات و تلفات هر ساله رخ می‌دهد و هیچ کس در صنعت حاضر نیست همچنان آن را به عنوان وضعیت موجود بپذیرد. هر داده اضافی جمع آوری شده، فرآیند را ایمن‌تر می‌کند. هر وسیله نقلیه بدون راننده، انسان را از یک موقعیت بالقوه خطرناک دور نگه می‌دارد. هر بهبود جستجویی به اپراتورها در مورد یک خطر قابل اجتناب هشدار می‌دهد.

جهان مثل همیشه به ماینرها نیاز دارد، اما ما به آنها نیاز داریم که در طول این فرآیند ایمن و ایمن باشند و فناوری بخشی از تحقق آن است.با ظهور فناوری‌های نوین در معادن آینده معدنکاری هوشمندتر و ایمن‌تر از همیشه خواهد بود.

جدیدترین اخبار معدن و صنایع معدنی را اینجا بخوانید.