صنعت معدنکاری در اقتصاد جهانی دارای جایگاه ویژه و حیاتی بوده و ضرورت وجود آن برای همگان روشن است. این صنعت مواد اولیه و خام مورد نیاز صنایع متعددی همچون ساختمان، حمل و نقل و تولیدی را فراهم می‌کند. کاهش و اتمام ذخایر سطحی قابل توجه و با کیفیت، معدنکاری را با چالش‌های مختلفی همچون کاهش عیار ماده معدنی، افزایش هزینه‌های عملیاتی و مشکلات زیست محیطی روبه‌رو ساخته است.
به منظور مقابله با چالش‌های موجود بر سر راه توسعه این صنعت، شرکت‌های معدنی و پژوهشگران به دنبال دستیابی به راه‌حل‌های نوآورانه برای غلبه بر این چالش‌ها هستند تا از این مسیر، عدم‌قطعیت‌ها و ریسک‌های عملیاتی معدنکاری را شناسایی کرده و به خوبی مدیریت و کنترل نمایند. با پیشرفت فناوری، متخصصان و مهندسان معدن توانسته‌اند تحلیل‌های مناسبی از شرایط ماده معدنی و عملیات را ارائه کرده و از این طریق، به عملیاتی ایمن‌تر و کارآمدتر و در عین حال بهینه‌تر دست یافته و اثرات منفی این صنعت را تا حد مناسبی کاهش دهند.
در این نوشتار سعی شده‌است برخی از نوآوری‌های اخیر که در صنعت معدنکاری مورد استفاده قرار گرفته را معرفی کرده و اثرات بالقوه آن‌ها را برای این صنعت برجسته نماید.
فناوری اتوماسیون و رباتیک یکی از پیشرفت‌های قابل توجه و کاربردی در معدنکاری بوده‌است. اتوماسیون با کاهش نیاز به حضور نیروی انسانی در فعالیت‌های مختلف معدنکاری اعم از چالزنی، آتشباری، حمل و نقل تجهیزات سنگین و … به بهبود ایمنی عملیات کمک کرده و فعالیت‌های با خطر بالا را به خوبی در دسترس قرار دهد. این فناوری قادر است کارایی عملیات را از طریق افزایش سرعت، کاهش خرابی‌ها و کمینه کردن خطاها بهبود ببخشد.
در سال‌های اخیر شرکت‌های بزرگ معدنی اقدام به پیاده‌سازی فناوری استخراج خودکار با استفاده از کامیون‌ها، دریل‌ها و لودرهای خودران کرده‌اند که امکان فعالیت به صورت 7/24 را در معدن فراهم ساخته و در نتیجه افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های عملیاتی را رقم زده‌است.
هوش مصنوعی و یادگیری ماشین قادر است نقش ویژه‌ای در بهبود دقت در عملیات از اکتشاف تا استخراج مواد معدنی ایفا کند. استفاده از این فناوری‌ها در اکتشاف، به شناسایی ذخایر ماده معدنی و پیش‌بینی اکتشاف ذخایر جدید کمک می‌کند. یادگیری ماشین با استفاده از داده‌های عملیات استخراج، می‌تواند داده‌ها را تجزیه و تحلیل نموده و الگوهایی که برای افزایش کارایی و کاهش هزینه‌ها وجود دارد را شناسایی کرده و در راستای بهینه کردن عملیات قدم بردارد.
کاربرد قابل توجه دیگر برای این فناوری‌ها، توسعه راهبردهای نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه ماشین‌آلات معدنی است. با جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده‌های حسگرها و سایر منابع داده‌ای، سامانه های هوش مصنوعی قادر هستند که زمان مربوط به نگهداری و تعمیرات را پیش‌بینی کرده و از این طریق، خرابی‌ها و توقف‌های بدون برنامه را کاهش داده و کارایی و اثربخشی ماشین آلات در عملیات را بهبود دهند.
نقشه برداری و اکتشاف ذخایر معدنی از پیش نیازهای صنعت معدنکاری است که این مهم در سال های اخیر با استفاده از پهپادها و تصاویر ماهواره‌ای با سهولت بیشتری در دسترس قرار گرفته است. پهپادها امکان جمع آوری داده‌های قابل اطمینان از سایت‌های معدنی شامل توپوگرافی، زمین شناسی و پوشش گیاهی را در اختیار قرار می‌دهند که می‌توان از این داده‌ها برای تهیه نقشه‌های سه بعدی با دقت و وضوح بالا استفاده کرد. این امر می‌تواند مهندسان معدن را در شناسایی خطرات بالقوه یاری رسانده و عملیات بهینه را به دنبال داشته باشد.
علاوه بر این، تصاویر ماهواره ای برای بررسی های اولیه و نظارت و تجزیه و تحلیل معادن قابل استفاده است. از این فناوری برای شناسایی تغییرات پوشش گیاهی و شرایط زمین استفاده می‌شود و می‌تواند مشکلات مربوط به انباشت باطله‌ها و محیط زیست را شناسایی کرده و اقدامات مورد نیاز برای آن را با استفاده از سایر فناوری‌ها از جمله هوش مصنوعی و یادگیری ماشین تعیین کند.
واقعیت افزوده و واقعیت مجازی از جمله فناوری‌هایی هستند که در بهبود ایمنی و آموزش در عملیات معدنکاری کاربردهای متعددی دارند. از واقعیت مجازی برای دسترسی و تجربه همه جانبه برای مهندسان معدن می توان بهره برد تا به تمرین و بررسی سناریوهای عملیاتی مختلف در یک شرایط کنترل شده پرداخته شود. همچنین از این فناوری برای آموزش شرایط اضطراری یا شبیه‌سازی روش‌های مختلف استخراج برای مهندسان معدن می‌توان بهره گرفت.
واقعیت افزوده قادر است تجسم نسبتا واقعی و مناسبی از شرایط کاری در معادن زیرزمینی را برای معدنکاران فراهم سازد. این فناوری با استفاده از دوربین ها و حسگرها یک پوشش دیجیتال را برای معدنکاران ایجاد کرده تا درک بهتری از محیط و خطرات احتمالی داشته باشند.
معدنکاری پایدار یکی از مواردی است که در سال های اخیر در معادن دنیا مدنظر قرار گرفته و برنامه ریزی های متعددی برای رفع نگرانی های فزاینده در مورد اثرات زیست محیطی فعالیت های معدنکاری انجام شده‌است. شرکت‌های معدنی در حال حاضر در حال اجرای روش‌های استخراج پایدار معادن هستند که کاهش تولید آلاینده‌ها به خصوص کربن و افزایش بهره‌وری منابع را به دنبال دارد. استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر، حفاظت از منابع آب با بهینه سازی مصرف و بازیابی آب، جلوگیری از آلودگی منابع آب و توسعه فناوری‌های سازگار با محیط زیست از جمله فعالیت‌های در حال اجرا در این زمینه است.
ردیابی و کنترل و شفافیت در صنعت معدن از دیرباز با مشکلاتی همراه بوده است که استفاده از فناوری بلاک چین می تواند این مساله را تا حدی حل کند. از این فناوری به منظور دستیابی به راهی ایمن و شفاف در ردیابی مواد معدنی از مرحله تولید تا مصرف کننده نهایی استفاده می شود. این فناوری از طرفی به دلیل ثبت روندها به صورت دقیق، امکان بررسی منشا ماده معدنی و رعایت اصول معدنکاری پایدار را فراهم می‌سازد.
برای جمع بندی مطالب ارائه شده می توان این‌گونه بیان کرد که مهندسی معدن و صنعت معدنکاری در آینده با چالش‌های مختلفی رو به‌رو خواهد بود که نوآوری می‌تواند در رفع و حل این چالش‌ها نقش کلیدی و حیاتی ایفا نماید. نوآوری و به دنبال آن فناوری می‌تواند راهگشای مسائل ایمنی، کارایی و پایداری معادن شده و با کاهش اثرات زیست محیطی، این موارد را بهبود دهد. فناوری‌های نوظهور می‌توانند به تکامل صنعت کمک کرده و فرصت‌ها و چالش‌های جدیدی را برای بهبود عملیات و بهره‌وری پیش روی این صنعت قرار دهند.
نویسنده: علی جبین‌پور
درباره خدمات مرکز توسعه دیاکو در زمینه هوشمندسازی معادن اینجا بخوانید.
En
دیدگاه خود را بنویسید.