نوآوری فناورانه در معدن

نوآوری در معدن

پیشرفت سریع نوآوری و تکنولوژی در معدن، از جمله اتوماسیون، دیجیتالی‌سازی و برق‌رسانی، تأثیر اساسی در بخش معدن دارد. نمونه‌ای از تکنولوژی‌های جدید که در حال حاضر  این بخش را تغییر می‌دهند شامل موارد زیر است: وسایل نقلیه خودران، از جمله کامیون‌های باری، لودر و قطارهای مسافت طولانی، مراکز عملیاتی از راه‌دور، سیستم‌های حفاری خودکار و تونل، GIS / GPS، هواپیماهای بدون سرنشین برای نظارت بر تجهیزات خودران، حسگرهای هوشمند، تکنولوژی‌های پوشیدنی و یادگیری ماشین. موارد ذکرشده گام بزرگی در تحقق پیاده‌سازی نوآوری در معدن است.

محرک‌های این تغییر، بسیار زیاد و  عموما شناخته شده هستند و چرخه معدنکاری برای ادغام بسیاری از این فناوری‌ها کاملا مناسب است. هزینه‌های نیروی کار به دلیل کمبود مهارت، افزایش نیاز به نیروی کار و حق بیمه زیادی که در این بخش وجود دارد برای بسیاری از شرکت‌های معدنی بالا است. فناوری‌های خودکار به شرکت‌ها این امکان را می‌دهند تا پرسنل را از شرایط خطرناک کار خارج کنند. بهره‌وری و سودمندی می‌تواند قابل توجه باشد، به ویژه برای آن دسته از شرکت‌هایی که در مناطق دور افتاده با هزینه سوخت بالا کار می‌کنند. هزینه‌های این فناوری، در بعضی مواقع به سرعت در حال كاهش است و به شركت ها فرصت بیشتری می‌دهد تا هزینه‌های عملیاتی خود را در برابر بازارهای بی ثبات کالا کاهش و مدیریت کنند. و از آنجا که اثبات شده است که این فناوری‌ها از نظر تجاری و از نظر اقتصادی سودمند هستند، ریسک مربوط به پذیرش آنها کاهش می‌یابد و شرکت‌ها برای رقابت با دیگر رهبران فناوری با فشارهایی روبرو می شوند.

پیامدهای تکنولوژی در معدن

پیامدهای نوآوری تکنولوژی در معدن بی‌شمار است و به نظر این تغییر اجتناب ناپذیر است. مجمع جهانی اقتصاد (WEF) تخمین می‌زند که ماشین‌های خودران تا سال ۲۰۲۵امری عادی خواهند بود و داشتن این ماشین‌های ۲۴ ساعته در روز، در سطح بالایی از بهره‌وری و با هزینه‌های پرسنل کم، می تواند ارزش ۵۶ میلیارد دلار را به صنعت اضافه کند. در همان مطالعه، WEF تخمین می‌زند که استفاده از سنسورهای هوشمند می‌تواند ۳۴ میلیارد دلار ارزش برای صنعت معدن ایجاد کند، این امر با تسهیل در نگهداری، پیش‌بینی، بهبود استفاده از تجهیزات، کاهش زمان خرابی و فرسودگی تجهیزات و کاهش دفعات حوادث بهداشتی و ایمنی اتفاق می‌افتد. دیجیتالی‌سازی، از طریق بهبود سلامت و ایمنی می‌تواند حدود ۱۰۰۰ نفر را نجات دهد و از آسیب ۴۴۰۰۰ نفر جلوگیری کند.

معادن نه تنها از نظر جغرافیایی در حال دورتر شدن هستند بلکه در عمق نیز پایین‌تر می‌روند. از آنجا که دسترسی به بسیاری از ذخیره‌ها دشوارتر و گران می‌شود، شرکت‌ها به طور در حال رشدی به دنبال فرصت‌هایی برای کاهش هزینه‌های عملیاتی خود از طریق نوآوری هستند. برای معادن عمیق که با وسایل نقلیه و ژنراتورهای معمولی کار می‌کنند، هزینه‌های تهویه و برودتی می‌تواند بسیار زیاد باشد. اما بدون سرمایه‌گذاری کافی، کار در عمق غیرممکن است. فراتر از اتوماسیون و دیجیتالی‌سازی، شرکت‌های معدنی در تلاشند تا با استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی این چالش را برطرف کنند.

وقتی که صحبت از مصرف برق می‌شود، صنعت معدنکاری معمولاً از سایر بخشهای صنعتی عقب مانده است. با این حال، با کاهش شدید هزینه‌ها و پیشرفت سریع فناوری، استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی در معدن، خصوصاً برای نیازهای عملیاتی منحصر به فرد این بخش، بیشتر و بیشتر معنی‌دار می‌شود. باتری‌ها به عنوان جایگزینی برای دیزل، می‌توانند با سرعت بیشتری شارژ شوند، به راحتی تعویض شوند، چرخه‌های کار بیشتری را تحمل کنند بدون اینکه توان آنها کم شود و همچنین می‌توانند به روش‌های مختلفی شارژ شوند (از جمله، به صورت بی‌سیم یا از طریق ترمز). علاوه بر این، تجهیزات الکتریکی با باتری منجر به کاهش صدا، لرزش کمتر و کاهش انتشار گاز در معدن می‌شوند.

در نتیجه این پیشرفت‌ها، شرکت‌های بزرگ، از جملهGlencore ،Goldcorp ، Kirkland Lake و Hecla Mining، اکنون تجهیزات الکتریکی جدیدی را آزمایش و اجرا می‌کنند. یک مزیت اساسی شارژ برای وسایل نقلیه الکتریکی باتری‌دار است، این به شرکت‌های معدنی اجازه می‌دهد ماشین‌ها را از چندین تولید کننده سفارش دهند در حالی که از تکرار زیرساخت‌ها جلوگیری می‌کنند. همکاری بین این ارائه‌دهندگان تجهیزات برای پیگیری سریع نوآوری در برق بسیار مهم است و توسط شورای نوآوری معدن کانادا و گروه استاندارد و معیارهای معدن جهانی ترویج می‌شود.

دولت‌ها باید تغییرات ناشی از تکنولوژی قابل توجهی را در بخش معدن تهیه کنند. یک نیاز فوری برای ایجاد اطمینان از منافع مالی، افزایش کارایی و بهره‌وری مرتبط با تکنولوژی وجود دارد که به تنهایی نمی‌تواند توسط شرکت‌ها تامین شود. دولت‌ها و جوامع باید برای دستیابی به ارزش مشترک از معدنکاری ادامه دهند. ممکن است ارزش اشتراکی تضعیف شود زیرا فناوری‌های اتوماسیون و هوش مصنوعی (AI) اشتغال و سرمایه‌گذاری در جوامع محلی را کاهش می‌دهند، به صنایع اجازه می دهد سهم بیشتری از ارزش حاصل از توسعه منابع را حفظ کنند و اشتغال را به مشاغل بدون نیاز به مهارت با درآمد کم و با مهارت‌های مورد نیاز با درآمد بالا تقسیم کنند. از آنجایی که دولت‌ها برای حمایت از توسعه اتوماسیون و فناوری‌های AI سرمایه‌گذاری می‌کنند، بسیار مهم است که آنها تأثیرات بالقوه خود را درک و کاهش دهند. به عنوان مثال، هنگامی که مزایای جوامع محلی از بین می‌رود (مانند اشتغال، مزایای جامعه، سرمایه‌گذاری‌های درون جامعه و بودجه برای حمایت‌های اجتماعی)، نیاز به دولت‌ها این است که با استفاده از مزایای توسعه مواد معدنی، رویکرد عادلانه‌تری را برای ادغام فناوری  تضمین کنند. دولت‌ها باید فرصت‌های افزایش ارزش افزوده پایین دست، رژیم‌های مالی اصلاح شده برای بهبود درآمدزایی، انتقال دانش و فن آوری‌های جدید از بخش خصوصی به شرکت‌های دولتی و اینکه چگونه می‌توان از سرمایه گذاری‌های زیرساخت‌های معدنی به نفع جوامع و صنایع دیگر بهره برد را کشف کنند.

معدن سنگ آهن RIO TINTO’S PILBARA در غرب استرالیا

 برنامه Rio Tinto’s Mine of the Future در سال ۲۰۰۸ راه‌اندازی شد و از زمان تاسیس تاکنون به موفقیت‌های چشمگیری در اتوماسیون دست یافته است. این برنامه برای کمک به شرکت در یافتن روش‌های ابتکاری استخراج مواد معدنی ضمن کاهش تأثیرات زیست محیطی و بهبود ایمنی کارگران تاسیس شده است: این برنامه به شرکت‌ در تبدیل شدن به خودکارترین عملیات استخراج معدن در جهان کمک کرده است. اتوماسیون منجر به پیشرفت‌های مهم در معادن سنگ آهن این شرکت در منطقه پیلبارا در استرالیای غربی شده است. ریوتینتو در حال حاضر بزرگترین مالک و مجری سیستم‌های حمل و نقل خودکار (AHS) در جهان است و دارای ۷۱ کامیون خودمختار می‌باشد که در پیلبارا فعالیت می‌کنند. کامیون‌های AHS با هدایت فناوری GPS اکنون تقریباً ۲۰ درصد از مواد عملیاتی را جابجا می‌کنند و این اتوماسیون به شما کمک می‌کند تا بتوانند مواد را با کارایی و ایمنی بیشتری جابجا کنند. بهره‌وری شرکت در حال بهبود است: کامیون‌های AHS می‌توانند تقریباً ۲۴ ساعت در روز، هر روز از سال کار کنند و دیگر برای تغییرات شیفتی و تعطیلات کارمندان متوقف نمی‌شوند، بلکه فقط برای سوخت‌گیری و نگهداری از کار خارج می‌شوند. در اواخر سال ۲۰۱۷، این شرکت اعلام کرد قصد دارد ۴۸ مورد دیگر از کامیون‌های خود را با فناوری AHS بهبود دهد، که ناوگان کامیون‌های AHS آنها را تا پایان سال ۲۰۱۹ به ۱۳۰ دستگاه افزایش می‌دهد.

ریوتینتو

تاثیرات نوآوری در ریوتینتو

تأثیر تجمعی باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری شده است. صرفه جویی در هزینه‌های اتوماسیون باعث مقاومت بیشتر شرکت در برابر بالا و پایین آمدن قیمت کالاها شده است، در عین حال این امر به ریو تینتو برای دست‌یابی به کمترین هزینه تولید کننده سنگ آهن در منطقه پیلبارا کمک می‌کند. ایمنی کارگران از طریق بهبود قرار گرفتن کارکنان در معرض خطرات و آسیب‌های مرتبط با کار با تجهیزات سنگین بالا رفته است. از زمان تصویب، ناوگان خودران به طور متوسط ۱۴ درصد عملکرد بالاتری نسبت به ناوگان سرنشین‌دار داشته و هزینه‌های عملیاتی نیز ۱۳ درصد کاهش یافته است. علاوه بر AHS، در سال ۲۰۱۶ ریو تینتو شروع به آزمایش اولین سیستم راه آهن از راه دور کاملاً مستقل و سنگین در جهان کرد که به شرکت در تأمین خواسته‌های افزایش تولید بدون نیاز به اضافه کردن قطارهای اضافی کمک خواهد کرد.

همچنین این شرکت در تجارت سنگ آهن خود از هفت سیستم مته خودکار (ADS) استفاده می‌کند که برای حفاری سوراخ‌های انفجار تولید می‌شوند. از زمان معرفی آنها، ADS باعث کاهش ۱۰ درصد خرابی کمتر در مقایسه با موارد سرنشین‌دار سنتی شده است، در حالی که کارکنان را در معرض انفجار و خطرات ذاتی آن نیز نمی‌گذارد. تکنولوژی‌های بیشتر از طریق این برنامه در حال آزمایش است. این شرکت در حال آزمایش استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای اندازه‌گیری ذخایر و کمک به فعالیت‌های زیست محیطی و به طور همزمان  کاهش خطرات برای پرسنل است. علاوه بر این، یک ابزار تصویری سازی زیرزمینی جدید به نام RTVis که مانند دستگاه سونوگرافی کار می‌کند، به ارائه تصاویر سه بعدی در لحظه از کانسارهای سنگ واقع در زیر سطح زمین کمک می‌کند. همراه با AHS، این فناوری تصویربرداری منجر به افزایش میزان بازیافت سنگ معدن و کاهش هزینه‌ها (زیرا حفاری و انفجار دقیق‌تر را امکان پذیر می‌سازد)، کاهش استفاده از مواد منفجره و طبقه بندی بهتر باطله‌ها شده است. تمام این ماشین‌های خودکار از راه دور از یک مرکز عملیاتی در پرت کنترل می‌شوند. این سیستم شامل ابزارهای تجسم و همکاری در سراسر زنجیره تقاضا است، که به اپراتورها اطلاعات در لحظه مورد نیاز برای بهینه سازی استخراج، نگهداری و تدارکات را در سراسر استرالیای غربی ارائه می‌دهد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *