L'industria mineraria è la fonte di materie prime minerarie estratte in tutto il mondo. I progetti industriali e di costruzione hanno bisogno di questi minerali e prodotti minerari. Inoltre, ogni cosa, dalle automobili, alle strade, alle case, ai luoghi di lavoro, ai computer e ai telefoni cellulari, utilizza in qualche modo materiali o sottoprodotti estratti. Inoltre, la tecnologia di estrazione sotterranea è una fonte significativa di reddito per molte nazioni e un mezzo essenziale per sostenere le loro economie attraverso l'esportazione dei minerali estratti.
Che cos'è la tecnologia mineraria sotterranea?
L'estrazione mineraria sotterranea si riferisce ai numerosi metodi sotterranei per l'estrazione di minerali, metalli, minerali e altri materiali dalla superficie terrestre. L'estrazione sotterranea di rocce dure e quella di rocce tenere sono due tipi di metodi di estrazione sotterranea. Il primo riguarda l'estrazione di minerali duri come l'oro, l'argento, lo zinco e il nichel, mentre il secondo si riferisce ai metodi di estrazione di minerali morbidi come il sale e il carbone.
L'attività mineraria sotterranea si articola in due fasi principali: la ricerca e la produzione mineraria. La prima consiste nello scavare la roccia di scarto per accedere a pietre, minerali e pietre preziose. Il brillamento, la classificazione, il posizionamento di armature e l'uso di esplosivi sono tutte fasi del processo di sviluppo minerario.
L'estrazione di produzione, invece, si divide in due fasi: l'estrazione a foro corto e l'estrazione a foro profondo. L'estrazione a foro corto è paragonabile all'estrazione di sviluppo, in quanto prevede l'estrazione del minerale vero e proprio. Gli scavi multipli all'interno del minerale o al di sotto della sua superficie costituiscono l'estrazione a foro lungo.
Nessun segmento è stato lasciato intatto dall'alba dell'era digitale, e la tecnologia mineraria sotterranea non fa eccezione. Poiché l'attività estrattiva ha un effetto così significativo sull'economia dei Paesi e sulla vita di milioni di persone, era inevitabile che gli studiosi trovassero vari metodi per migliorare i processi estrattivi convenzionali utilizzando la tecnologia, come hanno fatto aziende come Newtrax. Ecco alcuni dei progressi tecnici più significativi nell'estrazione sotterranea:
IoT e miniere
Si prevede che l'Internet degli oggetti, o IoT, ottimizzerà e migliorerà le operazioni minerarie molto più di quanto non lo siano oggi. Questo perché l'Internet degli oggetti consente di raccogliere enormi quantità di dati prodotti dalle attività estrattive.
Tali informazioni possono essere utilizzate per monitorare a distanza le operazioni, rendendole più sicure, produttive e sostenibili. Le informazioni raccolte durante le operazioni di estrazione possono essere utilizzate per determinare il tempo di attesa dei camion da miniera (che equivale a uno spreco di risorse), il tempo necessario per caricare il materiale sui camion, la necessità di manutenzione e così via.
L'Internet degli oggetti (IoT) è una nuova tecnologia di rete basata sulla confluenza di tecnologie wireless, sistemi microelettromeccanici (MEMS) e Internet, che può rivoluzionare il settore minerario introducendo nuovi metodi per mantenere la sicurezza e la produzione della miniera.
La tecnologia prevede l'utilizzo di dispositivi di identificazione a radiofrequenza (RFID) e di tecnologie di sensori per creare identificatori univoci per macchine, flotte e persone, consentendo loro di muoversi e ottenere dati attraverso una rete senza bisogno di sistemi di comunicazione da uomo a uomo o da uomo a computer nelle miniere sotterranee. La piattaforma IoT può migliorare la tracciabilità e la visibilità dell'intera operazione mineraria. Inoltre, può anche consentire ai computer di osservare, identificare e comprendere i diversi aspetti delle operazioni minerarie senza la necessità di un intervento umano e automatizzare e migliorare la manutenzione e il funzionamento delle macchine.
Cisco e altre aziende di networking collaborano attivamente con i partner del settore per offrire soluzioni basate sull'IoT e adatte al settore minerario.
Estrazione intelligente
Si prevede che l'avvento delle miniere intelligenti rivoluzionerà il settore minerario negli anni a venire. Le miniere intelligenti dovrebbero eliminare l'elemento della forza lavoro dal processo di estrazione, ottimizzando così l'intero processo di estrazione e rendendolo più efficiente in termini di costi ed energia. Gran parte del lavoro pericoloso che l'uomo svolgeva in passato sarà ora svolto da macchine che lavorano secondo un programma prestabilito e sono automatizzate.
Tecnologia blockchain e mining
L'aumento dei costi e le preoccupazioni per l'efficienza hanno spinto l'industria mineraria a sviluppare tecniche efficienti e sostenibili che sostituiscano o integrino i processi estrattivi tradizionali. Gran parte di questa efficienza deriva dall'ottimizzazione della catena di approvvigionamento minerario e la blockchain è un passo in questa direzione.
Utilizzando la tecnologia blockchain nelle catene di approvvigionamento dei processi estrattivi, è possibile creare reti di distribuzione trasparenti e garantire tracciabilità e sicurezza.
Tecnologie per l'imaging 3D
L'imaging 3D ha rivoluzionato l'esplorazione mineraria su larga scala in termini di sistema di rilevamento di prossimità e continua a mostrarsi promettente in una serie di nuove tecnologie. Anche se le indagini sismiche per studiare la geologia dei siti minerari potenziali non sono nuove, la tecnologia di imaging 3D ha aumentato notevolmente l'efficacia di queste indagini.
La scansione laser 3D è un'innovativa tecnica di imaging tridimensionale che utilizza la luce laser per raccogliere dati spaziali e consente ai geologi di creare mappe geologiche 3D integrando i dati della mappatura di superficie.
Nonostante il suo ampio utilizzo in altri settori come l'ingegneria, la progettazione architettonica e le indagini forensi, il ray-tracing 3D è un metodo relativamente nuovo per l'industria mineraria. Gli ingegneri delle rocce, i tecnici del flusso d'aria, i responsabili della sicurezza e coloro che effettuano rilievi in ambienti minerari pericolosi o inaccessibili hanno tratto vantaggio da questa tecnica.
Perforazione automatizzata
Le operazioni di perforazione in superficie possono essere più sicure ed efficienti con l'uso di sistemi di perforazione robotizzati e teleoperati. Un sistema di perforazione teleoperato consiste in una stazione operatore di facile utilizzo che può essere installata su varie piattaforme mobili collegate alla rete wireless dell'impianto di perforazione.
Questa tecnica consente all'operatore di perforare da una distanza di sicurezza senza doversi avvicinare a zone pericolose. Con una fotografia pan/zoom/tilt controllata a distanza per la movimentazione delle aste, la perforazione e i controlli di tramming che trasmettono immagini in tempo reale, video in tempo reale e comunicazione di dati, compresi tutti i sistemi di controllo della perforazione e lo stato delle attrezzature. Il sistema di tracciamento della miniera sotterranea viene visualizzato costantemente su uno schermo grafico configurato al centro operatore. Si tratta di un metodo per scavare pozzi e gallerie efficiente ed efficace.
L'attività estrattiva sta diventando sempre più sotterranea, poiché le miniere a cielo aperto raggiungono la fine della loro vita utile e vengono scoperti nuovi giacimenti minerari in profondità. La costruzione di miniere sotterranee con le tradizionali attrezzature per la perforazione di pozzi e gallerie si è rivelata tecnicamente impegnativa, costosa e lunga. D'altra parte, si è rivelata tecnicamente impegnativa, costosa e lunga.
Batteri che consumano rame
Poiché alcuni minerali sono antieconomici da estrarre, alla fine vengono lasciati. Le imprese minerarie di solito li smaltiscono come rifiuti o li utilizzano come sostituti per altre operazioni chimiche.
Tuttavia, i minerali rari come il rame stanno diventando sempre più preziosi e il recupero dei minerali dagli sterili potrebbe diventare economicamente fattibile in futuro. Vale, una società mineraria brasiliana, collabora con l'Università di San Paolo a un potenziale nuovo metodo per estrarre minerali di rame dagli sterili utilizzando microrganismi, che rivoluzionerà la gestione degli sterili e aumenterà la produzione mineraria se esteso ad altri minerali. Questa tecnica innovativa aiuterebbe a estrarre minerali rari come il rame, che esiste in forma pura solo in 1% di ogni tonnellata di minerale estratto.
