鉱業は、世界中で採掘される鉱産物の供給源である。工業プロジェクトや建設プロジェクトは、これらの鉱物や鉱業商品を必要とする。さらに、自動車、道路、家屋、職場、コンピュータ、携帯電話など、あらゆるものに何らかの形で採掘された材料製品や副産物が使用されている。さらに、地下採掘技術は多くの国にとって重要な収入源であり、採掘された鉱物の輸出を通じて自国の経済を支える不可欠な手段である。
地下採掘技術とは？
坑内採掘とは、地表から鉱物、金属、鉱石、その他の物質を抽出するための多くの地下採掘方法を指す。硬岩地下採掘法と軟岩地下採掘法の2種類がある。前者は金、銀、亜鉛、ニッケルなどの硬い鉱物を採掘する方法で、後者は塩や石炭などの軟らかい鉱物を採掘する方法です。
地下採掘には大きく分けて2つの段階がある。前者は、貴重な石や鉱石、鉱物にアクセスするために廃岩を掘削することである。発破、整地、補強材の設置、爆薬の使用などが、開発採掘のすべての段階である。
一方、生産採掘は短孔採掘と深孔採掘の2段階に分けられる。短孔式採鉱は、実際の鉱石を採取するという点で、開発採鉱に匹敵する。長穴採掘は、鉱石内部または鉱石表面より下を何度も掘削するものである。
デジタル時代の幕開け以来、どの分野も手付かずのままであり、地下採掘技術も例外ではない。鉱業は国の経済や何百万人もの人々の生活に大きな影響を与えるため、ニュートラックスのような企業が行ってきたように、学者たちがテクノロジーを使って従来の採掘プロセスを改善するさまざまな方法を考え出すのは必然だった。ここでは、地下採掘における最も重要な技術的進歩をいくつか紹介しよう：
IoTと鉱業
モノのインターネット（IoT）は、採掘作業を現在よりもはるかに最適化し、改善することが期待されている。モノのインターネットによって、採掘活動から生み出される大量のデータを収集することが可能になるからだ。
このような情報は、作業を遠隔監視し、より安全で、より生産的で、より持続可能なものにするために利用することができる。採掘作業中に収集された情報は、採掘トラックが待機している時間（これは資源の浪費に相当する）、トラックに材料を積み込むのにかかる時間、メンテナンスの必要性などを判断するのに利用できる。
モノのインターネット（IoT）は、ワイヤレス技術、微小電気機械システム（MEMS）、インターネットの融合に基づく新しいネットワーク技術であり、鉱山の安全性と生産を維持するための新しい方法を導入することで、鉱業分野に革命をもたらすことができる。
この技術では、無線周波数識別装置（RFID）とセンサー技術を使用して、機械、フリート、および人に固有の識別子を作成し、人間対人間、または人間対コンピューターの地下採掘通信システムを必要とせずに、ネットワーク全体で移動したりデータを取得したりできるようにする。IoTプラットフォームは、採掘作業全体のトレーサビリティと可視性を向上させることができる。それでもなお、人間の介入を必要とせずに、コンピューターが採掘作業のさまざまな側面を観察、識別、理解し、機械のメンテナンスと操作を自動化して改善することもできる。
シスコをはじめとするネットワーク企業は、鉱業部門に合わせたIoTベースのソリューションを提供するため、業界のパートナーと積極的に協力している。
スマートマイニング
インテリジェント・マイニングの出現は、今後数年間で鉱業部門に革命をもたらすと予想される。採掘は、労働力と数学的計算のミックスによって制御されている。スマート・マイニングは、採掘プロセスから労働力の要素を取り除くことで、採掘プロセス全体を最適化し、コストとエネルギー効率を高めることが期待されている。人が行っていた危険な労働の多くは、あらかじめ設定されたスケジュールに従って働き、自動化された機械によって行われるようになるだろう。
ブロックチェーン技術とマイニング
コストの上昇と効率性への懸念から、鉱業界は従来の採掘プロセスの代替または補完となる効率的で持続可能な技術の開発を促している。その効率化の大部分は、採掘サプライチェーンの最適化によってもたらされ、ブロックチェーンはその方向への一歩となる。
採掘プロセスのサプライチェーンにブロックチェーン技術を利用することで、透明性の高い流通網を構築し、トレーサビリティとセキュリティを浸透させることができる。
3Dイメージング技術
3D画像は、近接探知システム採掘という点で、大規模な鉱山探査に革命をもたらし、さまざまな新しい技術で有望視され続けている。採掘候補地の地質を調査するための地震探査は新しいものではありませんが、3Dイメージング技術は、これらの調査の効果を大幅に向上させました。
3Dレーザースキャニングは、レーザー光を使って空間データを収集する新しい3次元イメージング技術であり、地質学者は表面のマッピングデータを統合して3D地質図を作成することができる。
3Dレイトレーシングは、エンジニアリング、建築設計、法医学的調査などの他の分野で広く使用されているにもかかわらず、鉱業では比較的新しい手法です。岩石技術者、気流技術者、安全担当者、危険な採掘環境やアクセスしにくい採掘環境の調査担当者は、この手法の恩恵を受けています。
自動掘削
地上掘削作業は、ロボットおよび遠隔操作掘削システムの使用により、より安全かつ効率的になる可能性がある。遠隔操作掘削システムは、掘削装置の無線ネットワークにリンクされた様々な移動プラットフォームに設置可能な、使いやすいオペレーター・ステーションで構成されている。
この技術により、オペレーターは危険な領域に近づくことなく、安全な距離から掘削することができる。ロッドハンドリング、掘削、トラミング制御用の遠隔制御パン/ズーム/チルト写真により、すべての掘削制御システムおよび機器の状態を含むリアルタイム画像、リアルタイムビデオ、データ通信を放送。地下鉱山の追跡システムはオペレータ・センターで構成される写実的なスクリーンで絶えず表示される。これは、効率的かつ効果的な坑道掘削方法です。
露天掘り鉱山が耐用年数を迎え、地下深くに新たな鉱脈が発見されるにつれて、採掘はより地中化している。伝統的な立坑掘削機やトンネル掘削機を使って地下鉱山を建設することは、技術的に困難であり、コストと時間がかかることが判明している。一方、技術的に難しく、コストと時間がかかることが判明している。
銅を消費するバクテリア
採掘しても不経済な鉱物もあるため、最終的には残ることになる。鉱業会社は通常、これらをゴミとして処分するか、他の化学作業の代替物として利用する。
しかし、銅のような希少鉱物の価値は高まっており、鉱滓からの鉱物回収は将来、経済的に可能になるかもしれない。ブラジルの鉱業会社ヴァーレは、サンパウロ大学と共同で、微生物を使って鉱滓から銅の鉱物を抽出する新しい方法の開発に取り組んでいる。この画期的な技術は、銅のような希少鉱物の抽出に役立つだろう。銅は、採掘された鉱石1トンのうち、わずか1%しか純粋な形で存在しない。
