광업은 전 세계에서 채굴되는 광물 상품의 원천입니다. 산업 및 건설 프로젝트에는 이러한 광물과 광물 상품이 필요합니다. 또한 자동차, 도로, 주택, 직장, 컴퓨터, 휴대폰 등 모든 제품이 어떤 식으로든 채굴된 원자재나 부산물을 사용합니다. 또한 지하 채굴 기술은 많은 국가의 중요한 수입원이며 채굴된 광물의 수출을 통해 국가 경제를 지탱하는 필수적인 수단입니다.
지하 채굴 기술이란 무엇인가요?
지하 채굴은 지표면에서 광물, 금속, 광석 및 기타 물질을 추출하기 위한 다양한 지하 방법을 말합니다. 지하 채굴 방법에는 경암 지하 채굴과 연암 지하 채굴이 있습니다. 전자는 금, 은, 아연, 니켈과 같은 경질 광물을 추출하는 방법이고, 후자는 소금, 석탄과 같은 연질 광물을 추출하는 방법을 말합니다.
지하 채굴에는 연구와 생산 채굴이라는 두 가지 주요 단계가 있습니다. 전자는 보석, 광석, 광물에 접근하기 위해 폐암을 굴착하는 단계입니다. 발파, 등급 지정, 보강재 배치, 폭발물 설치는 모두 개발 채굴 과정의 단계입니다.
반면 생산 채굴은 얕은 구멍 채굴과 깊은 구멍 채굴의 두 단계로 나뉩니다. 얕은 구멍 채굴은 실제 광석을 추출한다는 점에서 개발 채굴과 비슷합니다. 광석 내부 또는 표면 아래에 여러 개의 굴을 굴착하는 것이 장공 채굴입니다.
디지털 시대가 시작된 이래로 기술의 손길이 닿지 않은 분야는 없으며, 지하 채굴 기술도 예외는 아닙니다. 채굴은 국가 경제와 수백만 명의 삶에 중대한 영향을 미치기 때문에 학계에서는 뉴트랙스와 같은 기업처럼 기술을 이용해 기존 채굴 프로세스를 개선하기 위한 다양한 방법을 고안해낼 수밖에 없었습니다. 다음은 지하 채굴 분야에서 가장 중요한 기술 발전의 몇 가지입니다:
IoT 및 마이닝
사물 인터넷, 즉 IoT는 채굴 작업을 지금보다 훨씬 더 최적화하고 개선할 수 있을 것으로 기대됩니다. 사물 인터넷을 통해 마이닝 활동에서 생성되는 방대한 양의 데이터를 수집할 수 있기 때문입니다.
이러한 정보는 운영을 원격으로 모니터링하는 데 활용되어 더 안전하고 생산적이며 지속 가능한 운영을 가능하게 할 수 있습니다. 채굴 작업 중에 수집된 정보는 채굴 트럭의 대기 시간(자원 낭비에 해당), 트럭에 자재를 적재하는 데 걸리는 시간, 유지보수 필요량 등을 파악하는 데 사용될 수 있습니다.
사물 인터넷(IoT)은 무선 기술, 미세전자기계시스템(MEMS), 인터넷의 융합을 기반으로 하는 새로운 네트워크 기술로, 광산 안전과 생산을 유지하는 새로운 방법을 도입하여 광업 분야에 혁신을 가져올 수 있습니다.
이 기술은 무선 주파수 식별 장치(RFID)와 센서 기술을 사용하여 기계, 차량, 사람에 대한 고유 식별자를 생성함으로써 인간 대 인간 또는 인간 대 컴퓨터 지하 채굴 통신 시스템 없이도 네트워크를 통해 데이터를 이동하고 획득할 수 있게 해줍니다. IoT 플랫폼은 전체 채굴 작업의 추적성과 가시성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 컴퓨터가 사람의 개입 없이도 채굴 작업의 다양한 측면을 관찰, 식별, 이해하고 기계 유지보수 및 운영을 자동화하고 개선할 수 있습니다.
Cisco 및 기타 네트워킹 회사는 업계 파트너와 적극적으로 협력하여 채굴 부문에 맞는 IoT 기반 솔루션을 제공합니다.
스마트 마이닝
지능형 채굴의 등장은 향후 몇 년 동안 채굴 부문에 혁신을 가져올 것으로 예상됩니다. 채굴은 노동력과 수학적 계산의 조합에 의해 제어되는데, 스마트 광산은 채굴 과정에서 작업자의 노동력 요소를 제거하여 전체 채굴 과정을 최적화하고 비용과 에너지 효율을 높일 것으로 예상됩니다. 사람들이 수행하던 위험한 노동의 대부분은 이제 미리 설정된 일정에 따라 작동하고 자동화된 기계가 수행하게 될 것입니다.
블록체인 기술 및 채굴
비용 상승과 효율성에 대한 우려로 인해 채굴 업계는 기존 채굴 프로세스를 대체하거나 보완할 수 있는 효율적이고 지속 가능한 기술을 개발하기 시작했습니다. 이러한 효율성의 상당 부분은 채굴 공급망의 최적화에서 비롯되며, 블록체인은 이러한 방향의 한 단계입니다.
채굴 과정의 공급망에 블록체인 기술을 활용하면 투명한 유통망을 구축하고 추적성과 보안을 강화할 수 있습니다.
3D 이미징을 위한 기술
3D 이미징은 근접 탐지 시스템 채굴이라는 측면에서 대규모 광산 탐사에 혁명을 일으켰으며, 다양한 신기술 분야에서 계속해서 가능성을 보여주고 있습니다. 광산 후보지의 지질 조사를 위한 지진 조사가 새로운 것은 아니지만, 3D 이미징 기술은 이러한 조사의 효율성을 크게 향상시켰습니다.
3D 레이저 스캐닝은 레이저 광선을 사용하여 공간 데이터를 수집하고 지질학자가 표면 매핑 데이터를 통합하여 3D 지질지도를 만들 수 있는 새로운 3차원 이미징 기술입니다.
3D 레이 트레이싱은 엔지니어링, 건축 설계, 법의학 조사 등 다른 분야에서는 광범위하게 사용되고 있지만, 채굴 업계에서는 비교적 새로운 방법입니다. 암석 엔지니어, 기류 엔지니어, 안전 담당자, 위험하거나 접근하기 어려운 광산 환경을 조사하는 사람들이 이 기술의 이점을 누리고 있습니다.
자동 드릴링
로봇 및 원격 운영 시추 시스템을 사용하면 지표면 시추 작업이 더 안전하고 효율적으로 이루어질 수 있습니다. 원격 운영 시추 시스템은 시추 장비의 무선 네트워크에 연결된 다양한 모바일 플랫폼에 설치할 수 있는 사용자 친화적인 운영자 스테이션으로 구성됩니다.
이 기술을 통해 작업자는 위험한 지역에 접근하지 않고도 안전한 거리에서 드릴링할 수 있습니다. 원격으로 제어할 수 있는 팬/줌/틸트 기능으로 막대 취급, 드릴링, 모든 드릴링 제어 시스템 및 장비 상태를 포함한 실시간 이미지, 실시간 비디오 및 데이터 통신을 방송하는 트램밍 컨트롤을 사용할 수 있습니다. 지하 광산 추적 시스템은 운영자 센터에 구성된 그래픽 화면에 지속적으로 표시됩니다. 효율적이고 효과적인 갱도 및 터널 굴착 방식입니다.
노천 광산의 수명이 다하고 지하 깊은 곳에서 새로운 광물 매장지가 발견됨에 따라 채굴은 점점 지하로 내려가고 있습니다. 전통적인 갱도 및 터널 시추 장비를 사용하여 지하 광산을 건설합니다. 반면에 기술적으로 어렵고 비용과 시간이 많이 소요되는 것으로 입증되었습니다.
구리를 소비하는 박테리아
일부 광물 성분은 추출하기에는 경제성이 떨어지기 때문에 결국 남게 됩니다. 채굴 회사는 일반적으로 이를 쓰레기로 처리하거나 다른 화학 작업의 대체물로 활용합니다.
그러나 구리와 같은 희귀 광물의 가치는 점점 더 높아지고 있으며, 광미에서 광물을 회수하는 것이 향후 경제적으로 가능해질 수 있습니다. 브라질의 광업 기업인 발레는 상파울루 대학과 함께 미생물을 이용해 광미에서 구리 광물을 추출하는 새로운 방법을 연구하고 있으며, 이 방법을 다른 광물로 확장하면 광미 관리에 혁명을 일으키고 광물 생산량을 늘릴 수 있습니다. 이 획기적인 기술은 채굴되는 광석 톤당 1%에 불과한 순수한 형태로 존재하는 구리와 같은 희귀 광물을 추출하는 데 도움이 될 것입니다.
