Madencilik, dünyanın her yerinden çıkarılan mineral emtiaların kaynağıdır. Sanayi ve inşaat projeleri bu minerallere ve madencilik ürünlerine ihtiyaç duyar. Ayrıca, arabalar, yollar, evler, işyerleri, bilgisayarlar ve cep telefonlarına kadar her şey bir şekilde madenden çıkarılmış maddi ürünleri veya yan ürünleri kullanır. Dahası, yeraltı madencilik teknolojisi birçok ülke için önemli bir gelir kaynağı ve çıkarılan madenlerin ihracatı yoluyla ekonomilerini desteklemenin temel bir yoludur.
Yeraltı madencilik teknolojisi nedir?
Yeraltı madenciliği, mineralleri, metalleri, cevherleri ve diğer malzemeleri dünya yüzeyinden çıkarmak için kullanılan birçok yeraltı yöntemini ifade eder. Sert kaya yeraltı madenciliği ve yumuşak kaya madenciliği süreci iki tür yeraltı madencilik yöntemidir. İlki altın, gümüş, çinko ve nikel gibi sert minerallerin çıkarılmasıyla ilgiliyken, ikincisi tuz ve kömür gibi yumuşak minerallerin çıkarılmasına yönelik yöntemleri ifade eder.
Yeraltı madenciliğinde iki ana aşama vardır: araştırma ve üretim madenciliği. İlki, değerli taşlara, cevherlere ve minerallere erişmek için atık kayanın kazılmasını gerektirir. Patlatma, tesviye, takviye yerleştirme ve patlayıcılar, geliştirme madenciliği sürecindeki tüm aşamalardır.
Öte yandan, üretim madenciliği iki aşamaya ayrılır: daha kısa delik madenciliği ve derin delik madenciliği. Sığ delik madenciliği, gerçek cevherin çıkarılmasını içerdiği için geliştirme madenciliği ile karşılaştırılabilir. Cevherin içinde veya yüzeyinin altında yapılan çoklu kazılar uzun delik madenciliğini oluşturur.
Dijital çağın başlangıcından bu yana dokunulmadık hiçbir segment kalmadı ve yeraltı madencilik teknolojisi de bir istisna değil. Madencilik, ülkelerin ekonomisi ve milyonlarca insanın yaşamı üzerinde bu kadar önemli bir etkiye sahip olduğundan, Newtrax gibi firmaların yaptığı gibi, akademisyenlerin teknolojiyi kullanarak geleneksel madencilik süreçlerini iyileştirmek için çeşitli yöntemler bulması kaçınılmazdı. İşte yeraltı madenciliğindeki en önemli teknik gelişmelerden bazıları:
IoT ve madencilik
Nesnelerin İnterneti veya IoT'nin madencilik faaliyetlerini bugün olduğundan çok daha fazla optimize etmesi ve iyileştirmesi beklenmektedir. Bunun nedeni, Nesnelerin İnternetinin madencilik faaliyetleri tarafından üretilen büyük miktarda verinin toplanmasına olanak sağlamasıdır.
Bu tür bilgiler, operasyonları uzaktan izlemek, daha güvenli, daha üretken ve daha sürdürülebilir hale getirmek için kullanılabilir. Madencilik operasyonları sırasında toplanan bilgiler, maden kamyonlarının beklemek için ne kadar zaman harcadığını (bu da kaynakların boşa harcanması anlamına gelir), kamyonlara malzeme yüklemenin ne kadar zaman aldığını, ne kadar bakıma ihtiyaç duyulduğunu vb. belirlemek için kullanılabilir.
Nesnelerin İnterneti (IoT), kablosuz teknolojilerin, mikroelektromekanik sistemlerin (MEMS) ve internetin birleşmesine dayanan yeni bir ağ teknolojisidir ve maden güvenliği ve üretimini sürdürmek için yeni yöntemler sunarak madencilik sektöründe devrim yaratabilir.
Bu teknoloji, makineler, filolar ve insanlar için benzersiz tanımlayıcılar oluşturmak üzere radyo frekansı tanımlama cihazlarını (RFID) ve sensör teknolojilerini kullanarak, insandan insana veya insandan bilgisayara yeraltı madenciliği iletişim sistemlerine ihtiyaç duymadan bir ağ üzerinde hareket etmelerini ve veri elde etmelerini sağlar. IoT platformu, tüm madencilik operasyonunun izlenebilirliğini ve görünürlüğünü artırabilir. Yine de, bilgisayarların insan müdahalesine gerek kalmadan madencilik operasyonlarının farklı yönlerini gözlemlemesine, tanımlamasına ve anlamasına ve makine bakımını ve çalışmasını otomatikleştirmesine ve iyileştirmesine de olanak sağlayabilir.
Cisco ve diğer ağ firmaları, madencilik sektörüne özel IoT tabanlı çözümler sunmak için endüstri ortaklarıyla aktif olarak işbirliği yapmaktadır.
Akıllı Madencilik
Akıllı madenciliğin ortaya çıkışının önümüzdeki yıllarda madencilik sektöründe devrim yaratması beklenmektedir. Madencilik, işgücü ve matematiksel hesaplamaların bir karışımı ile kontrol edilmektedir - akıllı madenlerin madencilik sürecinden işgücü unsurunu çıkarması, böylece tüm madencilik sürecini optimize etmesi ve daha maliyet ve enerji verimli hale getirmesi beklenmektedir. Eskiden insanların yaptığı tehlikeli işlerin çoğu artık önceden belirlenmiş bir programa göre çalışan ve otomatikleştirilmiş makineler tarafından yapılacaktır.
Blockchain teknolojisi ve madencilik
Artan maliyetler ve verimlilikle ilgili endişeler, madencilik sektörünü geleneksel madencilik süreçlerinin yerine geçecek ya da onları tamamlayacak verimli ve sürdürülebilir teknikler geliştirmeye sevk etmiştir. Bu verimliliğin büyük bir kısmı madencilik tedarik zincirinin optimize edilmesinden gelmektedir ve blok zinciri bu yönde atılmış bir adımdır.
Madencilik süreçlerinin tedarik zincirlerinde blok zinciri teknolojisi kullanılarak şeffaf dağıtım ağları kurulabilir, izlenebilirlik ve güvenlik sağlanabilir.
3D görüntüleme için teknolojiler
3D görüntüleme, yakınlık tespit sistemi madenciliği açısından büyük ölçekli maden aramalarında devrim yaratmıştır ve çeşitli yeni teknolojilerde umut vaat etmeye devam etmektedir. Muhtemel maden sahalarının jeolojisini araştırmaya yönelik sismik araştırmalar yeni olmamakla birlikte; 3D görüntüleme teknolojisi bu araştırmaların etkinliğini önemli ölçüde artırmıştır.
3D lazer tarama, uzamsal veri toplamak için lazer ışığını kullanan ve jeologların yüzey haritalama verilerini entegre ederek 3D jeolojik haritalar oluşturmasına olanak tanıyan yeni bir üç boyutlu görüntüleme tekniğidir.
Mühendislik, mimari tasarım ve adli soruşturma gibi diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmasına rağmen; 3D ışın izleme, madencilik endüstrisi için nispeten yeni bir yöntemdir. Kaya mühendisleri, hava akımı mühendisleri, güvenlik yetkilileri ve tehlikeli veya erişilemeyen madencilik ortamlarını inceleyenler bu teknikten faydalanmaktadır.
Otomatik sondaj
Robotik ve teleoperasyonlu sondaj sistemlerinin kullanımıyla yerüstü sondaj operasyonları daha güvenli ve daha verimli hale gelebilir. Teleoperasyonlu bir sondaj sistemi, sondaj makinesinin kablosuz ağına bağlı çeşitli mobil platformlara kurulabilen kullanıcı dostu bir operatör istasyonundan oluşur.
Bu teknik, operatörün tehlikeli bölgelere yaklaşmak zorunda kalmadan güvenli bir mesafeden sondaj yapmasını sağlar. Uzaktan kumandalı pan/zoom/tilt fotoğrafı ile tij taşıma, sondaj; ve tüm sondaj kontrol sistemi ve ekipman durumu dahil olmak üzere gerçek zamanlı görüntüler, gerçek zamanlı video ve veri iletişimi yayınlayan tramvay kontrolleri. Yeraltı maden takip sistemi, operatör merkezinde yapılandırılmış bir grafik ekranda sürekli olarak görüntülenir. Şaft ve tünel kazmak için hem verimli hem de etkili bir yöntemdir.
Açık ocak madenleri faydalı ömürlerinin sonuna ulaştıkça ve yerin derinliklerinde yeni maden yatakları keşfedildikçe madencilik daha fazla yeraltına iniyor. Geleneksel şaft ve tünel açma ekipmanları kullanarak yeraltı madenleri inşa etmek. Öte yandan, teknik açıdan zorlayıcı, maliyetli ve zaman alıcı olduğu kanıtlanmıştır.
Bakır tüketen bakteriler
Bazı mineral içeriklerin çıkarılması ekonomik olmadığından, sonunda bırakılacaktır. Madencilik firmaları genellikle bunları çöp olarak bertaraf eder veya diğer kimyasal işlemler için ikame olarak kullanır.
Bununla birlikte, bakır gibi nadir bulunan mineraller daha değerli hale gelmektedir ve atıklardan mineral geri kazanımı gelecekte ekonomik olarak uygulanabilir hale gelebilir. Brezilyalı bir madencilik şirketi olan Vale; Sao Paulo Üniversitesi ile birlikte mikroorganizmalar kullanarak atıklardan bakır minerallerini çıkarmak için potansiyel yeni bir yöntem üzerinde çalışıyor; bu yöntem atık yönetiminde devrim yaratacak ve diğer minerallere de genişletilirse mineral üretimini artıracak. Çığır açan bu teknik, çıkarılan her ton cevherin sadece 1%'sinde saf halde bulunan bakır gibi nadir minerallerin çıkarılmasına yardımcı olacaktır.
