地下采矿电气设备的未来

矿业是一个具有数百年历史的世界性行业，它植根于人类文明的基础，对许多主要经济体都有重大影响。就收入和销售物品而言，采矿业占全球 GDP 的近 12%。采矿业一直是地球上的需求，并将继续存在。

采矿业传统上依靠化石燃料来运行地下采矿机器，是众所周知的碳密集型产业。现在出现了一种新趋势，地下采矿电气设备就是一种相对较新的创新。

越来越多的人要求矿业公司更加关注可持续发展。矿业公司也面临着来自当地社区、消费者和政府的压力。各行各业的人们都要求矿业公司减少温室气体排放、改善空气质量、保护矿区附近居民的健康和安全。

在这种情况下，以电池为动力的地下采矿电气设备开始取代装有柴油发动机的车辆，装有电动马达的设备开始取代液压设备。

与标准的柴油动力技术相比，使用地下采矿电气设备有若干优势。不过，它也有可能节省资金。

电池与汽油

地下采矿电动汽车的动力可能会超过柴油动力的同类产品。另一方面，在过去十年中，电池的功率越来越大，从而使发动机的功率更大。

因此，如今以电池为动力的地下采矿电气设备的发电量大约是柴油动力设备的两倍。在运输大件货物时，地下采矿电气设备的运输速度比柴油动力卡车快 10%。说到电动汽车，"扭矩绝对是巨大的"。

生产率的提高可能就是这样一个结果。例如，可以考虑更快地装载材料、运输更重的货物以及更快地行驶。

更高效的地下采矿电气设备

这意味着较小的地下采矿电气设备可以运输比大型柴油设备通常更重的货物。如果一辆柴油卡车可以运载 40 吨的货物，那么同样大小的地下采矿电气设备就可以运载 50 吨的货物，例如 LHD 采矿机。

由于地下采矿电气设备的体积减小，隧道也可能变小。因此，与为重型柴油机挖掘矿井相比，为电动机械挖掘新矿井的必要性更小。更小的坑道意味着我们运输的废石更少，节省了大量能源和资金。

采矿业的数字化经常被那些对数字化持怀疑甚至敌视态度的人所误解。他们认为数字化就是变化和不稳定的代名词。

说到经济和整个社会的实际数字革命，其核心是提高工作质量。通过使用数字化技术和程序，采矿作业可能会变得更加 "智能"，数字化技术和程序可使采矿作业实现仪器化、网络化和智能化。

虚拟仿真

连续监测和虚拟模拟只是现代数字流程和控制系统所具备的众多尖端功能中的两项。例如，纠正矿物加工中的问题传统上是一个被动而非主动的过程。如果能及早通过联网的数字系统和软件获取动态信息，就能快速调整路径。

自动化采矿

通过数字化转型，零进入、完全自动化和集成化的矿山将成为可能。因此，矿山将从一开始就考虑自动化规划，流程与矿体相匹配，消除执行过程中的差异。我们将能够充分利用当前的信息流，这是一个巨大的优势。

通过使用 IIoT 技术和数据分析，优化装载时间和频率可能有助于降低油耗、减少车辆维修，甚至缩短运输距离。

采矿云网络

包括采矿业在内的每个主要行业都已因向云计算的转变而发生变化。利用集成的 IT 云平台和云，可以在公司层面实时查看矿山活动。云设备允许工人进行实时协作，提高了地下装载机等采矿作业的安全性和效率。此外，基于云的安全和基础设施服务可在提高能力的同时降低成本。

值得注意的是，尽管数字化转型的重点是让地下机器变得更加智能，但新的硬件、运输和设备技术和工具为所有关键业务提供了无与伦比的智慧和力量。

人工智能采矿

此外，这些新技术还可以与数字化转型活动顺利结合，将数据分析、人工智能和机器学习与智能矿山的统一系统融合在一起。

无人机技术已被采矿业用于各种用途，包括通过飞越对工人有潜在危险的区域来提高安全性。例如，弗里波特麦克莫兰公司（Freeport McMoRan）正在使用无人机帮助建造更陡峭的斜坡，以减少开采矿石前的剥离率和废石。

无人机代替人类

当地质学家或岩土工程师必须进入危险环境时，可以使用无人机进行分析。使用无人机调查矿井还被用于清理爆炸区、采用三维成像和扫描，以及在不适合人类检查的区域提供现场视频和实时数据。

采矿业将继续受到地下采矿电气设备的影响。最新研究显示，到 2028 年，电气化和自动化市场的价值将达到 $150 亿美元。推动这一领域创新的动力是节省燃料、提高效率和增加产量。

提高采矿效率

仅自主牵引系统一项，采矿作业的生产率就有望提高 30%。通过电气化，机械通风和冷却方面的运营支出可减少 20% 至 25%。

力拓和必和必拓等企业正在部署自动运输车和自动巨型钻机，以采矿业公认的效率和生产力开采金属。

机器人和自动化采矿之所以引人入胜，是因为它与人工智能和机器学习技术的发展直接相关。在接受 MiningIQ 调查的采矿专家中，超过 77% 的人认为自动化是最关键的问题。自动化正变得比以往任何时候都更加重要。

全世界对自然资源价值的认识不断提高，这给采矿公司带来了越来越大的压力，要求他们提高环保绩效。幸运的是，我们迄今为止介绍的许多技术进步都能减少采矿作业中的燃料使用、污染、废物和用水量，这是一个好消息。

废物管理

对环境友好的废物管理、酸性矿井排水以及矿区恢复都有助于生态系统的恢复。

但是，"绿色化 "不仅仅是一场时髦的营销活动，也不仅仅是企业的零敲碎打。因此，矿业公司将被寄予厚望，重新思考其业务战略，并在未来符合企业社会责任（CSR）的理念。

在强调企业社会责任的今天，"绿色矿山 "和 "零废料采矿 "等采矿理念有望在未来几年内得到推广。绿色采矿 "的主要目的是通过创新技术、更高效的采矿作业和可持续的实践来减少矿物开采和加工对环境的影响。

零废弃物采矿

对于采矿企业来说，一个好消息是，转向 "绿色 "可能会给他们带来经济上的回报。根据 "绿色矿业倡议"，加拿大安大略省的能源使用量减少了 40%，每年可节省 $4 百万美元。

鉴于矿工每年产生数十亿吨无机废物或副产品，"零废物采矿 "似乎是不可能的。但是，随着越来越多的矿工仔细研究其废物产生量，他们采用新技术来帮助减少废物量。

从赤泥中提取贵重矿物和铁是正在研究的提取工艺之一。

展望未来，一些最有前途的行业正在崭露头角。虽然深海采矿已经存在了一段时间，但水下技术才刚刚开始探索这一领域的可行性。

深海采矿的未来

我们几乎没有勘探过 5% 的深海，因此海底直接存在着巨大的开采前景。深海中存在可以开采的贵重金属。镍、钴、铜和镁等金属可能存在于海底遍布的软球大小的多金属模块中。地下采矿使用的设备不同，但目的相同。

通过将地壳中的热水与冷水相结合，可以形成富含铁、银和金的烟囱地层。在太平洋发现的稀土金属大多存在于水下地壳构造和山脉中。

所有这些深海地层都具有巨大的潜力，但未来的勘探工作也面临着同样巨大的障碍。关于国家和组织是否有权在海洋的某些部分采矿，也将会有一场争论。由于海洋生态系统的微妙性质，环保主义者理所当然地担心采矿的影响。

如果这些困难能够得到妥善处理和解决，深海这一新领域可能会开创采矿生产力的新时代。必须花高价购买能够承受极端深水条件的设备。

虽然某些深海采矿企业在这方面处于领先地位，但该技术仍有待大范围测试。

工程师们从拆除现有地下采矿电气设备的柴油发动机和汽油箱开始，用电池取而代之。如今，整台机器都是围绕电池和电动机构造的，从而创造出了更高效的地下采矿电动车、地下采矿钻探机和采矿中的 LHD 机器。