矿业是全球各地开采的矿产品的来源。工业和建筑项目需要这些矿物和矿产品。此外,汽车、道路、房屋、工作场所、计算机和手机等一切都以某种方式使用矿产品或副产品。此外,地下采矿技术是许多国家的重要收入来源,也是通过出口矿产品支持经济的重要手段。
什么是地下采矿技术?
地下采矿是指从地表开采矿物、金属、矿石和其他材料的多种地下方法。硬岩地下采矿和软岩采矿工艺是两种地下采矿方法。前者与提取金、银、锌和镍等硬矿物有关,后者指提取盐和煤等软矿物的方法。
地下采矿主要分为两个阶段:研究采矿和生产采矿。前者需要挖掘废石,以获取宝石、矿石和矿物。爆破、分级、加固和爆破是开发采矿过程中的所有阶段。
另一方面,生产采矿分为两个阶段:浅孔采矿和深孔采矿。浅孔采矿与开发采矿类似,都是开采实际矿石。在矿石内部或矿石表面以下多次挖掘构成了长孔采矿。
自从进入数字时代以来,没有哪个领域可以独善其身,地下采矿技术也不例外。由于采矿业对国家经济和数百万人的生活有着如此重大的影响,学术界不可避免地会提出各种方法,利用技术改进传统的采矿工艺,Newtrax 等公司就是这样做的。以下是地下采矿领域一些最重要的技术进步:
物联网与采矿
物联网(IoT)有望优化和改善采矿业务,使其远远超过目前的水平。这是因为物联网能够收集采矿活动产生的大量数据。
这些信息可用于远程监控作业,使其更安全、更高效、更可持续。采矿作业期间收集的信息可用于确定采矿卡车等待的时间(相当于浪费资源)、将材料装入卡车所需的时间、需要进行多少维护等。
物联网(IoT)是一种基于无线技术、微机电系统(MEMS)和互联网融合的新型网络技术,可通过引入新方法来维护矿山安全和生产,从而彻底改变采矿业。
该技术包括使用射频识别设备(RFID)和传感器技术,为机器、车队和人员创建独特的标识符,使其能够在网络上移动和获取数据,而无需人与人或人与计算机之间的地下采矿通信系统。物联网平台可以提高整个采矿作业的可追溯性和可视性。此外,它还可以让计算机在无需人工干预的情况下观察、识别和了解采矿作业的不同方面,并自动改善机器维护和操作。
思科和其他网络公司积极与行业合作伙伴合作,为采矿业提供量身定制的物联网解决方案。
智能采矿
智能采矿的出现有望在未来几年彻底改变采矿业。采矿是由劳动力和数学计算共同控制的--智能采矿有望从采矿过程中去除劳动力因素,从而优化整个采矿过程,使其更具成本效益和能源效率。过去人们从事的许多危险劳动,现在将由机器来完成,这些机器按照预先设定的时间表工作,实现了自动化。
区块链技术和采矿
成本上升和对效率的担忧促使采矿业开发高效和可持续的技术,以替代或补充传统的采矿工艺。这种效率的很大一部分来自于采矿供应链的优化,而区块链正是朝着这个方向迈出的一步。
通过在采矿流程的供应链中使用区块链技术,可以建立透明的分销网络,并灌输可追溯性和安全性。
3D 成像技术
在近距离探测系统采矿方面,三维成像技术为大规模矿山勘探带来了革命性的变化,并将继续在各种新技术中大显身手。虽然地震勘测用于调查潜在矿址的地质情况并不是什么新鲜事,但三维成像技术大大提高了这些调查的效率。
三维激光扫描是一种新颖的三维成像技术,它利用激光收集空间数据,使地质学家能够通过整合地表测绘数据绘制三维地质图。
尽管三维射线追踪技术广泛应用于工程、建筑设计和法医调查等其他领域,但对于采矿业来说,它还是一种相对较新的方法。岩石工程师、气流工程师、安全官员以及勘测危险或难以进入的采矿环境的人员都受益于这项技术。
自动钻孔
使用机器人和遥控钻井系统可以使地面钻井作业更安全、更高效。远程操作钻井系统由一个用户友好型操作站组成,该操作站可安装在各种移动平台上,并与钻机的无线网络相连。
该技术可使操作人员在安全距离内进行钻探,而无需接近危险区域。利用遥控摇摄/变焦/俯仰拍摄的杆件处理、钻孔和拖曳控制装置播放实时图像、实时视频和数据通信,包括所有钻孔控制系统和设备状态。井下矿井跟踪系统持续显示在操作中心配置的图形屏幕上。这是一种既高效又有效的竖井和隧道挖掘方法。
随着露天矿的使用寿命到期,以及在地下深处发现新的矿藏,采矿业正变得越来越地下化。使用传统的竖井和隧道掘进设备建造地下矿井。另一方面,事实证明这在技术上具有挑战性,成本高昂且耗时。
消耗铜的细菌
由于某些矿物成分的提取不经济,因此最终会被遗留下来。矿业公司通常会将其作为垃圾处理掉,或用作其他化学作业的替代品。
然而,像铜这样的稀有矿物正变得越来越有价值;从尾矿中回收矿物在未来可能变得经济可行。巴西矿业公司淡水河谷与圣保罗大学合作研究一种潜在的新方法,利用微生物从尾矿中提取铜矿物;如果将这种方法推广到其他矿物,将彻底改变尾矿管理并提高矿物产量。这项开创性的技术将有助于提取铜等稀有矿物质;在开采的每吨矿石中,铜的纯度仅为 1%。
