تحولات معدنکاری در راستای پیاده‌سازی HSE هوشمند

‌می‌متالز - معدن کاری از عناصر اصلی در اقتصاد جهانی است. به زودی وابستگی به صنایع معدنی نه تنها برای تامین سوخت آشکار خواهد شد بلکه این وابستگی، خود را در قالب نیاز برای تامین تمامی کالا‌ها نمایان خواهد ساخت و این موضوع حجم عملیات‌های معدنکاری را چندبرابر خواهد کرد. عملیات‌های معدنی همیشه با ریسک‌های متعدد مالی و جانی همراه بوده است، به طوری که از نظر تاریخی استخراج معادن، به‌ویژه معادن زیرزمینی، یکی از پرریسک‌ترین فعالیت‌ها از نظر سلامتی نیروی کار است.

به گزارش می‌متالز، گسترش فعالیت‌های معدنی باعث افزایش ریسک‌ها خواهد شد، در نتیجه مدیریت و کنترل بخش‌های مختلف معدنکاری نیازمند ابزار‌های نوین است تا بتواند با کاهش هزینه‌ها و ریسک‌ها بهره وری را افزایش دهد.

امروزه صنایع معدنی به سمت رصد لحظه‌ای کارگران و تجهیزات، ترغیب شده اند و به کمک جذب شرکای فعال در این زمینه به نصب و کارگذاری وسایل به منظور اتصال تجهیزات به یکدیگر اقدام کرده اند. در حال حاضر، فرآیند خودکارسازی معادن شتاب گرفته و با توجه به پروژه‌های در دست اقدام تا سال ۲۰۲۵ انتظار می‌رود که ۲۵درصد معادن خود را با عملیات خودکارسازی تطبیق دهند. در حال حاضر، ظرفیت‌هایی موجود است که به کمک آن‌ها می‌توان به پیشرفت قابل‌توجهی در این زمینه دست یافت و از سوی دیگر درنگ در امر هوشمندسازی معادن باعث عقب‌افتادگی معادن خواهد شد و این مهم موجب از دست دادن بازار‌های جهانی می‌شود.

پیش‌بینی می‌شود که تمایل معادن بزرگ برای معدنکاری دیجیتال بیشتر از معادن کوچک‌مقیاس باشد، چراکه تغییرات اندک در نحوه مدیریت تجهیزات و نیروی انسانی معادن بزرگ‌مقیاس، باعث بهبود زودهنگام و قابل لمس در بهره وری مجموعه خواهد شد. این افزایش بهره وری حاصل کاهش هزینه ها، کاهش ریسک‌ها و افزایش محصول خواهد بود. معدن کاری از نظر پیچیدگی در گروه سیستم‌های بسیار پیچیده قرار دارد و بنابراین معدن کاری دیجیتال با جمع آوری و آنالیز نحوه عملکرد ماشین آلات و پرسنل به صورت دقیق و در مکان مشخص در مدت زمان طولانی، انجام چند کار به صورت همزمان، جلوگیری از موازی کاری و اتلاف وقت و سرمایه، تیم مدیریتی را قادر به بهینه‌سازی فرآیند‌ها خواهد کرد.

عمده سیستم‌های اجرایی در یک معدن دیجیتال شده مبتنی بر فناوری‌های اینترنت اشیا، مانیتورینگ هوشمند، هوش مصنوعی، کلان داده و پردازش ابری هستند. بهره گیری از مجموع این موارد باعث نظارت دقیق بر تمامی فضای معدن، کنترل تمامی ماشین آلات و تجهیزات، ردیابی و کنترل افراد حاضر در محیط معدن خواهد شد که با استفاده از این موارد می‌توان خطا‌ها را شناسایی و تهدید‌های بالقوه را به طور دقیق پیش‌بینی کرد که این امر برای کارکرد ایمن‌تر و کارآمدتر تجهیزات و نیروی انسانی شاغل در معدن از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.

فرصت‌های به‌روزرسانی و نصب تجهیزات مرتبط با هوشمندسازی در معادن روباز، به دلیل دسترسی به ساختار‌های ارتباطی نظیر GPS بیشتر است و به دلیل شیفت‌های طولانی‌تر در معدن کاری سطحی، شرایط نصب و استفاده از سنسور‌ها نیز مهیاست. این کار در معادن زیرزمینی و به‌ویژه معادن زغال‌سنگ به دلیل کاهش نفوذ سیگنال‌های ارتباطی و امکان وجود گاز‌های انفجاری که استفاده از تجهیزات الکترونیکی را محدود خواهد کرد، کمی پیچیده‌تر خواهد بود و به تجهیزات ویژه‌ای نیاز خواهد داشت.

نکته قابل‌توجه در امر دیجیتال‌سازی فعالیت‌های معدنی این است که، اجرای پلت‌فرم‌های دیجیتال سازی معدن یک فرآیند زمان‌برو چندمرحله‌ای خواهد بود. مرحله اول شناخت کامل فرآیند معدنکاری دیجیتال است که تمامی افراد شاغل در یک مجموعه معدنی از مدیر مجموعه تا کارگران باید با آن آشنایی کامل را پیدا کنند. مرحله دوم شناسایی چالش است. باید به این موضوع توجه داشت که نمی‌توان یک معدن را طی مدت زمان کوتاه به طور کامل با فرآیند‌های دیجیتال راهبری کرد، چراکه انجام این کار بسیار زمان‌بر و پرهزینه خواهد بود و در اکثر موارد توجیه اقتصادی نخواهد داشت. ازاین رو، شناسایی چالش‌های موجود در معدن که می‌توان با معدنکاری دیجیتال آن را مدیریت و رفع کرد، یکی از گام‌های مهم است. در مرحله سوم باید به شناسایی امکانات و زیرساخت‌های موجود پرداخته شود و در مرحله چهارم زیرساخت‌های موجود بر اساس طرح پیش رو تکمیل یا بازسازی خواهند شد. در مرحله پنجم ابزار، تجهیزات و سنسور‌ها متناسب با هدف پروژه خریداری و نصب می‌شوند و پس از آن داده‌های ارسالی مورد تجزیه و تحلیل قرار خواهند گرفت. در مرحله ششم چرخه فرآیند دیجیتال سازی معدن با تصمیم‌گیری بر اساس تحلیل‌های مرحله قبل تکمیل خواهد شد.

معدنکاری دیجیتال می‌تواند با اهداف مختلفی همچون رهگیری ماشین آلات و تجهیزات و کنترل شرایط کارکرد آن‌ها جهت جلوگیری از توقف، رهگیری و کنترل علائم حیاتی افراد شاغل در معدن به منظور به حداقل رساندن تلفات جانی، پایش و مانیتورینگ فضا‌های با ریسک بالا، کاهش مصرف انرژی، پایش پیوسته کیفیت بار ورودی و خروجی کارخانه، جلوگیری از رخ دادن حوادث مانند انفجار، کنترل حرکت توده سنگ جهت جلوگیری از ریزش و... انجام شود. ایمنی یکی از مهم‌ترین موضوعات مورد توجه صنعت معدن است. بر اساس گزارش‌ها در سال‌های ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۸ حدود ۴۰۰ نفر جان خود را در اثر حوادث ناشی از عملیات معدنکاری در ایالات متحده آمریکا از دست داده اند. کارشناسان معتقدند که تلفات جانی به طور قابل‌توجهی در سال‌های اخیر کاهش یافته است، اما این آمار همچنان بالاست. تخمین‌ها حاکی از آن است که حوادث معدنی در دنیا سالانه جان حدود ۱۲هزار نفر را می‌گیرد. بروز اینگونه حوادث در معدن علاوه بر اثرات سوء عاطفی، اجتماعی و افزایش هزینه‌های مالی باعث می‌شود کارگران معدن را ترک کنند و استخدام نیرو‌های جدید را دشوارتر می‌کند. شرکت‌های معدنی به منظور کاهش هزینه‌های جانی و مالی باید بهداشت و ایمنی کارگران را بسیار جدی بگیرند و فناوری و ابزار‌های لازم برای این کار را در اختیار آن‌ها قرار دهند. صدمات ناشی از سقوط تجهیزات و ماشین آلات، انفجار ناشی از گاز‌های محبوس در کانسار، شکستن سد‌های باطله، محبوس شدن کارگران زیر آوار، مسمومیت در اثر گاز‌های سمی مانند متان و مونوکسیدکربن در تونل‌ها از جمله تهدید‌هایی هستند که ریسک عملیات معدنکاری را افزایش می‌دهند.

با استفاده از روش‌های معدنکاری دیجیتال می‌توان از وقوع اینگونه حوادث تا حد بسیار زیادی جلوگیری کرد و صدمات ناشی از آن‌ها را به حداقل ممکن رساند. همان‌طور که شرح داده شد، معدنکاری دیجیتال متشکل از مجموعه‌ای از اقدامات است که باید با شناخت کافی و به صورت هدفمند اجرا شوند تا نتیجه مطلوب را به همراه داشته باشد، در غیر‌این صورت اجرای یک طرح دیجیتال سازی با شکست مواجه خواهد شد و هزینه زیادی به همراه خواهد داشت. ازاین رو قصد داریم تا در سلسله مقالاتی به معرفی بخش‌های مختلف معدنکاری دیجیتال بپردازیم. در آینده به معرفی کامل مراحل اجرای یک طرح دیجیتال سازی و اهداف مختلف آن خواهیم پرداخت و امکانات مختلف موجود در دنیا را معرفی و بررسی خواهیم کرد.