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智能采矿时代哪些技术引领未来?

文章来源:中国黄金网撰写时间:2021-07-19作者:


  埃森哲咨询公司(Accenture Consulting)的一份报告发现,82%的矿业企业希望在未来几年增加对技术创新的投资。

 

  埃森哲咨询公司的数据显示,全球智能采矿市场规模预计将从2019年的925.67亿美元增至2027年的2404.76亿美元,未来6年的复合年增长率为13%。

 

  在过去的十年里,采矿业面临着越来越困难的局面——必须要提高效率、提高安全性和降低成本,同时世界各地社区的环境和安全意识正逐步增强。

 

  最近发生一系列安全生产事故清楚地提醒人们,即使是在当今安全意识和技术装备更高的21世纪,矿工也面临着危险。

 

  面对2020年更广泛的挑战,保持各种平衡的压力只会加剧,疫情也促使许多国家重新评估其采矿和金属项目的长期影响。因此,必须开发新工艺,以满足对材料和低碳技术日益增长的需求。

 

  在所有方面,这都是新数字时代可以提供解决方案的地方。

 

  传统上,采矿业在采用新技术和接受能够改变和加强行业的创新方面进展缓慢。然而,埃森哲咨询公司(Accenture Consulting)的一份报告发现,82%的矿业企业希望在未来几年增加对技术创新的投资。

 

  从人工智能和空间可视化数据到地理信息系统和自动化无人机,数字技术将使世界各地的采矿作业更具生产力、效率和可持续性,同时显著降低相关风险,提高工人安全。

 

  埃森哲咨询公司的数据显示,全球智能采矿市场规模预计将从2019年的925.67亿美元增至2027年的2404.76亿美元,未来6年的复合年增长率为13%。

 

  变化正在变得越来越明显。去年年底,专注于大型矿山设备生产的安百拓公司(Epiroc)同意收购米内普(Minep),米内普是一家专门通过整合规划、执行和分析来提高矿山生产率的软件公司。

 

  安百拓总裁兼首席执行官海丽娜·赫德布洛姆(Helena Hedblom)说:“米内普的平台能力与安百拓的数字解决方案、合作伙伴和全球业务的结合,有可能改变矿山的运营方式。”米内普是一家高质量的软件供应商,在将矿山从矿坑连接到港口方面拥有丰富的经验,我们将共同努力,使采矿客户的操作更加智能、安全和无缝。”

 

  矿业公司领先数字解决方案全球平台Axora推出了一个在线智能采矿资源中心,帮助企业从疫情中复苏,并在之后茁壮成长。智能采矿中心提供最新的行业见解和数字解决方案和技术,采矿公司可以采用这些解决方案和技术来加速业务增长、减少浪费投资和避免重复。

 

  在一篇题为《数字矿山:联系、优化、可持续》的论文中,瑞典鲁勒技术大学的创业与创新副教授戴维·奥丁教授说:“我们将在未来创造更深的矿井。”我们不能把人类送到这些深度,自动化将是唯一的选择。为实现自动化,矿山首先必须正确实现数字化。”世界经济论坛确定了四个关键的数字化主题,这些主题预计将成为未来十年行业数字化的核心。

 

  安全传感器

 

  澳大利亚图文巴南方昆士兰大学的一位研究人员都安·迪恩(Toan Dinh)博士开发了一种新的超级传感器,它可以显著提高采矿安全性,这是另一个重新绘制传统采矿环境的技术的明显例子。

 

  都安·迪恩的传感器设计用于防止采矿现场的伤亡,它能够检测石油和天然气管道中的早期机械问题,同时能够抵御恶劣和腐蚀性环境,这一能力甚至引起了美国宇航局的注意。

 

  都安·迪恩在过去的6年中开发了由碳化硅制成的传感器。他说,它们比人类头发的宽度小5到100倍,性能比传统传感器好得多。

 

  “目前的硅技术不能在恶劣的环境中使用,因为它们不能在高温和腐蚀的条件下工作很长时间。”迪恩解释说,“我开发的传感器可以在高达600摄氏度的温度下工作,应用范围很广,包括石油和天然气工业以及航空航天技术。”

 

  大数据与空间数据可视化

 

  智能矿山是指通过嵌入式传感器将主要资产数字化的矿山,这些传感器通过无线网络将数据传输到一个集中的位置。

 

  智能矿山的价值在于探索整个矿山工作流程中可用的清晰可靠的数据,以提供实时见解。一旦分析,数据可以确定生产问题,管理库存和质量,跟踪生产和资产绩效和成本。这有助于矿业公司做出最佳决策,提高整个生产和运营的效率。

 

  随着三维建模、虚拟现实和增强现实软件的出现,空间数据在整个采矿行业的价值越来越高,使公司能够在不到地面的情况下规划新的矿山。例如,三维建模可以让公司创建一个新矿井的真实模型,具有可视的深度感知,这使他们能够在计划部署到现实世界之前评估和测试潜在的问题。

 

  此外,这些新技术使个人能够体验到在矿场工作而不在野外的感觉,使公司能够远程培训新矿工。特别是增强现实技术的发展使矿工们能够使用虚拟模拟器接受培训,并提供身临其境的体验——让员工在安全的环境中为困难事件做好准备。这降低了成本、风险和对环境的负面影响。

 

  自治矿山

 

  矿山一直被认为是危险的工作环境。

 

  然而,随着新矿床的勘探变得越来越复杂,包括较低的矿石品位、较深的矿床和高应力环境,采矿中的伤亡人数仍然居高不下。这就是技术创新提供生命线的地方。

 

  世界经济论坛预测,到2025年,自动化和机器人技术可以防止采矿和金属行业的1万人受伤。

 

  通过人工智能驱动的自主系统的实施,矿业公司现在能够使用自我控制的机器在敌对环境中负责作业。

 

  这一举措不仅将大大减少对矿工生命的威胁,然而,“数字矿山”的兴起也将提高机器全天候工作的整体生产率。中国煤矿一直在推进智能采矿技术,以减少更多机器人在井下工作的事故。2020年底,装备智能采矿技术的机械数量达到494台,比2019年增长80%。据美国国家矿山协会(National Mine Association)统计,2020年底,有19种机器人在矿井下工作,用于采矿、钻孔和巡逻。

 

  马里的西亚玛(Syama)地下金矿成为世界上第一个完全自主开采的金矿。该矿与瑞典工程公司山特维克合作设计,采用全自动卡车、装载机和钻机。完全自主的操作意味着矿井可以24小时运行,所有操作都由远程操作中心监督。

 

  无人机和监视

 

  采矿的性质对环境有负面影响。虽然这是一个不可避免的现实,但矿业公司可以通过跟踪资源的开采和处置方式,大大减少这种影响。例如,自动无人机可用于监测挖掘和开采项目,对废物和有害物质的扩散情况进行详细记录。通过引入问责制的元素,矿业公司将更加注意其活动,评估并尽量减少随后的连锁反应。

 

  除了记录矿井对周围生态系统的影响外,无人机还可用于评估管道基础设施和滞留池,同时还可在危险区域提供安全监控,并跨多个地点进行资产管理。通过对地面上肉眼看不到的东西进行详细描述,无人机只会对采矿作业的顺利和成功运行变得更加重要。

 

  未来的机会

 

  毫无疑问,当前的全球疫情突出了技术创新对于提高成本效率、增强可持续性和提供新的解决方案以确保所有部门的劳动力安全的重要性。采矿业也不例外。

 

  全球大宗商品专家鲍里斯·伊万诺夫(Boris Ivanov)表示:“采矿业只有通过采用数字技术和数据分析来优化矿山的效率和效益、提升资产绩效、降低风险和减轻环境问题,才能从中受益。

 

  此外,将人工操作转移到自主或半自主远程控制矿井,只会增强整个价值链的流程。”

 

  技术不仅仅是未来采矿作业的一个因素,它还影响着市场产出。例如,智能手机、平板电脑、电池的日益普及以及对电动汽车的推动,导致了对稀土元素和锂的需求上升。

 

  “最终,通过提供现代化、安全和生产性的矿山,技术创新有能力帮助矿业成为一个有价值的企业。现在该由行业领导者通过利用数字技术推动卓越运营来连接人员、设备、数据和见解了。”伊万诺夫补充道。

 

  在一个瞬息万变的世界里,矿业公司需要更灵活、更有弹性和变革性。加快矿业的数字化有诸多好处。但唯一的问题是采用的速度。

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