هوش مصنوعی چگونه زنجیره عملیات معدن از حفاری تا فرآوری را متحول می‌کند؟
گروه: معدن | کد خبر: ۸۷۲۸ | تاریخ: ۲۰ آبان ۱۴۰۵ - ۱۲:۳۷
صنعت معدن به‌تدریج از استفاده جداگانه از ابزارهای دیجیتال فاصله می‌گیرد و به سمت بهره‌گیری از سامانه‌های هوشمندی حرکت می‌کند که امکان ارتباط میان بخش‌های مختلف زنجیره تولید را فراهم می‌کنند. در این رویکرد، عملکرد عملیات انفجار تنها بر اساس میزان خردایش سنگ یا مصرف مواد منفجره ارزیابی نمی‌شود، بلکه تأثیر آن بر بارگیری، حمل‌ونقل، سنگ‌شکنی، آسیاکنی و بازیابی ماده معدنی نیز مورد توجه قرار می‌گیرد.
به گزارش صدای معدن و فولاد، این موضوع از محورهای اصلی نشست فنی سالانه شرکت BME در سال ۲۰۲۶ بود که در مرکز همایش‌های بین‌المللی CSIR در شهر پرتوریا، آفریقای جنوبی برگزار شد. مدیران و متخصصان حوزه معدن در این نشست، کاربرد داده‌های عملیاتی، هوش مصنوعی، اتوماسیون و فناوری‌های دیجیتال را در افزایش بهره‌وری و تقویت تاب‌آوری معادن بررسی کردند.
یکپارچه‌سازی فعالیت‌های معدنی به جای بهینه‌سازی جداگانه
یکی از مباحث مطرح‌شده در این نشست، ضرورت ایجاد ارتباط میان بخش‌های مختلف عملیات معدنی بود. در بسیاری از معادن، فعالیت‌هایی مانند مطالعات زمین‌شناسی، طراحی انفجار، حفاری، بارگیری، حمل و فرآوری به‌صورت مستقل برنامه‌ریزی و ارزیابی می‌شوند؛ درحالی‌که تصمیم‌های اتخاذشده در هر مرحله می‌تواند بر عملکرد سایر بخش‌ها اثر مستقیم داشته باشد.
نیشن هاریپرساد، مدیرکل فناوری و بازاریابی BME، در این زمینه توضیح داد که بهبود شاخص‌های هر بخش به‌صورت جداگانه، لزوماً به افزایش بهره‌وری کل معدن یا ارتقای میزان بازیابی مواد معدنی منجر نمی‌شود. به همین دلیل، فناوری‌های جدید باید امکان ارتباط میان اطلاعات زمین‌شناسی، طراحی انفجار و داده‌های حاصل از عملکرد بخش‌های پایین‌دستی را فراهم کنند.
در چنین ساختاری، اطلاعات مدل زمین‌شناسی، سوابق حفاری و داده‌های کارخانه فرآوری در یک سامانه مشترک قرار می‌گیرند تا تأثیر تصمیم‌های فنی بر عملکرد کل زنجیره تولید قابل بررسی باشد.
تغییر معیار ارزیابی عملکرد عملیات انفجار
در رویکرد جدید، عملیات انفجار دیگر به‌عنوان فعالیتی مستقل در نظر گرفته نمی‌شود و میزان موفقیت آن با توجه به نتایج حاصل در مراحل بعدی تولید سنجیده خواهد شد.
برای مثال، خردایش بیشتر سنگ ممکن است در مرحله نخست یک دستاورد عملیاتی محسوب شود، اما اگر این تغییر موجب ایجاد محدودیت در عملکرد آسیاب یا تغییر نامطلوب دانه‌بندی محصول شود، نمی‌توان آن را به‌تنهایی نشانه بهبود عملکرد معدن دانست.
گری لین، بنیان‌گذار و مدیر شرکت Vuuma و رئیس پیشین مؤسسه معدن و متالورژی آفریقای جنوبی، نیز در این نشست بر اهمیت رویکرد «معدن تا کارخانه» تأکید کرد. به گفته وی، خردایش ریزتر می‌تواند ظرفیت عبوری مواد را افزایش دهد، اما در مقابل ممکن است بر میزان استفاده از ظرفیت آسیاب SAG و کیفیت محصول نهایی تأثیر بگذارد و حتی بازیابی مواد در فرآیند فلوتاسیون را کاهش دهد.
بر این اساس، متخصصان حاضر در نشست بر ضرورت ارزیابی تصمیم‌های فنی از مرحله حفاری و انفجار تا فرآوری در قالب یک زنجیره ارزش واحد تأکید کردند؛ رویکردی که امکان بررسی هم‌زمان هزینه‌ها، میزان تولید و بازیابی نهایی را فراهم می‌کند.
کاربرد عملی هوش مصنوعی در عملیات معدنی
هوش مصنوعی و تحلیل داده‌های پیش‌بینانه از دیگر محورهای اصلی نشست BME بود. در این نشست، به کاربرد این فناوری‌ها در توسعه دوقلوهای دیجیتال، فتوگرامتری هوشمند، تحلیل اطلاعات حفاری حین عملیات، بررسی میزان خردایش با استفاده از پهپادها و بهینه‌سازی فرآیندهای حفاری، بارگیری و حمل اشاره شد.
BME نیز مجموعه‌ای از ابزارهای نرم‌افزاری و فناوری‌های خود را برای ایجاد ارتباط میان مراحل مختلف عملیات معدنی معرفی کرد. این مجموعه شامل سامانه‌های BLASTMAP، XPLOLOG و XPLOSMART و همچنین فناوری INNOVEX برای انتقال انرژی انفجار و سامانه AXXIS برای آغاز دقیق عملیات انفجار است.
هدف از توسعه این ابزارها صرفاً گردآوری اطلاعات بیشتر نیست، بلکه تبدیل داده‌های عملیاتی به اطلاعات کاربردی برای اصلاح تصمیم‌ها و بهبود عملکرد مراحل بعدی تولید است.
هاریپرساد در این زمینه معتقد است فناوری زمانی می‌تواند ارزش اقتصادی ایجاد کند که به تغییر در تصمیم‌های عملیاتی منجر شود و نتایج آن در شاخص‌های عملکرد معدن قابل اندازه‌گیری باشد.
دیجیتالی شدن عملیات انفجار در معادن زیرزمینی
یکی دیگر از موضوعات مطرح‌شده در نشست، استفاده از سامانه XPLOLOG Underground برای دیجیتالی کردن فرآیندهای مرتبط با انفجار در معادن زیرزمینی بود.
این سامانه با جایگزینی ثبت اطلاعات دیجیتال به جای روش‌های کاغذی، امکان مستندسازی و پیگیری وضعیت عملیات انفجار و تجهیزات را فراهم می‌کند. اپلیکیشن اندرویدی آن قابلیت ثبت اطلاعات در شرایط قطع اینترنت را نیز دارد و پس از برقراری ارتباط، داده‌ها را با داشبورد آنلاین همگام‌سازی می‌کند.
این قابلیت به مدیران معدن اجازه می‌دهد برنامه‌های عملیاتی را با نتایج اجرای واقعی مقایسه کنند و موارد انحراف از برنامه را برای انجام اقدامات اصلاحی شناسایی کنند. به این ترتیب، اطلاعات ثبت‌شده از عملیات انفجار می‌تواند در فرآیند تصمیم‌گیری و مدیریت تولید مورد استفاده قرار گیرد.
صرفه‌جویی ۷.۱۴۶ میلیون رندی با اصلاح طراحی انفجار
یکی از نمونه‌های ارائه‌شده در نشست BME به اجرای یک پروژه اصلاحی در معدن روباز زغال‌سنگی در استان امپومالانگا آفریقای جنوبی اختصاص داشت.
این معدن با مشکلاتی از جمله ناپایداری دیواره‌های نهایی، خردایش نامتوازن، عقب‌زدگی بیش از حد، حفاری اضافی و از دست رفتن بخشی از ذخایر زغال‌سنگ مواجه بود. در ابتدا افزایش میزان حفاری و مصرف مواد منفجره به‌عنوان راهکاری برای رفع این مشکلات مطرح شد، اما این اقدام تنها هزینه‌های عملیاتی را افزایش داد و نتوانست مسائل اصلی را برطرف کند.
در ادامه، تیم فنی BME تمام مراحل حفاری و انفجار را بررسی کرد. ارزیابی‌ها شامل طراحی پیش‌شکافی، نحوه توزیع مواد منفجره، وضعیت پروفیل دیواره‌ها و پایش نتایج انفجار بود.
نتایج بررسی نشان داد که طراحی نامناسب عملیات پیش‌شکافی یکی از عوامل اصلی بروز مشکلات است. بر همین اساس، ضریب شکاف پیش‌شکافی به‌تدریج از ۰.۳ به ۰.۸ کیلوگرم بر مترمربع افزایش یافت و با شرایط زمین‌شناسی و مقاومت سنگ تطبیق داده شد.
اجرای این تغییرات به بهبود الگوی خردایش و حرکت مواد پس از انفجار کمک کرد و میزان پاهای سنگی، لرزش و پرتاب سنگ را کاهش داد.
بر اساس نتایج اعلام‌شده از سوی BME، اصلاح فرآیند حفاری و انفجار علاوه بر کاهش اتلاف زغال‌سنگ، سالانه ۷۲۰ ساعت ظرفیت حفاری را آزاد کرد. ارزش صرفه‌جویی خالص حاصل از این اقدامات حدود ۷.۱۴۶ میلیون رند، معادل تقریبی ۴۳۴ هزار دلار در سال برآورد شده است.
همچنین اصلاح طراحی پیش‌شکافی امکان دسترسی به حدود ۴۸ هزار تن زغال‌سنگ اضافی را در ۱.۳ نوار استخراج بیشتر فراهم کرد؛ آن هم بدون نیاز به افزایش هزینه‌های حفاری و انفجار.
تحول دیجیتال نیازمند تغییر در مدیریت و نیروی انسانی است
در بخش دیگری از نشست، سخنرانان به این نکته پرداختند که توسعه فناوری در معادن نباید صرفاً به خرید تجهیزات و نرم‌افزارهای جدید محدود شود.
والتر آدائو، مدیرعامل و مدیر بخش دیجیتال شرکت Cadena Growth Partners، با اشاره به ضرورت نگاه اقتصادی به تحول دیجیتال، تأکید کرد که سرمایه‌گذاری در هوش مصنوعی و اتوماسیون باید بر اساس اهداف مشخص، شاخص‌های قابل سنجش و توجیه اقتصادی انجام شود.
اجرای این فناوری‌ها در بسیاری از موارد به بازنگری در فرآیندهای کاری، تعریف شاخص‌های جدید ارزیابی عملکرد و آموزش کارکنان نیاز دارد. به‌ویژه در معادنی که زیرساخت دیجیتال محدودی دارند، کیفیت داده‌ها و توانایی کارکنان برای تحلیل و استفاده از اطلاعات اهمیت زیادی پیدا می‌کند.
تاب‌آوری زنجیره تأمین در کنار فناوری اهمیت دارد
موضوع زنجیره تأمین نیز از دیگر محورهای نشست BME بود. سیلان گوبال‌سامی، مدیرعامل گروه Omnia، با اشاره به وابستگی فعالیت‌های معدنی به تأمین‌کنندگان، حمل‌ونقل و شبکه‌های لجستیکی، اختلال در دسترسی به نهاده‌های ضروری را یکی از عوامل تهدیدکننده استمرار تولید دانست.
آمونیاک که در تولید برخی مواد منفجره کاربرد دارد، نمونه‌ای از نهاده‌های راهبردی مورد نیاز این صنعت است. هرگونه اختلال در تأمین چنین موادی می‌تواند برنامه‌ریزی عملیات انفجار و روند تولید معدن را تحت تأثیر قرار دهد.
از این منظر، افزایش تاب‌آوری معادن علاوه بر توسعه فناوری‌های هوشمند، به تنوع‌بخشی منابع تأمین، تقویت زیرساخت‌های پشتیبان و مدیریت ریسک‌های لجستیکی وابسته است. محدودیت منابع آب، افزایش هزینه انرژی و اختلال در حمل‌ونقل نیز از جمله عواملی هستند که می‌توانند بر رقابت‌پذیری معادن اثر بگذارند.
آینده معدن در گرو اتصال داده‌ها و تصمیم‌های عملیاتی
مباحث مطرح‌شده در نشست فنی BME نشان می‌دهد که مسیر تحول صنعت معدن به سمت یکپارچه‌سازی اطلاعات و تصمیم‌های عملیاتی در تمام مراحل تولید حرکت می‌کند. در این الگو، ارزش فناوری نه با حجم داده‌های جمع‌آوری‌شده، بلکه با میزان تأثیر آن بر بهبود تصمیم‌گیری و نتایج اقتصادی سنجیده می‌شود.
بر این اساس، عملیات انفجار به‌عنوان یکی از مراحل زنجیره تولید، بر عملکرد بخش‌هایی مانند بارگیری، حمل، سنگ‌شکنی، آسیاکنی، مصرف انرژی و بازیابی مواد معدنی اثرگذار است. اتصال داده‌های زمین‌شناسی، حفاری، انفجار و فرآوری می‌تواند امکان مدیریت هماهنگ این مراحل را فراهم کند.
تجربه ارائه‌شده از معدن زغال‌سنگ آفریقای جنوبی نیز نشان می‌دهد اصلاح هدفمند یک بخش از عملیات، در صورت اتکا به داده‌های دقیق و بررسی اثرات آن بر کل فرآیند تولید، می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد، ظرفیت عملیاتی را افزایش دهد و دسترسی به ذخایر قابل استخراج را بهبود بخشد.
منبع: معدن نامه
هیچ دیدگاهی درج نشده - اولین نفر باشید