Что такое разведка полезных ископаемых


Разведка полезных ископаемых: как ведут геологоразведочные работы

Добыче полезных ископаемых предшествует колоссальный труд геологоразведочных экспедиций, исследующих недра в любой точке планеты, зачастую в труднодоступной местности и в условиях сурового климата. Принятию решений любой сырьевой компании об освоении месторождений предшествуют не столько расчёты экономистов или мнения акционеров, сколько окончательный вердикт геологов.

Цели и основные направления геологоразведки

Геологоразведочные работы — это мероприятия, направленные на выявление и подготовку к освоению в промышленных масштабах месторождений полезных ископаемых. В процессе выполнения таких работ в том числе изучается размещение пластов ископаемых, условия их образования и состав. Кроме того, изучаются компоненты, сопровождающие залежи полезных ископаемых, в том числе редкие металлы, попутный газ, сера и т. д., выясняется возможность их извлечения или же утилизации.

Геологоразведка сопряжена с анализом условий природы и климата в районах работ, социально-экономических предпосылок для реализации конкретных проектов. Она предусматривает изучение возможных способов добычи ископаемых при условии рациональной эксплуатации блоков и минимизации возможного вреда окружающей среде. Результатами осуществления работ по геологоразведке является расчёт и утверждение запасов полезных ископаемых, оценка их количественных ресурсов, в том числе прогнозная.

В случае, если залежи полезных ископаемых получают положительную оценку в результате поисково-оценочных мероприятий, проводится непосредственно разведка открытого месторождения. В её ходе выясняются геологическое строение участка, размеры, условия залегания и пространственное расположение залежей. Кроме того, вычисляются качество и количество ископаемых, технологические факторы, которые будут определять условия эксплуатации блока.

Сейсмическая, электрическая и гравитационная разведка

Одним из самых эффективных и популярных методов первичных геологических исследований месторождений, в основном залежей нефти и газа, является сейсморазведка. Её принцип базируется на регистрации сейсмических волн, которые создаются искусственным путём при помощи специального источника волн, в роли которого обычно выступает взрывчатка. Тротил размещается в неглубоких скважинах. Для инициирования как продолжительных, так и коротких импульсных колебаний могут применяться автомобильные вибраторы.

Вибрационная установка Nomad-65

С помощью источника в породе создаётся избыточное давление и распространяются колебания периодического типа. Эти волны наталкиваются на слои с разными показателями упругости, после чего меняют не только направление, но и амплитуду, а также создают новые колебания. По пути следования волн размещаются датчики-приёмники, которые фиксируют колебания и передают операторам полученные сигналы. Сейсмокомплексы представляют собой типовые системы, в состав которых входит один источник и до 300 приёмников, расположенных через 25–50 метров друг от друга. Если оператор правильно выбирает схему, это позволяет исследователям получать необходимую информацию без избыточных затрат.

Сейсмическая разведка: 1 — передающая система; 2 — приёмная система; 3 — сейсмоприёмники; 4 — сейсмическая волна; 5 — отражённая сейсмическая волна; 6 — нефтеносный пласт

В зависимости от того, как расположены друг относительно друга источники и приёмники колебаний, различают такие виды сейсморазведки:

  • совмещённые источник и приёмник — 1D;
  • расположение источника и приёмников на одной линии — 2D;
  • расстановка приёмников на параллельных линиях по площади участка — 3D;
  • периодическое повторение 3D-разведки при разработке месторождения — 4D.

После регистрации и записи колебаний проводится их анализ с целью определения особенностей распространения и свойств волн. В частности, извлекается геологическая информация о границах сейсмики. Полученные сейсмограммы требуют серьёзной обработки, поскольку они в условиях полевых работ обычно включают помехи. Что касается полезных волн, то они зачастую сложны для интерпретации. Для анализа данных применяется современная компьютерная техника.

Сигналы усиливаются, фильтруются, очищаются от нежелательных колебаний и конвертируются в цифровой формат, после чего поступают на сейсмостанцию для наблюдений. По результатам обработки геологи получают материал для дальнейшего толкования. Если на полученных геологических разрезах идентифицируются аномальные зоны распространения волн, то, как правило, это является свидетельством наличия залежей полезных ископаемых.

При наличии значительного преимущества — высокой точности измерений, сейсморазведка обладает рядом существенных недостатков. В частности, геологи не в состоянии определить качество залежей полезных ископаемых, не могут применять сейсморазведку на сложном рельефе местности. Кроме того, при наличии солевых горизонтов такая разведка неэффективна. Применение взрывчатки, в свою очередь, может негативно влиять на экосистему исследуемого района.

Закладка взрывного источника сейсмических колебаний

Ещё одним популярным видом геологоразведки является разведка электрическая. Данное направление включает способы исследования недр, которые применяются для изучения как верхних слоёв породы, так и для глубинной разведки. В свою очередь, они делятся на две большие группы.

Методы электрической разведки:

  • Индукционные методы.
  • Методы сопротивлений.

Исследование недр индукционными методами предусматривает создание электромагнитного поля за счёт эффекта магнитной индукции под влиянием переменного электрического поля или же магнитного поля. При обладании информацией о параметрах источника поля оператор может свободно измерить магнитные и электрические составляющие индуцированного поля и, следовательно, восстановить параметры среды их возникновения.

Магниторазведка

В свою очередь, методы сопротивлений основываются на пропускании через грунт электродов с постоянным током. Измеряется напряжение, которое вызвано данным током, поступающее от первой ко второй группе электродов. При наличии информации о напряжении и силе тока можно вычислить показатель сопротивления среды, через которую пропускается электричество. Благодаря конфигурации электродов точно устанавливается участок пространства, в которой меняется сопротивление.

Принципиальная схема электроразведки методами сопротивлений: 1 — питающая линия; 2 — измерительная линия; 3 — измерительные заземления; 4 — питающие заземления; 5 — область исследования; 6 — линии тока

Электроразведочная станция для вертикального электрического зондирования

Поиск возможных залежей полезных ископаемых производится в том числе способом гравитационной разведки. Он основан на принципе измерения показателя ускорения свободного падения. Последнее зависит не только от параметров планеты в целом, но и от аномальной плотности пород в районах поисков. Таким образом, неоднородность плотности подземных горизонтов легко вычисляется в гравитационном поле.

Гравиразведка

Поиск залежей твёрдых ископаемых

Хотя конкретные способы разведки месторождений зависят от возможности применения определённых технических средств в конкретных условиях, для выявления залежей твёрдых полезных ископаемых (руд, минералов и т. д.) соответствующие мероприятия, как правило, проводятся в шесть типовых стадий:

1. Геофизические и геолого-съёмочные работы. Данный этап включает исследование крупных геологических структур, в которых, вероятно, присутствуют полезные ископаемые. Перспективные площадки по завершению данной стадии передаются на специализированные поисковые работы.

2. Поиск месторождений. Геологи работают над обнаружением запасов определённых видов полезных ископаемых. Работы осуществляются в несколько промежуточных этапов. Вначале проводится поиск общего характера с целью выявления границ зоны потенциального размещения ископаемых. После этого обустраиваются горные выработки или скважины для выполнения структурно-геологических исследований. По результатам оценивается потенциальное промышленное значение месторождений. Если исследования оказались продуктивными, в этом случае осуществляется подсчёт ресурсов в категории C2. Составляются прогнозы добычи в количественном плане, а также разрабатывается технико-экономическое обоснование (ТЭО) продолжения геологоразведки.

3. Предварительная разведка. Геологи определяют промышленное значение участка, параметры месторождения, технологические свойства и размеры формаций полезных ископаемых, условия залегания. Составляется предварительная характеристика условий освоения блока. Результатами этой работы являются расчёт запасов не только в категории C2, но и C1, а также ТЭО на проведение детальной разведки. На этапе предварительной разведки применяется бурение (глубокое, колонковое или ударно-канатное). При изучении месторождений цветных металлов обустраиваются штольни, небольшие шахты, шурфы с целью отбора проб.

4. Детальная разведка. Данный этап работ проводится исключительно на участках с доказанной промышленной ценностью запасов. Осуществляется дополнительный подсчёт запасов в категориях A и B. По завершению этого этапа должны быть собраны данные, достаточные для начала промышленной эксплуатации месторождения согласно требованиям к изученности исследуемой зоны, в соответствии с классификацией запасов и прогнозными ресурсами.

5. Доразведка. Проводится на участках, которые были в недостаточной степени изучены на предыдущих этапах работы. Кроме того, она осуществляется в пределах флангов, обособленных участков, в глубоких горизонтах горных отводов. На этой стадии проводится последовательный перевод ресурсов из категорий C1 и C2 в более высокие классы, подсчитываются новые выявленные запасы. На ряде объектов при этом строятся глубокие шахты как разведочного, так и эксплуатационно-разведочного назначения.

6. Эксплуатационная разведка. Такой вид разведки проводится одновременно с проходческой работой, направленной на подготовку выработок. Мероприятия по разведке реализуются до момента начала очистных работ с целью обеспечения добычи на текущем этапе, а именно для уточнения информации о залежах, полученной на стадиях детальной разведки. Речь идёт о данных относительно качества, условий залегания, строения и морфологии пластов. На этапе эксплуатационной разведки проходка вертикальных, горизонтальных и наклонных выработок является основным методом работ. Кроме того, возможно обустройство перфораторных — безкерновых — или же колонковых скважин для получения керна.

Особенности разведки нефтегазовых месторождений

Специфика геологоразведки нефтегазовых месторождений обусловлена особенностями залегания и природными свойствами этих полезных ископаемых. Отличительной чертой нефти и газа является то, что их залежи находятся обычно в одних и тех же районах. Газ может быть как растворён в нефти, так и образовывать газовые шапки в верхней части пространства, занимаемого «чёрным золотом».

Накопление углеводородного сырья происходит в осадочных оболочках планеты. В общей сложности в мире выявлено порядка шести сотен нефтегазоносных бассейнов. Нефть и газ находятся на глубинах от одного до нескольких километров и распределены по микроскопическим пустотам. Около 85% запасов сконцентрированы в алевритовых песчаных породах с глиняной прослойкой, остальные ресурсы — в породах карбонатного типа. Огромны запасы шельфовых месторождений, однако степень их изученности крайне мала. Пронедра писали ранее, что, по данным Минприроды, более 90% площади арктического шельфа не разведаны.

Геологические экспедиции, которые занимаются изучением нефтегазовых месторождений, выполняют комплекс работ по исследованию структуры блоков, выделению продуктивных пластов, вычислению предполагаемых дебитов нефти, газа и конденсата, давления в залежах. Все эти данные используются для составления проектов эксплуатационных работ, а также для расчётных обоснований промышленной разработки участков.

Стартует геологоразведка по стандартной схеме — со съёмки и составления геологических карт. В дальнейшем применяется гравитационная разведка. Выявление запасов по данной методике обусловлено отличительной особенность пород, насыщенных нефтью и газом — их плотность меньше, соответственно, и меньшим будет ускорение свободного падения. Нефтегазовые ресурсы выявляются в том числе с применением специфической аэромагнитной разведки, направленной на выявление антиклиналей — геологических ловушек для углеводородов мигрирующего характера на глубинах до семи километров.

Аэромагнитная съёмка выполняется с помощью магнитометров, расположенных в хвостовом коке самолёта

Особенностью же проведения сейсморазведки является то, что такой вид исследования при поиске нефтегазовых запасов осуществляется не только для выявления залежей, но и с целью определения оптимальных мест для бурения скважин разведочного назначения. Одним из эффективных методов обнаружения ресурсов «чёрного золота» и «голубого топлива» является низкочастотное сейсмическое зондирование. Данный способ основан на анализе аномального изменения спектра естественного сейсмического фона в районе размещения залежей на частотах до 10 герц.

Оборудование для сейсморазведки

Нефть и газ также выявляются при помощи методики геохимической разведки. Геологи анализируют состав подземных вод на предмет содержания органических компонентов и газов. Рост концентрации таких элементов в единице объёма пробы воды может указывать на близость пласта. Тем не менее, самым достоверным и эффективным способом разведки углеводородов в настоящее время является непосредственное бурение скважины для выявления степени достаточности их объёмов для промышленного освоения месторождения. В среднем только в трети случаев после бурения обнаруживаются такие запасы.

Бурение разведочной скважины «Шахринав-1п», Таджикистан

В современной России геологоразведка нефтегазовых ресурсов производится не только с целью немедленной разработки конкретных блоков, но и для общего прироста количества углеводородов в соответствии с требованиями Энергетической стратегии, рассчитанной до 2020 года. Напомним, что, по мнению Владимира Путина, геологоразведка крайне важна для экономики России. Открытие и изучение новых месторождений — это работа на перспективу, поскольку выявленные ресурсы фактически являются сырьевым вкладом в будущее страны.

3 Технологии в разведке, добыче и переработке | Эволюционные и революционные технологии в горном деле

, естественно, имеет мелкие и ультратонкие размеры и обычно не требует дробления или, иногда, даже измельчения. После измельчения для выделения минералов кварца, полевого шпата и слюды для концентрирования каждый из минералов подвергается еще одной стадии измельчения, чтобы соответствовать требованиям к сверхмелкозернистости для коммерческого рынка, особенно в качестве наполнителя.Перед флотацией рудной матрицы в фосфатах Флориды дробление или измельчение не требуется, но после удаления загрязнений концентрат измельчается перед производством фосфорной кислоты. В агрегатной и песчаной промышленности обычно производится множество крупногабаритных изделий с разной стоимостью.

Снижение стоимости энергии - один из факторов, представляющих интерес при переработке промышленных минералов. Для тонкого и ультратонкого измельчения промышленности необходимы более качественные строительные материалы для оборудования, поскольку многие минералы, такие как кварц, обладают высокой абразивностью.В последние годы проявился интерес к разработке химикатов, называемых «шлифовальные добавки». Однако результаты испытаний были неоднозначными, а экономические выгоды неопределенными. Необходимы дальнейшие исследования использования химикатов для снижения стоимости тонкого и ультратонкого измельчения.

Переработчики угля остро нуждаются в системе измельчения, которая сводит к минимуму образование мелких частиц. Обработка мелких частиц угля (менее 0,5 миллиметра) стоит в три-четыре раза больше, чем обработка крупных частиц угля (более 0,1 мм).5 миллиметр). Кроме того, содержание влаги в мелких частицах обычно более чем в четыре раза превышает содержание влаги в крупных частицах, что является дополнительным штрафом.

Физическое разделение

Физическое разделение включает (1) отделение различных минералов друг от друга и (2) отделение твердых веществ (минералов) от жидкости (воды). Краткое обсуждение, которое следует ниже, включает только основные процессы разделения минералов. Флотация, несомненно, является наиболее важным и широко используемым процессом разделения полезных ископаемых, включая металлы, промышленные минералы (Lefond, 1975) и уголь.

Практически все процессы разделения проводятся в водной суспензии. Подавляющее большинство минералов концентрируется мокрым способом, но все минеральные продукты продаются как материалы с низким содержанием влаги. Эти процессы включают методы гравитационного разделения и флотацию. Вода - один из самых важных параметров в методах мокрой сепарации. Большинство минеральных заводов работают в замкнутом круговороте воды в соответствии с правилами, поскольку технологическая вода часто вызывает экологические проблемы (Ripley et al., 1996).Поэтому обезвоживание считается важным этапом в большинстве процессов и является отдельной темой для исследований.

Большинство процессов физического разделения проводится во влажном состоянии, но доступность и стоимость воды становятся проблемой для большинства операций по переработке полезных ископаемых. На сухом сырье проводится ряд физических разделений, часто по причинам, связанным с самим процессом разделения. Сухие процессы включают электростатическую и электродинамическую сепарацию, сухую магнитную сепарацию, разделение на воздух, отмучивание воздухом, сухое циклонирование и механизированную сортировку.Многие процессы разделения промышленных минералов также являются сухими. Например, обработка песчаных пляжей титана, циркония, редкоземельных элементов и некоторых радиоактивных минералов зависит от методов сухой сепарации. Процессы разделения сухого сырья обычно разрабатываются или улучшаются поставщиками и пользователями, но дополнительные исследования будут оправданы.

Гравитационное разделение

Гравитационная сепарация (включая процессы, в которых используются другие силы в качестве дополнительных) мало используется в процессах для металлических руд, поскольку источники руд, поддающихся гравитационной сепарации, сейчас редки.Исключения включают свободные частицы золота из-за большого различия в плотности между золотом и обычными жильными минералами, а также олово, титан, цирконий и некоторые редкоземельные минералы, которые могут быть эффективно сконцентрированы путем сочетания гравитационных, магнитных и электрических процессов. . Продолжаются инновации в методах гравитационного разделения металлических минералов, а также в некоторых промышленных минеральных процессах, но отработанные технологии и конструкции машин подходят для металлических руд и грубого угля.Однако инновации могут быть сделаны путем разработки недорогих методов гравитационного разделения, которые можно использовать для извлечения небольших количеств тяжелых минералов из хвостов флотации при добыче металлов. Использование многозарядных полей для разделения частиц может улучшить гравитационное разделение в сочетании с другими процессами.

Некоторые методы гравитационного разделения могут использоваться для обработки мелких частиц, если существует большая разница в плотности между желаемыми и нежелательными минералами. Например, на золотодобывающих предприятиях для извлечения относительно грубого золота используется ряд гравитационных устройств, старых и новых.За последние несколько лет гравитационные сепараторы, которые используют преимущества дифференциальной плотности в высокоградиентном поле центробежных сил (например, сепараторы Knelson и Falcon), успешно использовались для золота. Более старые устройства (например, спирали с меньшими центробежными силами, защемленные шлюзы и конусы Рейхерта) были адаптированы для других тяжелых минералов.

При разделении тяжелых или плотных сред используется суспензия мелких тяжелых минералов (магнетита или ферросилиция) для обеспечения того, чтобы кажущаяся плотность суспензии была промежуточной между плотностью тяжелых и легких частиц.Легкие частицы всплывают на поверхность и отделяются. Обычно разделение происходит в резервуаре-отстойнике. В некоторых случаях циклон используется для создания центробежной силы, способствующей разделению минералов. Минерал, используемый в качестве среды, перерабатывается магнитным способом. Этот метод широко используется для угля и для удаления сланца из строительных заполнителей. Ранняя работа была проделана для разработки недорогой, эффективной, безопасной и экологически приемлемой «настоящей» тяжелой жидкости, но не привела к коммерческому успеху (Khalafalla and Reimers, 1981).По-прежнему необходимы исследования в области металлургических и экономичных технологий для металлургической и неметаллической промышленности.

.

AI в горнодобывающей промышленности - разведка полезных ископаемых, автономное бурение и многое другое

Горнодобывающая промышленность - это крупная мировая отрасль, производящая все, от угля до золота. Согласно годовому отчету PWC, по состоянию на апрель 2017 года рыночная капитализация 40 крупнейших горнодобывающих компаний составляла 748 миллиардов долларов. В 2015 году в отрасли в целом наблюдался спад, но с тех пор сектор восстановился из-за роста цен на сырьевые товары.

Число людей, непосредственно работающих в горнодобывающей промышленности, относительно невелико. По состоянию на сентябрь 2017 года в Соединенных Штатах Америки в горнодобывающей промышленности, разработке карьеров и газодобыче занято около 670000 человек.Но горнодобывающая промышленность косвенно влияет почти на все аспекты экономики, поскольку она обеспечивает сырье, необходимое почти для каждого сектора, от электроники; которые часто содержат алюминий, кобальт, никель, медь, золото, платину и т. д. для получения энергии; которые используют уголь для электростанций и алюминий для линий электропередач; в строительство / инфраструктуру, на которые в 2014 году во всем мире было использовано около 800 миллионов метрических тонн стали. На стоимость почти каждого товара или услуги, по крайней мере, в небольшой степени влияет горнодобывающая промышленность.

Поскольку горнодобывающие компании производят в основном взаимозаменяемые товары в больших объемах, отрасль уделяет большое внимание повышению эффективности на всех уровнях. Небольшие улучшения в скорости, урожайности и эффективности часто могут быть тем, что отделяет прибыльную операцию от убыточной. Это то, что компании, использующие искусственный интеллект и машинное обучение, пытаются делать в этой сфере.

В этой статье исследуется, как горнодобывающая промышленность использует или пытается использовать ИИ для повышения производительности и эффективности на протяжении всего процесса.Мы рассмотрим:

  • Различные процессы майнинга, в которых ИИ тестируется и применяется
  • Конкретные варианты использования ИИ и инициативы известных горнодобывающих компаний
  • Предварительные результаты существующих применений ИИ в горнодобывающей промышленности

Майнинг - это это большая и разнообразная отрасль, в которой используются существенно разные методы и технологии, в зависимости от того, какой материал добывается, поэтому трудно делать всеобъемлющие заявления, которые полностью охватывают весь сектор.Тем не менее, в этой статье будет рассмотрено, как ИИ используется для поиска грунта для добычи полезных ископаемых и как ИИ используется для улучшения работы шахт.

Разведка полезных ископаемых

Первый шаг - найти место для добычи. Этот этап разведки полезных ископаемых имеет решающее значение для горных работ. Компания могла бы построить наиболее агрессивно автоматизированное и впечатляюще эффективное производство, и оно было бы бесполезным, если бы в земле не было хорошего материала для добычи. Применение искусственного интеллекта и машинного обучения для поиска и разведки полезных ископаемых - совершенно новое явление, которое вызывает интерес в отрасли.

На мероприятии Disrupt Mining 2017 в Торонто, Канада, двое из пяти финалистов были компаниями, ориентированными на использование машинное обучение в горнодобывающей промышленности: Kore Geosystems и Goldspot Discovery.

Gold Exploration - Goldspot Discoveries Inc.

Компания Goldspot Discoveries Inc. использует искусственный интеллект, чтобы улучшить разведку полезных ископаемых. Компания утверждает, что текущая практика поиска золотых месторождений - это больше искусство, чем наука, и они планируют изменить это с помощью машинного обучения, как они объясняют в своем видео.

Они утверждают, что в своем тесте они смогли спрогнозировать 86% существующих месторождений золота в регионе золотого пояса Абитиби в Канаде, используя такие данные, как геологические, топографические и минералогические, всего с 4 процентов общей площади поверхности.Первое крупное публично объявленное испытание их системы состоится в ближайшем будущем на руднике Jerritt Canyon.

В прошлом месяце проект Jerritt Canyon объявил, что они использовали искусственный интеллект Goldspot Discoveries Inc для анализа всех имеющихся у них геологических данных о недобываемых в настоящее время частях их заявки и информации о том, где они ранее находили золото в регионе, чтобы определить целевые зоны, которые могут содержат золото. Производитель золота планирует провести предварительные испытания бурения, как только это будет логистически возможно.

Goldspot Discoveries Inc. также утверждает, что имеет сделку с неназванной публично зарегистрированной африканской геологоразведочной компанией на пробуждение нескольких пробных скважин на основе данных компаний, нацеленных на ИИ.

Улучшение целей разведки - Goldcorp и IBM Watson

Это не только начинающие компании, которые стремятся использовать ИИ при разведке полезных ископаемых. Ранее в этом году горнодобывающий гигант Goldcorp объединился с IBM Watson, чтобы проанализировать огромное количество геологической информации в поисках лучших целей.Goldcorp - одна из крупнейших золотодобывающих компаний в мире. В этом видео IBM объясняет, как их технология используется в горнодобывающей промышленности.

В первую очередь Goldcorp использует Watson на своей шахте Red Lake в Онтарио. Зона высокого качества может быть исчерпана к 2020 году. Goldcorp надеется, что Watson поможет им выбрать наилучшие возможные цели для разведки в этом районе.

Хотя пока еще рано говорить о том, удалось ли ИИ помочь в поиске золота, IBM Watson утверждает, что в течение многих лет оно успешно использовалось нефтегазовыми компаниями для разведочных целей.

Улучшение работы горнодобывающих предприятий

В горнодобывающей промышленности сейчас наиболее непосредственным образом используется ИИ для повышения эффективности. Шахты часто представляют собой гигантские промышленные предприятия. Многие из них используют те же базовые достижения в области роботов и интеллектуальных датчиков, которые мы видим на заводах, для повышения своей производительности в горнодобывающей промышленности.

Самоходные самосвалы - Rio Tinto, Volvo

Шахты относятся к тяжелой промышленности, что фактически делает их идеальным местом для коммерческого использования беспилотных транспортных средств.Шахтная техника и грузовики движутся относительно медленно. Они также работают в четко определенных и строго контролируемых областях. Грузовикам, используемым на шахте, не нужно беспокоиться о таких событиях, как дети, гоняющие мяч посреди улицы или неустойчивые пьяные водители, из-за которых так сложно запрограммировать автономное транспортное средство для идеальной работы на городских дорогах. Вот почему они уже много лет работают на шахтах.

Горнодобывающая компания Rio Tinto является лидером в использовании этой технологии.Они неуклонно расширяли свой гигантский парк автономных грузовиков для перевозки руды в течение многих лет и в настоящее время используют парк из 76 грузовиков на своих горнодобывающих предприятиях в Австралии. Грузовики производятся японским производителем Komatsu и находятся под удаленным контролем операторов в Перте.

По данным Rio Tinto, грузовики безопаснее и примерно на 15 процентов дешевле в эксплуатации, чем грузовики с людьми за рулем. Грузовики могут работать круглосуточно, без выходных, без необходимости останавливаться для смены смены или перерывов в туалет.В этом видео ниже показано, как они работают и как контролируемая среда шахты упрощает использование этой технологии.

Rio Tinto - не единственная компания, которая использовала автономные транспортные средства на шахтах. В июле этого года, после многих лет испытаний, BHP объявила, что на шахте Джимблбар собирается перейти на полностью автономные грузовики с использованием 50 Caterpillar 793F. В видео они объясняют, как они его используют и какие преимущества он предлагает.

Ранее в этом году Volvo объявила о начале испытаний полностью автономного грузовика под землей на руднике Кристинеберг.Это был технический шаг вперед, поскольку автомобиль не может использовать GPS, когда он находится под землей, как это делают автономные грузовики на карьерах. Грузовик может перемещаться по очень узким туннелям, составляющим шахту.

Автономные буровые установки, погрузчики и поезда - Rio Tinto

Эти же горнодобывающие компании не только используют автономные грузовики, но и пытаются сделать все свои операции автономными. Rio Tinto уже несколько лет использует автономные погрузчики, которые собирают грязь, и автономную систему бурения взрывных скважин.Их система бурения позволяет одному оператору удаленно управлять несколькими буровыми установками для бурения в земле. Компания утверждает, что их автономные сеялки повышают производительность примерно на 10 процентов.

Фотография автономной буровой системы RioTinto. Изображение с сайта www.riotintogroundbreakers.com

В ближайшем будущем Rio Tinto также планирует создать первую в мире полностью автономную железнодорожную систему дальнего следования. Если все пойдет по плану, ожидается, что к 2018 году у компании появится полностью автономная железнодорожная система. Это видео показывает их автономный поезд в действии.

AI для сортировки - TOMRA

Шахты, как правило, удаляют огромный объем материала из земли, даже если минералы, которые они ищут, составляют лишь небольшую часть указанного объема, который они удаляют. Отделение материала, который они хотят, от бесполезной грязи, камней и глины может оказаться очень дорогостоящим шагом в процессе добычи.

Кроме того, чем раньше в процессе будет проведена сортировка, тем меньше топлива и денег компания потратит на перемещение бесполезного материала.Машинное обучение использовалось относительно недавно для улучшения этого процесса в горнодобывающем секторе.

Компания TOMRA разработала интеллектуальное сортировочное оборудование для горнодобывающей промышленности, в котором используются датчики сортировки по цвету, рентгеновские лучи или датчики ближнего инфракрасного диапазона для проверки каждого отдельного материала, проходящего через оборудование, и способного сортировать материал по любым критериям, которые хочет компания. Они используют его для всего, от руды до алмазов.

Они утверждают, что использование их сортировочного оборудования на горнодобывающей компании Boliden привело к уменьшению массы, необходимой для перемещения, на 12 процентов.Это означает меньше топлива, меньше энергии во время обработки и меньше грузовых автомобилей. Это видео показывает, как используется сортировка, поскольку она быстро сортирует желаемый материал и удаляет нежелательные камни.

Самым заметным успехом сортировочного оборудования TOMRA стало то, что оно помогло извлечь алмаз весом 227 карат на руднике Луло в Анголе. Этот алмаз больше, чем оплата всей крупной системы извлечения алмазов TOMRA.

Мониторинг оборудования - PETRA, GE

Дешевые соединительные датчики позволили компаниям постоянно контролировать практически все аспекты своего оборудования.Анализ всех этих данных с помощью программ искусственного интеллекта также может улучшить обслуживание, сократить время простоя и помочь предсказать проблемы до того, как они возникнут (читатели, которые непосредственно интересуются этой темой, могут захотеть прочитать наше интервью с Таликом Кастури о «профилактическом обслуживании»).

Такие компании, как GE и PETRA, предлагают эти услуги горнодобывающим компаниям. PETRA утверждает, что использование ими алгоритмов на предприятии Lihir Newcrest Mining позволило компании значительно сократить количество перегрузок, возникающих на мельницах полусамоизмельчения (SAG).Любое такое событие перегрузки фактически останавливает работу шахты, а любой простой является серьезной потерей денег.

Заключение о применении искусственного интеллекта в горной промышленности

Горная промышленность - это производство товаров, поэтому сохранение конкурентоспособности в этом секторе обычно означает более быстрое и дешевое производство. Когда вы обрабатываете буквально тонны материала в час, любое небольшое сокращение времени простоя, обработки или затрат на рабочую силу может привести к значительной экономии.

Характер отрасли означает, что горнодобывающие компании сосредоточены на любых способах повышения производительности и эффективности.Поэтому неудивительно, что некоторые горнодобывающие компании очень агрессивно используют искусственный интеллект, машинное обучение и автономное оборудование для поиска способов повышения эффективности.

Мы рассмотрели ИИ в тяжелой промышленности в предыдущих статьях и уверены, что майнинг может стать ключевым испытательным полигоном для инноваций в области ИИ, особенно для автономных транспортных средств и оборудования, работающих в контролируемых средах добычи полезных ископаемых (где нормативные требования коммерческие автономные транспортные средства не будут такой большой проблемой).

В некоторых частях процесса, таких как разведка полезных ископаемых, использование ИИ относительно ново. Хотя это приложение ИИ привлекло внимание крупных игроков отрасли, оно все еще находится на начальной стадии, и пока неясно, насколько большое влияние оно окажет.

Когда дело доходит до эксплуатации существующих шахт, использование ИИ и автономного оборудования уже хорошо зарекомендовало себя и приносит очень ощутимые выгоды. Автономное и интеллектуальное оборудование меняет отрасль.Многие приложения были хорошо протестированы и быстро расширяются для новых рудников. Тот факт, что Rio Tinto и ее конкуренты в течение нескольких лет значительно увеличивали парк автономных самосвалов, является убедительным доказательством того, что существуют приложения, в которых они обеспечивают положительную окупаемость инвестиций.

Некоторые части горнодобывающего сектора уже находятся на переднем крае использования интеллектуального и автономного оборудования и, вероятно, так и останутся в обозримом будущем. Горнодобывающая промышленность относительно уникальна тем, что требует больших капиталовложений в чрезвычайно дорогое крупное оборудование, а главный способ быть конкурентоспособным - это безжалостная ориентация на эффективность.Это всегда будет делать отрасль логичным выбором для выхода за границы возможного, когда речь идет об умении оборудования. Предельные затраты на добавление автономной системы к автомобилю значительны, в то время как они почти не имеют значения при добавлении одной к 300-тонному тягачу за 5 миллионов долларов.

Если вы хотите получить представление о том, как многие другие отрасли могут работать в будущем, изучение того, как работают некоторые из этих почти полностью автономных шахт в Австралии, может дать лучшее представление.

Изображение заголовка предоставлено: Kapuskasing Now

.

PPT - Презентация PowerPoint по разведке полезных ископаемых, скачать бесплатно

  • Mineral Exploration • Исследование горных пород на предмет минерализации является первым шагом в поиске залежей руды. • Образцы горных пород берутся с участков разведки и анализируются для определения содержания руды - содержания металлов в руде. • Если содержание руды достаточно высокое, а месторождение достаточно обширное, затраты на открытие рудника могут быть оправданы.

  • Подземная добыча • Подземная добыча - это метод добычи, при котором почва и горные породы удаляются для достижения нижележащего угля или полезных ископаемых.• Он используется для разработки рудных месторождений, которые находятся на глубине 50 м и более от поверхности Земли. • Камерная горка - распространенный метод подземной разработки. Этот метод используется для добычи соли и угля. • Сеть входов, называемых комнатами, вырезана в пласт, горизонтальный слой угля. Между комнатами оставлены угольные столбы, поддерживающие комнату. Когда минирование комнат завершено, столбы снимаются, начиная с самой дальней точки шахты.

  • Добыча в длинных забоях • Добыча в длинных забоях - более эффективный метод удаления угля из подземного пласта.• Машина, называемая очистным комбайном, перемещается вперед и назад вдоль забоя угольного пласта. • По мере того как уголь снимается с длинной стены, он падает на конвейер и вывозится из шахты. • Шахтеры и их оборудование защищены рядом гидравлических опор крыши.

  • Добыча с использованием растворов • Добыча с использованием растворов - это экономичный метод разработки месторождений растворимых минеральных руд, таких как калий, соль и сера. • При добыче растворами руда растворяется путем закачки горячей воды.• Затем в растворенную руду нагнетается сжатый воздух, и пузырьки воздуха поднимают ее на поверхность.

  • Открытые горные работы • Открытые горные работы - это метод горных работ, при котором почва и горные породы удаляются для достижения нижележащего угля или полезных ископаемых. • Открытые методы добычи используются, когда рудные месторождения расположены близко к поверхности Земли. • Большое количество приповерхностных руд, таких как уголь, золото и медь, добывается открытым способом.

  • Открытые разработки • При открытых разработках руды добываются снизу, слой за слоем.• При необходимости используются взрывчатые вещества для дробления руды перед ее вывозом грузовиками. • Некоторые руды, такие как золото, отправляются на площадки кучного выщелачивания для извлечения химикатами.

  • Добыча угля на поверхности • Уголь добывается в несколько этапов на поверхности. • Почва, покрывающая площадь, подлежащую разработке, удаляется и откладывается. • Покрывающая порода или скала, покрывающая уголь, удаляется тяжелым оборудованием и складывается вдоль разреза. • Погрузчики заходят в карьер и удаляют обнаженный угольный пласт.• Приямок засыпается вскрышными отложениями и оформляется контур. • Почва укладывается поверх покрывающей породы.

  • Разработка карьеров • Карьеры, называемые карьерами, используются для добычи приповерхностных материалов, таких как строительный камень, щебень, песок и гравий. • Заполнители, которые представляют собой песок, гравий и щебень, являются основными товарами, получаемыми при разработке карьеров. • Карьеры также производят большое количество глины, гипса и талька.

  • Солнечное испарение • Процесс солнечного испарения состоит из помещения морской воды, что составляет примерно 2 единицы.7% хлорида натрия, в огромные мелкие водоемы. • Солнце испаряет морскую воду, что приводит к увеличению концентрации хлорида натрия. • Кристаллическая соль или галит образуется, когда концентрация хлорида натрия достигает чуть более 25%. • Выпаривание продолжается до тех пор, пока не будет достигнут слой желаемой толщины, и соль не будет собрана.

  • Солнечное испарение • Около 30% мировой соли образуется в результате солнечного испарения. • Этот метод используется для производства соли в районах с небольшим количеством осадков, но с высокой скоростью испарения.• Солнечное испарение практично в таких местах, как побережье Средиземного моря, в заливе Сан-Франциско и в Австралии, поскольку испарение превышает количество осадков.

  • Добыча россыпей • Россыпные месторождения - это месторождения, содержащие ценные минералы, сконцентрированные в результате механического воздействия. • Русловые россыпи - самые важные россыпи. Потоки переносят минеральные зерна к месту, где они падают в русло и концентрируются. • Россыпные отложения могут также поступать по береговой линии тяжелыми минералами, которые смываются в океан ручьями.Эти тяжелые минералы концентрируются под действием волн.

  • Добыча россыпей • Золотые россыпи, алмазы и тяжелые минералы добываются путем выемки грунта. • Земснаряд состоит из плавучей баржи, на которой закрепленные на конвейере ковши используются для выемки отложений перед земснарядом. • Тяжелые минералы отделяются от отложений в корпусе земснаряда. Затем обработанные отложения выгружаются конвейером, расположенным за земснарядом.

  • Плавка • Плавка - это плавка или плавление руды с целью отделения примесей от чистого металла • Это процесс, в котором измельченная руда плавится при высоких температурах в печах для отделения примесей от расплавленного металла.• В печи материал, называемый флюсом, связывается с примесями и отделяет их от расплавленного металла. Желаемый расплавленный металл падает на дно печи и извлекается. • Флюс и менее плотные примеси образуют слой шлака поверх расплавленного металла.

  • Подводная добыча • Дно океана содержит значительные полезные ископаемые, включая алмазы, драгоценные металлы, такие как золото и серебро, минеральные руды, песок и гравий.• С конца 1950-х годов было предпринято несколько попыток добычи полезных ископаемых в океане с разной степенью успеха. • Конкуренция с наземными компаниями, которые могут добывать полезные ископаемые с меньшими затратами, и большая глубина воды, на которой обнаружены некоторые месторождения полезных ископаемых, являются двумя из причин, по которым подводная добыча до настоящего времени была в основном неудачной.

  • .

    Смотрите также