معدنکاری یا برداشت کانیها به عمل استخراج کانیهای ارزشمند یا دیگر مواد از زمین و معمولاً از معادن گفته میشود.
موادی که از این کانسارها بهدست میآید شامل فلزات، زغالسنگ، شیل نفتی، سنگهای قیمتی، الماس، سنگ آهک، سنگ نمک، طلا، نقره، پتاس، شن، خاک رس و موادی از این دست میشود. معدنکاری برای بهدست آوردن هر مادهای که نمیتوان از طریق فرآیندهای کشاورزی رشد داد، یا بهطور مصنوعی در آزمایشگاه یا کارخانه تولید کرد، لازم است. در یک تعریف کاملتر معدنکاری شامل برداشت هرگونه منبع تجدیدناپذیر مانند نفت، گاز طبیعی یا حتی آب نیز میشود.
استخراج سنگ و فلز از زمانهای پیش از تاریخ توسط انسان انجام میشدهاست. فرآیندهای معدنکاری امروزی شامل جستجوی بدنه معادن، تجزیه و تحلیل ظرفیت سودآوری یک معدن پیدا شده، استخراج مواد مورد نظر و احیای نهایی زمین پس از بسته شدن معدن است.
عملیات استخراج، هم در طول دوره فعالیت معدن و هم پس از بسته شدن آن، معمولاً بر روی بر محیط زیست اثرات مخربی بهجا میگذارد. از این رو، بیشتر کشورهای جهان مقرراتی را برای کاهش این تأثیرات منفی تصویب کردهاند. موضوع ایمنی کار نیز، مدتهای طولانی است که نگرانکننده است و شیوههای نوین بهبود چشمگیری در زمینه ایمنی در معادن به دنبال داشتهاست.
تکنیکهای استخراج را میتوان به دو نوع حفاری متداول تقسیم کرد: استخراج سطحی و استخراج زیرسطحی (زیرزمینی). امروزه استخراج سطحی بسیار رایج است و به عنوان مثال ۸۵٪ از مواد معدنی در آمریکا (به استثنای نفت و گاز طبیعی)، از جمله ۹۸٪ سنگهای معدنی فلزی، به این روش استخراج میشوند.
مواد هدف به دو دسته کلی تقسیم میشوند: رسوبات جامانده (ذخایر پلاسری)، که شامل مواد معدنی ارزشمند موجود در شنهای رودخانه، شنهای ساحلی و سایر مواد غیر تلفیقی است؛ و رسوبات لود (lode deposits)، که شامل مواد معدنی با ارزش در رگهها، لایهها یا دانههای معدنی که بهطور کلی در کل توده تخته سنگ پراکنده شده است. هر دو نوع کانسار معدنی، پلاسر یا لود، به دو روش سطحی و زیرسطحی استخراج میشوند.
استخراج برخی از مواد، از جمله بسیاری از عناصر کمیاب زمین و استخراج اورانیوم، با روشهای کمتر متداولی مانند شستشوی درجا انجام میشود: در این روش هیچگونه حفاری نه در سطح و نه در زیرزمین انجام نمی شود. استخراج مواد معدنی هدف توسط این روش مستلزم محلول بودن آنها است، به عنوان مثال، پتاس، پتاسیم کلرید، سدیم کلرید، و سدیم سولفات که در آب حل میشوند. برخی از مواد معدنی مانند سنگهای معدنی مس و اکسید اورانیوم برای حل شدن به محلولهای اسید یا کربنات نیاز دارند.
در استخراج سطحی برای دستیابی به ذخایر سنگ معدن، پوشش گیاهی سطحی، گل و لای و در صورت لزوم لایههای سنگ بستر برداشته میشوند. تکنیکهای استخراج سطحی عبارتند از:
استخراج زیرسطحی شامل حفر تونل یا شافت به داخل زمین برای رسیدن به ذخایر سنگ معدن است. سنگهای معدنی، جهت فرآوری و تخته سنگهای زائد، جهت دفع، از طریق این تونلها و شافتها به سطح زمین انتقال داده میشوند. استخراج زیرسطحی را میتوان با توجه به نوع شافتهای دستیابی، و روشهای استخراج یا روشهای استفاده شده برای رسیدن به کانسار معدنی طبقهبندی کرد.
استخراج در بسترهای سخت و نرم به تکنیکهای مختلفی نیاز دارد. سایر روشها عبارتند از:
استخراج دیواره بلند شکل دیگری از استخراج سطحی است که از استخراج آگری (استخراج به وسیله مته مارپیچ) حاصل شدهاست. در استخراج دیواره بلند، درز رگه زغالسنگ توسط یک دستگاه هیدرولیکی با مکانیزم انتقال تیر هیدرولیکی (PTM) باز میشود. با استفاده از یک دستگاه تصویربرداری ویدئویی یا یک سنسور اشعه گاما یا سایر سیستمهای Geo-Radar مانند سنسور تشخیص رابط زغالسنگ-سنگ (CID)، اپراتور میتواند رابط درز-سنگ را ببیند و پیشرفت مستمر معدن را هدایت کند.
معدنکاری هوشمند (Smart Mining) یا معدنکاری دیجیتال (Digital Mining) شامل مجموعهای از فرایندها و فناوریهاست که میتواند بهرهوری و ایمنی عملیات استخراج را افزایش دهد. فناوریهایی مانند حسگرهای هوا، رادارهای نفوذی زمین، نظارت تصویری و حسگرهای اینترنت اشیا همگی میتوانند در عملیات استخراج هوشمند نقش داشته باشند.
معدنکاری هوشمند سالهاست در دنیا رواج پیدا کرده، اما در ایران با وجود ذخایر غنی معدنی همچنان معدنکاری سنتی برقرار است و هنوز بسترهای دیجیتالی شدن در این بخش فراهم نشده است. هوشمندسازی معادن به سرمایهگذاری نیاز دارد به همین دلیل باید راهکاری درنظر گرفت که مسیر و اقدامات لازم برای تامین این سرمایه را ارائه دهد. کاهش هزینههای عملیاتی و تولید، قابلیت اجرای خودکار عملیات، افزایش ضریب امنیت در مسیر انتقال اطلاعات و بهبود ایمنی نیروی کار از مهمترین مزایای معدنکاری دیجیتال است.
کارشناسان پیشبینی میکنند حجم بازار معدنکاری دیجیتال از حدود ۹.۳ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۹ به بیش از ۲۳ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۷ برسد و این نشان میدهد که اکتشاف، استخراج و فرآوری بهعنوان ۳ رکن اساسی در بخش معدن، وابستگی زیادی به فناوری اطلاعات و ارتباطات دارند.
در ویکیانبار پروندههایی دربارهٔ معدن موجود است. |
This article uses material from the Wikipedia فارسی article معدن, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). محتوا تحت CC BY-SA 4.0 در دسترس است مگر خلافش ذکر شده باشد. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki فارسی (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.