يستخدم التعدين السطحي مجموعة متنوعة من المعدات المتخصصة في كثير من الأحيان مثل الشاحنات والخواصات والحفارات لاستخراج الموارد من أسفل سطح الأرض. إنه عمومًا أكثر فعالية من حيث التكلفة من التعدين تحت الأرض ، حيث تميل العملية إلى استرداد كمية أعلى من الرواسب المعدنية.
ومع ذلك ، فإن العملية ، التي تشمل إزالة طبقات من التربة والصخور للوصول إلى المعادن التي تم العثور عليها بالقرب من السطح ، وتتنافس مع مجموعة متنوعة من المشكلات البيئية ورجال الأعمال – وقد طورت أنظمة وتكنولوجيا لمحاولة القيام بذلك.
تكنولوجيا التعدين تستعرض بعض أكبر التطورات في معدات التعدين السطحي وكيف تسعى الصناعة إلى استخدام الابتكار للمساعدة في التغلب على المشكلات ، وتحسين الكفاءة وتقليل التكاليف.
المزيد والمزيد من الآلات
معدات تعدين السطح العالمية في Globaldata: التقرير السكاني والتوقعات حتى عام 2030 ، الذي نشر في ديسمبر 2024 ، ويقدر أن إجمالي عدد الخنازير ، والحفارات الهيدروليكية ، وطلاب السيارات ، ومجرم الحبل ، والشاحنات ، وعمليات العجلات في جميع المناجم النشطة ، باستثناء المحاجر ، في نهاية عام 2024 كان 1555 ، 976.
في الواقع ، من المتوقع أن يرتفع العدد الإجمالي للآلات النشطة إلى 170،982 بحلول عام 2030 ، وهو معدل نمو سنوي مركب قدره 1.5 ٪ من 2024 إلى 2030 ، حيث كانت الشاحنات أكبر مساهم ، تليها العجلات ، والتي تمثل 14 ٪ من الآلات ، ثم الأحفريات الهيدروليكية/الملقحات بنسبة 11 ٪.
يقول أبحاث Globaldata إن أبحاث Globaldata إن أبحاث Globaldata إن أبحاث Globaldata إن أبحاث Globaldata إن أبحاث Globaldata إن أبحاث Globaldata إن أبحاث Globaldata إن أبحاث Globaldata حيث تتمتع Tata بوضع قوي في منطقة آسيا والمحيط الهادئ (بشكل رئيسي في الهند) و Belaz في الاتحاد السوفيتي السابق. بشكل عام ، يُنظر إلى Caterpillar على أنه رائد في السوق بحصوله على حوالي 40 ٪ ، يليه Komatsu بنسبة 20 ٪ وفولفو بنسبة 10 ٪.
كهربة متزايدة لمعدات التعدين السطحي
ديفيد كورتز ، مدير التعدين والبناء في غلوبالتا ، تكنولوجيا التعدين تشير الشركة الأم إلى أنه إلى حد ما “كهربة مركبات المعدات السطحية هي اتجاه لا يمكن إيقافه في الصناعة حيث يعمل عمال المناجم على تقليل الانبعاثات. [an mine’s] النطاق 1 و 2 الانبعاثات”.
ويضيف أن “العملاء يركزون بشكل كبير على تكاليف مدى الحياة ، وبالتالي يتطلعون إلى التحسن باستمرار في هذا المجال ، وكذلك الحد من التأثير البيئي ويواصلون تمديد التقنيات المتاحة ، عبر مجالات مثل إنترنت الأشياء والاتصال للأتمتة”.
يقول ممثل لشركة Sandvik ، وهي شركة هندسية متعددة الجنسيات سويدية متخصصة في منتجات وخدمات التعدين ، إن جعل جميع أنواع المعدات “أكثر إنتاجية وفعالية من حيث التكلفة مع ضمان الاستدامة تعني الأتمتة التي تتيح الكفاءة وسهولة الاستخدام والسلامة” في حين أن “الكهربة ستلعب دورًا مهمًا في ضمان الحفر المستدام”.
وفي الوقت نفسه ، تقول EpiRoc ، الشركة المصنعة لمعدات التعدين والبنية التحتية ، إن كهربة المعدات السطحية بدأت تظهر أكثر فأكثر. “في السنوات القليلة الماضية ، تم استخدام الكهربة – وربما كهربة البطارية بشكل ملحوظ – في الغالب للعمليات تحت الأرض ، مع فائدة أكثر وضوحًا هي الحاجة المنخفضة لأنظمة التهوية باهظة الثمن. ومع ذلك ، فإننا نرى اهتمامًا متزايدًا أيضًا بالكهرباء السطحية” ، كما يقول ممثل EPIROC تكنولوجيا التعدين.
في أبريل ، أخذت Epiroc طلبًا لأسطول مركبة ضخم ، حوالي 50 جهازًا ، من منصات الحفر الكهربائية والبطاريات الكهربائية للبطاريات من أجل مناجم خام الحديد المفتوحة في Fortescue في منطقة بيلبارا في غرب أستراليا. لا يزال هذا هو الأكبر في تاريخ Epiroc ، بقيمة تتجاوز 220 مليون دولار (SKR2.2 مليار) على مدى خمس سنوات.
سيتم تشغيل الآلات بدون سائق في نهاية المطاف بشكل مستقل بالكامل ، حيث تشرف على مركز العمليات المتكاملة في Fortescue في بيرث على بعد أكثر من 1500 كيلومتر ، وسوف تقضي على حوالي 35 مليون لتر من استهلاك الديزل سنويًا ، وفقًا لبيان Fortescue في ذلك الوقت.
عندما سئل عما إذا كان كهربة مركبات المعدات السطحية كان اتجاهًا متزايدًا ، أجاب Sandvik أنه من خلال “بعض التقديرات ، فإن 30 ٪ من التعدين السطحي لديه بالفعل البنية التحتية المطلوبة لدعم كهربة التدريبات. بالنسبة لتلك العمليات ، سيكون الكهربة حقيقة واقعة قريبًا ، إن لم يكن بالفعل اليوم.
“بالنسبة للعمليات الأخرى ، سنستمر في رؤية زيادة تدريجية في التبني التي تحركها عوامل متعددة بما في ذلك توافر الكهرباء الرخيصة ، وأداء المعدات المحسّن وتكاليف دورة الحياة المنخفضة مقابل الحلول التي تعمل بالديزل” ، يضيف ممثل Sandvik.
استثمرت Caterpillar ، واحدة من أبرز الشركات المصنعة لمعدات البناء والتعدين في العالم ، بكثافة في السنوات الأخيرة في جميع أنواع السيارات الكهربائية ، وأطلقت برنامج المتعلم المبكر في عام 2021 “لتسريع تطورها والتحقق من صحة Cat Battery Electric Trucks بدعم من عملاء التعدين الرئيسيين” ، وفقًا لبيان سابق للصحافة.
وسعت الشركة البرنامج – الذي يهدف إلى تعزيز التعاون مع العملاء لفهم تأثيرات انتقال الطاقة على تكنولوجيا التعدين بشكل أفضل – لتشمل شاحنات خارج الطرقات لدعم الطلب المتزايد من صناعات المحجر والتجميع.
يخبر عملاق التعدين والبناء ليبهير تكنولوجيا التعدين من المحتمل أن يكون هذا الخيار أرخص خيار من عمال المناجم ، إذا كان ذلك متاحًا ، في بعض الحالات ، قد تعني الظروف مثل الطقس والبيئة السياسية والمنطقة الجغرافية وما إلى ذلك ، أن الكهرباء غير متوفرة باستمرار.
“قد يكون للمناطق المختلفة أنواع طاقة مختلفة بسبب التكلفة العامة المحلية الفريدة لهذه الطاقات. سيؤدي ذلك إلى تباين أكبر في المعدات وتخصيص أعلى للآلات. وبالتالي ، قرر Liebherr بناء معدات التعدين في شكل معياري وبالتالي البقاء في الطاقة وتوتر الطاقة من خلال تقديم مجموعة متنوعة من الحلول المكملة.”
مزيد من الحكم الذاتي
اعتبارًا من نوفمبر 2024 ، كانت Globaldata تتبع 2،348 شاحنات نقل مستقلة (بما في ذلك الآلات الجاهزة ذاتية الحكم) تعمل في مناجم السطح في جميع أنحاء العالم ، وزيادة من 1704 في نوفمبر 2023. أكبر عدد من السكان في أستراليا مع 942 ، تليها الصين (790) ، وكندا (297) وشيلي (172).
تستخدم شاحنات التعدين السطحية ذاتية الحكم أو ذاتية القيادة – عادةً ما تستخدم في مناجم مفتوحة لتحريك صخور خام ونفايات – تقنيات مثل GPS والرادار و AI للعمل بدون برامج تشغيل بشرية. يمكن التحكم فيها عن بُعد أو إدارتها بواسطة نظام مركزي يحدد السرعات والطرق ومجموعات الخام أو المعدنية مسبقًا.
تمتاز الشاحنات ذاتية الحكم أيضًا بميزة الكفاءة على أشكال نقل أكثر تقليدية ، حيث تكون قادرة على العمل بشكل مستمر ليلا ونهارا ، وزيادة الإنتاجية وتقليل وقت التوقف. هناك أيضًا وفورات حول استهلاك الوقود.
يقول Epiroc إن التشغيل المستقل للآلات السطحية هو اتجاه متزايد ، ويعزز الإنتاجية وتقليل الانبعاثات.
ليبهر يخبر أيضا تكنولوجيا التعدين تظل “التكنولوجيا والرقمنة والأتمتة عوامل تمكين رئيسية لتحسين معدات التعدين. تلعب التكنولوجيا دورًا كبيرًا في الدعم الذي يوفره تعدين Liebherr عملائنا أثناء عملهم على تحقيق أهداف الحد من الانبعاثات.
“تساعد التقدم في التكنولوجيا على تحسين التعدين من خلال تسهيل و/أو تحسين العمليات لتنظيم وتتبع وإبلاغ وتنبؤ ومساعدة المناجم في الوصول إلى أقصى قدر من الإنتاج مع أقل كمية من الطاقة المستخدمة.”
النداء المحدود لشاحنات العربة
في شهر مايو ، حققت Komatsu ما وصفه بأنه “معلم مهم لتشغيل شاحنة محرك كهربائي غير مُدرس بشكل مستقل” أثناء توصيله بخط عربة ديناميكية. تدعي أن هذه كانت المرة الأولى في تاريخ صناعة التعدين أنه تم نقل الطاقة إلى شاحنة نقل متحركة تعمل بشكل مستقل عبر نظام عربة.
يقول بيان من الشركة: “تم تصميم الحل لمساعدة العمليات على تقليل انبعاثات الكربون ، وتوسيع عمر المحرك ودعم الرحلة نحو مستقبل الانبعاثات الصفر”.
يقترح أميت كومار ، مدير المشروع ، أبحاث صناعة التعدين ، وعمليات التعدين في غلوبالداتا ، أن شاحنات العربات ليست مناسبة لكل موقع منجم ، ولكن هناك بعض المعايير التي تجعلها قابلة للحياة ، مثل مواقع الألغام التي تتطلب شغفًا كبيرًا/بنقلًا كبيرًا أو أولئك الذين لديهم طرق شاقة لا تتغير كثيرًا.
ومع ذلك ، فإن المناجم خارج الشبكة “إنتاج الكهرباء باستخدام مولدات الديزل ليست مناسبة لأنظمة شاحنات العربات. في الواقع ، كانت شاحنات العربات موجودة منذ عقدين من الزمن ، لكنها لم تكتسب الكثير من الشعبية بسبب القيود التي تنطوي عليها.
ويستمر في أن شاحنات البطارية الأصغر والمتوسطة الحجم الكاملة قيد الاستخدام بالفعل تفوق عدد شاحنات العربة ، وفي “السنوات القادمة نحن على يقين من أن شاحنات البطارية الكاملة ذات الحجم الكامل ستكون أكثر شعبية من شاحنات مساعدة العربة”.
ويضيف كورتز أنه على الرغم من أن “عدد شاحنات العربات قد ارتفع منذ ما يزيد قليلاً عن 200 قبل ثلاث سنوات ، إلا أنه لم تكن هناك سوى شاحنات بطارية النموذج الأولي في ذلك الوقت. بعد أن قلت ذلك ، يستخدم عمال المناجم أيضًا أن أحد الأدوات المتجددة في مجال الديزل الأحفوري ، وهناك بعض الإمكانات للآلات التي تعمل بالهيدروجين.
يجادل Liebherr بأن “استخدام أنظمة العربات يمكن أن يقلل من انبعاثات غازات الدفيئة بنسبة تصل إلى 80 ٪. بالفعل اليوم ، يمكن أن يوفر Liebherr نظام العربة الكامل[s] بما في ذلك البنية التحتية وكذلك أنظمة الشاحنات مثل pantographs.”
اعتبارًا من نوفمبر 2024 ، كانت Globaldata تتبع 263 شاحنات مساعدة في عربة و 207 شاحنة كهربائية تعمل في المناجم السطحية في جميع أنحاء العالم ، مع جمع هذه المعلومات من الأبحاث الثانوية وكذلك المقابلات مع الموظفين الرئيسيين في مواقع الألغام. أكبر عدد من السكان في Trolley Assist Trucks في زامبيا (133) ، تليها ناميبيا (56) وجنوب إفريقيا (20).
يعد Hitachi و Komatsu و Liebherr الرئيسيين الرئيسيين لشاحنات Trolley Assist مع أكثر من 90 ٪ من الشاحنات التي تم تتبعها من قبل مركز استخبارات التعدين ، مع EH3500AC و 960E و T284 النماذج الأكثر شعبية للمؤسسات الأصلية الثلاثة ، على التوالي.
<!– –>
اشترك في جولة الإخبارية اليومية لدينا!
امنح عملك ميزة مع رؤى الصناعة الرائدة.