روش هاي نوين اکتشاف؛ علم در عمق زمين

به گزارش معدن نیوز – نشریه بازار شهر در شماره جدید خود و در پرونده اکتشاف به بررسی روش های نوین اکتشاف پرداخته است. دراین بخش به بررسی علم در اعماق زمین می پردازد.

فناوری این روزها در نقطه به نقطه زندگی ما دیده می شود، از صبح که از خواب بر میخیزیم تا شب که بار دیگر به خواب برویم هر لحظه با یک فناوری در ارتباط هستیم  شاید حتی از طریق آن امرار معاش می کنیم پس پر بی راه نیست اگر بگوییم که این دامنه گسترده فناوری به صنعت هم راه پیدا کرده و هر روز یک صنعت جدید را بهره مند می سازد. معدن به عنوان یکی از صنایع حساس از ابتدا در مرکز توجه پیشرفت فناوری بوده و هر روز ابداعات تازه ای برای بهبود هر چه بیشتر این صنعت ایجاد شده است. 
پیشرفت فناوری و ایجاد شیوه های نوین تنها به منظور افزایش ایمنی و یا بهره وری بیشتر در این زمینه نبوده است بلکه این شیوه های به کمک اکتشافات نیز آمده اند تا راه جدیدی برای کشف ذخایر پنهان الهی در دل زمین وجود داشته باشد. این روزها در نقاط مختلف دنیا از بهترین و به روز ترین فناوری ها استفاده می شود و روزانه ذخایر جدیدی بنا به نیاز آن کشور کشف و مورد بهره برداری قرار می گیرد. 
از روز اولی که بشر توانست به ذخایر زیرزمینی دست پیدا کند تا امروز راه های اکتشاف معادن گسترده تر و پیچیده تر شده اند بنا به همین موضوع صنعت گران این حوزه اکنون با قدرت بیشتری می توانند به اکتشاف بپردازند و همچنین توانایی رسیدن به لایه های زیرین و جوان تر زمین را بنا به داشتن فناوری های پیشرفته تر دارند. این موضوع باعث میشود تا هر روز ذخایر جدیدتری از جمله معادن پنهان به دست آمده و کیفیت عمومی زندگی و صنعت رو به رشد باشد. 
معادن پنهان اصطلاحی است که برای معرفی نوعی از ذخایر معدنی به‌کار می‌رود که عموما توسط نهشته‌‌های جوانتر پوشیده شده‌اند و شناسایی روش‌‌های اکتشاف این ذخایر خصوصا در حوزه اکتشافات ژئوشیمیایی یکی از چالش‌‌های مهمی ‌بوده است که محققان بین سال‌‌های 2010 تا 2020 به آن پرداخته‌اند.
جدیدترین فناوری و پیشرفت های حوزه اکتشاف معدن، پیچیدگی بیشتری دارند و بیشتر به سمت بهره وری بالا حرکت کرده اند. فناوری دیجیتال گام وسیعی در این زمینه برداشته و تلاش سخت تری برای رسیدن به یک اکتشاف مدرن، قابل قبول و امن را داشته است. در این گزارش قصد داریم نگاهی داشته باشیم به جدیدترین پیشرفت هایی که در زمینه معدن حاصل شده و توانسته مسیری سبز را برای کاشفان ایجاد نماید تا هر روز به منابع جدیدتری دست یابند. 

فناوری های داده های مکانی 
پیشرفت در زمینه تجسم داده های مکانی یکی از مواردی است که این روزها بسیار به کمک معادن آمده اند و داده های مختلف و مفیدی را در اختیار کاشفان قرار می دهد. 
مدل های سه بعدی اولین شکل از این داده های مکانی هستند که به صورت زنده و واقعی داده ها را در اختیار کاربران قرار می دهند و به ذهن انسان اجازه می دهند تا تصویر مناسبی از آنچه که درون دل پیچیده زمین هست، داشته باشد. مدل های سه بعدی همچنین می تواند با ایجاد یک ذهنیت درست باعث شروع عملیات یا حتی گذر از یک معدن کم بهره باشند. 
واقعیت مجازی دیگر شکل از این سیستم های نوین است. با عینک های واقعیت مجازی آشنا هستید اما این بار در شکل یک صنعت به کمک کاشفان می آیند تا آن ها یک نگاه مجازی به فضای آینده معدن و فعالیت کارگران در داخل آن داشته باشند. 
پس از واقعیت مجازی به فناوری واقعیت افزوده می رسیم که به صورت نرم افزاری با تلفیق واقعیت با نشانه های مختلف بصری غیر واقعی سعی در آموزش نیروها دارد. با استفاده از این سیستم نیروهای معدن پیش از آغاز کار اکتشاف با مراحلی که قرار است روبرو باشند آشنا می شوند و به همین سبب هزینه آموزش کاسته شده و پس از آغاز عملیات هزینه تعمیر و نگهداری کاسته شده و زمان بهره وری افزایش می یابد. 

سیستم اطلاعات جغرافیایی 
این سیستم که به صورت اختصاری با نام GIS شناخته میشود امکان نگاهی عمیق تر به شکل جغرافیایی منطقه و تاثیر آن بر محیط پیرامون را می دهد. با کمک GIS معدن کاران می توانند مسائل مختلف را حل و فصل کنند و به موقعیت های جغرافیایی و منطقه ای دستیابی داشته باشند. سیستم های جغرافیایی می توانند موقعیت، اندازه و شکل اجسام مختلف را بر روی زمین یا درون لایه های زیرین زمین را نشان دهند. با در اختیار داشتن چنین داده هایی، معدن کاران ذهنیت بهتری نسبت به فعالیت هایی که قرار است انجام دهند پیدا می کنند. این سیستم برای مسائل مختلف از جمله اکتشافات، داده های ژئوشیمی و هیدرولوژی، گزارش وضعیت، مدیریت منابع، پایداری و وضعیت معدن و … به کار می روند. 

هوش مصنوعی 
این روزها با استفاده از هوش مصنوعی در همه صنایع به کمک انسان ها آمده است و مسیر جدیدی را در تمامی زمینه ها ایجاد کرده است. هوش مصنوعی در صنعت معدن می تواند روزانه اطلاعات کامل و دقیق را تنها در نصف زمانی که پیش از این صرف میشد بدست آورده و ارائه دهند. صنعت معدن با سرعت زیادی با هوش مصنوعی ارتباط گرفت، ماشین آلات جدید ایجاد شدند تا با کمک هوش مصنوعی به دستاورد بیشتری برسند. در حوزه اکتشاف شرکت ها توانسته اند اکتشافات خود را سریع تر و با کیفیت بیشتر به ثمر بنشانند. همچنین در 8 سال گذشته خودروهای خودران پیشرفت قابل توجهی برای عملیات های حفاری، عبور از تونل های باریک و … داشته اند. در حال حاضر سیستم های حفاری و اکتشافاتی ساده سازی شدند به طوری که تنها یک کاربر می تواند یک حفره عمیق را ایجاد کند. 

دستگاه های پیشرفته  
روش‌‌های سریع برای انجام آنالیز‌های شیمیایی؛ از مدت‌‌ها قبل، دستگاه (XRF) قابل حمل یکی از ابزار‌های اندازه‌گیری سریع و ارزان عیار عناصر محسوب می‌شد و عمدتا در کمپ‌‌های صحرایی زمین شناسی مورد استفاده قرار می‌گرفت . امروزه علاوه بر اینکه کیفیت این دستگاه‌‌ها به میزان قابل توجهی افزایش پیدا کرده است با اضافه شدن انواع دوربین ‌ها، محدودکننده‌‌های پرتویی، امکان تبادل بی سیم اطلاعات و جی پی اس اهمیت کاربردی آن‌ها بیشتر شده است. حسن این دستگاه ‌ها در این است که می‌توانند خیلی سریع و ارزان نمونه‌‌های پرعیارتر را از نمونه ‌های کم عیارتر جدا کنند. 
در نتیجه هم سرعت کار بیشتر می‌شود و هم هزینه‌‌ها کاهش پیدا می‌کند. لازم به ذکر است که استفاده‌ی از XRF قابل حمل برای انجام یک پروژه‌ی اکتشافی تفصیلی کافی نیست و تنها به عنوان ابزار برای غربالگری و متمایز کردن نمونه ‌های با کیفیت بالا از نمونه ‌‌های با کیفیت پایین تر مورد استفاده قرار می‌گیرند، تا بعدا آنچه در این مرحله غربال شده است به وسیله دستگاه‌ ‌های تجاری استاندارد با (روش انحلال چهار اسید یا تیزاب سلطانی)، ICP OES و/یا ICP MS تجزیه شوند.
 به رغم اینکه توانمندی دستگاه fp XRF در اندازه گیری طلا با عیارهایی در حد ppb قسمت در بیلیون، که اغلب در فرایند اکتشاف با آن رو به رو هستیم ضعیف است، اما متخصصین در تلاش هستند که با پیشرفت این دستگاه تشخیص طلا در ppb ‌های کم نیز میسر گردد.
در زمینه اکتشاف مواد معدنی فناوری ‌‌های قابل حمل صحرایی دیگری مانند دستگاه XRD (پراش اشعه X)، LIBS (طیف سنج فروشکست القایی- لیزری) و SWIR (طیف سنج مادون قرمز- موج کوتاه) نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربرد LIBS از آن جهت که توانایی تشخیص عناصر سبکی از قبیل لیتیوم، آلومینیوم ، منیزیم را دارد که به وسیله fpXRF امکان پذیر نیست، بسیار حائز اهمیت است. اخیرا افزایش تقاضای جهانی برای عنصر لیتیوم به کاربرد بیشتر این روش منجر شده و زمینه ‌ی گسترش هر چه بیشتر آن را فراهم آورده، به گونه‌ ای که حتی انتظار می ‌رود در آینده سطح استفاده از این روش به fpXRF نیز برسد.