Rozwiązania wizyjne 3D i rentgenowskie w zrównoważonym wydobyciu
Unia Europejska stoi przed problemem, jakim jest duże uzależnienie od importu surowców niezbędnych w sektorach o łącznej wartości przekraczającej 1 000 miliardów euro i zapewniające zatrudnienie około 30 milionom ludzi. Istnieje potrzeba stworzenia lepszych metod eksploracji, które umożliwią odkrywanie zasobów mineralnych w UE i zwiększenie wydajności wydobycia rudy w ramach istniejących operacji górniczych. Dzięki temu wydobycie mniejszych i złożonych złóż byłoby ekonomicznie wykonalne, a jednocześnie dostęp do europejskich zasobów mineralnych stałby się bardziej przyjazny dla środowiska. Finansowany ze środków UE projekt X-MINE miał na celu zademonstrowanie najnowocześniejszych technologii wykrywania, wykorzystujących fluorescencję rentgenowską (XRF), transmisję promieniowania rentgenowskiego (XRT) i technologie wizyjne 3D. Zespół opracował X-Analyzer, skaner wiercenia rdzeniowego oraz X-AnalySorter, przenośny sortownik, które wykorzystano w demonstracjach w kopalniach w Szwecji, Grecji, Bułgarii i na Cyprze.
Opracowywanie nowych technologii
Partnerzy projektu opracowali kilka prototypów kamer 3D, aparatów rentgenowskich i spektrometrów XRF, a następnie przetestowali je w warunkach pilotażowych. Zintegrowali technologie wizyjne 3D i czujniki rentgenowskie z konwencjonalną technologią sortowania minerałów i rentgenowskim skanerem wiercenia rdzeniowego. „Głównym produktem projektu jest internetowa platforma analityczna X-Mine, która obejmuje analizator wiercenia rdzeniowego, system sortowania minerałów i modelowanie złoża rudy 3D, a wszystko to w połączeniu z platformą fuzji danych”, mówi koordynator projektu Janne Paaso. Naukowcy z projektu X-MINE opracowali metodę szybkiego zliczania pojedynczych fotonów, prototypy wieloenergetycznych kamer XRT, nowy spektrometr XRF i nową platformę kamer 3D do zastosowań związanych z eksploracją i wydobyciem minerałów. Zespół ulepszył również na wiele sposobów istniejącą technologię tomograficznego skanowania wiercenia rdzeniowego 3D Orexplore, w tym przez wprowadzenie nowatorskiej technologii wykrywania, analizy pierwiastków i minerałów oraz ulepszenie oprogramowania do analizy. Naukowcy zademonstrowali możliwości skanera w kopalniach w Grecji i Szwecji. „Trwa integracja danych skanowania rdzenia wiertniczego do geomodeli 3D, a pierwsze wyniki są naprawdę interesujące i obiecujące”, zauważa Paaso.
Demonstracja X-AnalySorters
W ramach projektu X-MINE powstały dwa systemy sortowania minerałów oparte na kontenerach, tak zwane X-AnalySorters. Działają one w oparciu o konwencjonalne czujniki rentgenowskie z ulepszonymi algorytmami sortowania. Zespół zainstalował pierwszy system AnalySorter w kopalni Lovisagruvan w Szwecji, testując go w wielu różnych przypadkach użycia. „Zastosowanie tego modelu do frakcji nadających się do sortowania sprawia, że około 25–27 % masy zostanie usunięte jako skała odpadowa, a około 95–98 % rud minerałów (cynk i ołów) zostanie zatrzymanych do dalszego przetwarzania. Umożliwia to znaczne zmniejszenie zużycia energii i emisji dwutlenku węgla”, zauważa Paaso.
Co dalej?
Członkowie projektu opracowali internetową platformę analityczną do komercjalizacji w postaci produktów firm, takich jak Orexplore, Comex, Antmicro i Advacam. „Partnerskie instytucje naukowe projektu będą w przyszłości wykorzystywać innowacyjne wyniki współpracy badawczo-rozwojowej z firmami wydobywczymi i innymi użytkownikami końcowymi”, podsumowuje Paaso.
Słowa kluczowe
X-MINE, górnictwo, promieniowanie rentgenowskie, skaner wiercenia rdzeniowego, X-AnalySorter, wizja 3D, wydobycie rudy, fluorescencja rentgenowska, transmisja promieniowania rentgenowskiego
