نقش فناوری های نوین در ارتقای ایمنی معادن

بررسی تاریخی معدن کاری نشان می دهد که این شغل خطرات بسیاری به همراه دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که در خصوص ایمنی معادن، ایران در جایگاه مطلوبی قرار ندارد. لذا با توجه نقش فناوری های نوین در ارتقای ایمنی معادن، تمرکز بر استفاده از این فناوری در دستور کار بسیاری از کشورها قرار گرفته است. این فناوری ها شامل: واقعیت افزوده و مجازی، هوش مصنوعی، اینترنت اشیا، رباتیک، وسایل نقلیه خودران، پهپادها و زنجیره بلوکی است. این فناوری ها می توانند با جمع آوری اطلاعات و پردازش هوشمند آن ها در هشداردهی خطرات به کارکنان و انجام اقدامات پیشگیرانه تاثیرگذار باشند. همچنین می توانند جایگزین انسان در مناطق پرخطر شده و صدمات و تلفات انسانی را کاهش دهند.

کلیدواژه: معدن، ایمنی، فناوری های نوین

ضرورت و اهداف پژوهش

انقلاب صنعتی چهارم و فناوری های نوین در تمامی حوزه های کسب وکار آثار قابل توجهی دارند. در موضوع ایمنی در محیط کار، به کار بردن این فناوری ها باعث کاهش جدی خطرها و ارتقای ایمنی خواهد شد. از منظر کشورهای پیشرو، ظرفیت اقدامات پیشین برای بهبود روندهای ایمنی اشباع شده است و برای رسیدن به هدف «حوادث صفر» باید موج های جدید تحولی فعال شوند.

براساس مطالعات میدانی در سال 1398، تنها در معادن زغال سنگ ایران در اثر حوادث ناشی از معدن کاری 20 نفر جان خود را از دست داده و 10 نفر مصدوم شده اند. این در حالی است که آمار دقیقی از حوادث رخ داده در سایر معادن منتشر نشده است. لذا به عنوان یک ابزار توانمندساز می توانند برای ثبت اطلاعات، افزایش شفافیت، تحلیل و نظارت حوادث معدنی نیز مورد استفاده قرار گیرند. همچنین، این فناوری ها قابلیت محقق کردن اهداف چالشی در حوزه ایمنی صنعتی و به ویژه معادن را دارند.

ایمنی محیط کار و آینده آن

در سراسر دنیا مقوله ایمنی محیط کار به خصوص در صنایع سنگین بحثی حیاتی است و هدف نهایی، رساندن حوادث به صفر است. برای این منظور فعالان حوزه توسعه نوآوری و فناوری با شرکت های بزرگ معدنی شروع به همکاری کرده اند. به عنوان مثال «مرکز نوآوری Accenture’s Perth» به منظور کمک به شرکت های معدنی برای رویارویی با چالش ها و فرصت های دیجیتالی شدن طراحی شده است. از فناوری های نوین می توان برای ایجاد شفافیت، نظارت، گزارش گیری و عارضه یابی دقیق چالش های ایمنی در معادن استفاده کرد.

کاربردهای فناوری های نوین در ایمنی معادن

در حوزه ایمنی صنعتی و معدنی فناوری های مورد توجه قرار دارد که در ذیل به تفصیل آن ها پرداخته می شود:

• واقعیت افزوده و مجازی

استفاده از این فناوری ها در حوزه آموزش کاربردهای بسیاری دارد. استفاده از واقعیت افزوده و مجازی به بهبود بهره وری معادن، کاهش هزینه های نگهداری، ایمنی و حفاظت از کارگران معدن، ارائه بازدیدهای مجازی از سایت های معدنی و آموزش در محیط های واقعی می انجامد. به عنوان مثال، شرکت معدنی «Romios Gold Resources» تلاش دارد تا با بهره گیری از فناوری واقعیت مجازی، سطح آگاهی مشتریان و سرمایه گذاران را بهبود دهد و درواقع فرایند بازاریابی شرکت را بهینه کند.

• هوش مصنوعی

این سیستم ها در صورت بروز هرگونه ناهنجاری، قابلیت هشداردهی دارند. همچنین می تواند براساس داده های به دست آمده، خرابی یا مشکلات را پیشبینی کرده و برای رفع آن ها راه حل ارائه دهد. شرکت «Cisco» به منظور اطمینان از ایمنی محیط کار، پروژه ای به نام «AI-SAFE» را  برای توسعه یک سیستم هوشمند راه اندازی کرده است. استفاده از این فناوری در صنعت معدن علاوه بر مزیت هایی که در بخش ایمنی ایجاد می کند، موجب بهبود بهره وری و کاهش هزینه ها نیز می شود. سیستم هشدار بی ثباتی، سیستم بهینه سازی توزیع انرژی حاصل از انفجار، سیستم نظارت هوشمند، کنترل از راه دور و شبیه سازی تخلیه هوشمند معادن زیرزمینی از دستاوردهای این فناوری جهت ایمنی معادن است.

• اینترنت اشیا

یکی از دستاوردها و نتایج ادغام فناوری های اینترنت اشیا و هوش مصنوعی، توسعه تجهیزات پوشیدنی برای کارکنان در محیط های کار است و بهره گیری از این تجهیزات امکان ارتباط بین کارکنان را فراهم می کند. برای مثال شرکت های «Hexagon AB» و «Escondida» دستگاهی به منظور هشدار به اپراتور و تحلیل امواج مغزی به منظور اندازه گیری میزان خستگی کارکنان طراحی کردند. نصب حسگر به منظور تشخیص گازها، صداها و دمای خطرناک و بحرانی و همچنین جهت هشدار در صورت خطر از دیگر اقدامات شرکت ها جهت دستیابی به ایمنی بیشتر است. کاربرد شبکه ارتباطی بیسیم با قابلیت عملیات در زیرِ زمین و نظارت بر سدهای باطله معادن از دیگر کاربردهای این فناوری در راستای ایمنی معادن می باشد.

• رباتیک

در مبحث ایمنی معدن از این فناوری برای دور نگه داشتن کارکنان از مناطق پرخطر و تجهیزات خودکار استفاده می شود. در این راستا، دستاوردهایی همچون توسعه ربات به منظور حضور در معادن پیش از کارکنان، کم کردن احتمال مواجهه با خطرات پیش بینی نشده در معادن با ورود ربات ها به خطرناک ترین بخش های معدن، جلوگیری از خطا، بی احتیاطی یا آسیب رساندن تجهیزات به کارکنان و کاهش حضور معدن کاران در مناطق پرخطر نتیجه می شود.

• وسایل نقلیه خودران

استفاده از این فناوری در خودکارسازی وسایل نقلیه و حذف راننده کاربرد دارد. در نتیجه  این کار می توان به بهبود شاخص های ایمنی با حذف راننده شامل جلوگیری از تصادفات و صدمات ناشی از بی احتیاطی اشاره کرد. از طرفی، کنترل از راه دور لودرهای زیرزمینی باعث جلوگیری از حضور اپراتور در محیط پرخطر و افزایش دقت و حرکت لودر و جلوگیری از تصادف با افراد می شود.

• پهبادی

این فناوری را می توان در راستای جایگزینی با کارنان در مناطق پرخطر و بازرسی و هشداردهی استفاده کرد. در این راستا، اکتشاف، نقشه برداری از معدن و محاسبات حجم ذخایر در معادن بجای نیروی کار در مناطق پرخطر و جایگزین کردن انسان در وظایف نظارت و بازرسی نتیجه می شود. از دستاوردهای دیگر این فناوری می توان به بازرسی محفظه ها و تجهیزات کشتی در انتقال بار، کنترل حضور یا عدم حضور کارکنان در مناطق انفجار و ایجاد نقشه سه بعدی از معادن برای بهبود ایمنی معدنکاران اشاره کرد.

• زنجیره بلوکی

استفاده  از زنجیره بلوکی در راستای ایمنی معادن به منظور یافتن منشا مواد و توکن کردن دارایی ها به کار می رود. در این راستا، شناسایی منشا مواد و جلوگیری از معدن کاری ناایمن و  پرخطر و توکن کردن دارایی های ارزشمند مانند طلا و الماس و جلوگیری از معدن کاری ناایمن و مخرب برای محیط زیست از دستاوردهای این فناوری است.

ایمنی در معادن ایران

در صورت مقایسه کارکردهای شرکت های معدنی بزرگ جهان برای در جهت ایمنی معادن با اقدامات معدنکاران داخلی مقایسه شود، اختلاف زیادی بین اقدامات و همچنین چشم اندازها وجود دارد. به طوریکه آمارهای سازمان پزشکی قانونی کشور نشان می دهد بین سال های 1387 تا 1396، حدود 16 هزار نفر در حوادث ناشی از کار جان خود را از دست داده اند. وضعیت داخلی کشور با توجه به آمارهای  ایمنی معادن، حاکی از نبود پژوهش یا بستر اطلاعاتی فراگیر و تفصیلی برای ثبت و تحلیل حوادث معدنی است. البته، پتانسیل های فناوری های نوین نشان می دهد که می توان به طور همزمان از آن ها هم برای شکل دهی به این اطلاعات و هم کاهش پرسرعت مخاطرات معدنی کشور استفاده کرد.

راهکارهای فناورانه ارتقای ایمنی معادن

• انجام مطالعه ای جامع برای شناسایی دقیق حوادث معدنی ایران در 10 سال گذشته و اولویت بندی فناوری های مورد نیاز برای ارتقای ایمنی معادن
• ایجاد سامانه ای به منظور ثبت تفصیلی، به روز و نظام مند حوادث معدنی توسط معدنکاران و نهادهای نظارتی
• تاسیس انستیتو تخصصی ایمنی معادن با همکاری سازمان نظام مهندسی معدن، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری و…
• بسترسازی برای استفاده فراگیر از ظرفیت های واقعیت افزوده و مجازی برای آموزش های فنی و پرخطر
• حمایت مالی حداکثری ایمیدرو از پروژه های مشترک استارت آپ ها، دانشگاه ها و شرکت های فناور در راستای ارتقای ایمنی معادن
• پیشبرد و حمایت مالی از پروژه های پایلوت فناوری هوش مصنوعی
• رصد مستمر ابتکارات کشورها، شرکت های معدنی تراز جهانی و تحولات فناورانه در حوزه ایمنی صنعتی و معدنی و بهره گیری از آن ها

جمع بندی

امروزه برای رسیدن به ایمنی در معادن می توان از فناوری های نوین که آثار قابل توجهی دارند استفاده کرد. باتوجه به وضعیت نامطلوب ایران درخصوص اقدامات ایمنی در معادن، بسترسازی برای استفاده از این فناوری ها در حوزه معدن پیشنهاد می شود. در این راستا، فناوری های نوین، به عنوان یک ابزار کمکی و تکمیلی در فرایند کاری معدن کاران وارد می شوند و ایمنی آن ها را افزایش می دهند. همچنین می توانند جایگزین نیروی انسانی در محیط پرخطر می شوند، فرایندهای نظارتی و کنترلی را ارتقا می دهند و در آخر ممکن است این فناوری ها از فرایند معدن کاری ناایمن جلوگیری کنند. از جمله راهکارهای پیشنهادی در این پژوهش جهت ارتقای ایمنی معادن می توان به «مطالعه در جهت شناسایی دقیق حوادث»، «ایجاد سامانه نظارتی»، «تاسیس انستیتو تخصصی ایمنی معادن ، «بسترسازی برای استفاده از ظرفیت ها» و «حمایت مالی» اشاره کرد. .

این مطالعه در مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی توسط بابک بهادری در سال 1399 انجام شده است.