无人机、物联网与可持续性：智能科技是采矿业未来的答案吗？

采矿业正面临着一个棘手的问题。

随着我们走向绿色电气化，为了满足世界对关键矿物和电池金属不断增长的需求，全球采矿活动需要在规模和速度上迅速扩大，这一点显而易见。

但是有个问题：采矿对我们的环境造成了极大的破坏，它需要大量的电力和水，会扰乱或破坏大片土地，并在开采过程中带来资源污染的重大风险。

那么，如何在增加电池金属的开采来减缓气候变化的过程中，避免破坏我们的世界，我们应该怎样取得这种平衡呢？

现代问题需要现代解决方案，而物联网（IoT）和无人机技术可能为采矿业开辟一个更清洁、更绿色的未来。

一组数据揭示了采矿业解决可持续性问题的紧迫性。

世界自然基金会（WWF）2023年4月发布的一份名为《开采森林：揭示矿因毁林成为全球毁林驱动力的作用》的报告指出，采矿是第四大毁林驱动因素，影响了全球多达1/3的森林生态系统，而且破坏速度正在加快；过去二十年与采矿相关的毁林事件中有超过1/3发生在过去五年内。

“金属对人类文明的发展和我们的现代生活至关重要。但是，开采这些矿产留下的痕迹对生态系统造成了沉重的打击，”世界自然基金会德国分会全球矿业与金属主管托比亚斯·金德-里佩尔说。

即使矿场停止运营后，环境破坏也可能长期存在并恶化；美国环境保护署（EPA）估计，废弃的硬岩矿场已经导致美国40%的河流和50%的湖泊受到污染。包括砷在内的有毒化学物质很容易渗入矿场周围的水道，甚至调查污染情况的工作也可能导致灾难。例如，2015年美国环境保护署对南科罗拉多州金王矿山（Gold King）的调查意外导致300万加仑受污染水迅速泄漏，影响三个州和纳瓦霍部落的河流。

这些还远未涉及另一个主要的环境问题，也是人们首先想到的问题：碳排放。2022年发表在《通讯地球与环境》杂志上的一篇文章称：“全球金属和采矿业约占全球碳足迹的8%”，采矿业是“全球碳排放的重要贡献者”。

鉴于问题的严重性，采矿业如何利用无人机和物联网使采矿成为更加可持续的行业？一些估计表明，超过80%的采矿公司将利用物联网来评估可持续性。但是，为什么呢？

为了最好地解决采矿业的可持续性问题，我们首先需要了解问题的严重性，可以说，这是物联网技术的一大优势。一项研究发现，47%的采矿公司将环境变化列为物联网部署的首要任务。

像南非杰格斯丰坦矿（Jagersfontain Mine）灾难那样的尾矿坝失事会对环境造成巨大破坏。通过在尾矿坝内部和周围放置物联网传感器，可以持续监测污染物水平和坝体本身的完整性，确保不会发生泄漏。使用物联网技术意味着采矿公司即使不在现场也能解决潜在的环境破坏问题。

管理矿山用水量和污染水平也是物联网技术在矿山的一大潜在用途。一篇发表在《水资源与工业》杂志上的研究论文回顾了物联网在管理矿山水方面的潜在用途，并总结说：“将上述智能技术适当整合，将大大有助于解决结构和环境问题、矿山水管理以及矿山现场的安全和保障问题。”

如果问疫情教会了我们什么，那就是越来越多的工作可以在远程进行，采矿业也不例外。

澳大利亚矿业巨头必和必拓（BHP）在西澳大利亚的业务中越来越多地使用无人机。该公司表示，这对工人的安全和舒适度产生了巨大的推动作用。必和必拓的首席远程飞行员肖恩·范戈尔（Shaun Van Goor）在接受澳大利亚广播公司（ABC News）采访时说：“我们使用无人机来让工人摆脱枯燥、肮脏或危险的工作。”其他矿业公司也在增加远程和无人机技术的使用，包括Nutrien公司，他们已在加拿大萨斯喀彻温省拉尼根（Lanigan）的钾盐开采业务中引入了远程采矿终端。

远程采矿作业越来越可行，为未来更可持续的采矿带来了重大希望。远程驾驶的无人机可以适应比人类更小的空间，这意味着为了获取必要的资源，需要破坏的土地就更少。远程采矿工作可预见地减少了对“飞来飞去”（FIFO）工人的需求（澳大利亚矿工通勤乘坐飞机），降低了密集飞行产生的碳排放，也减少了需要大量土地的大型驻场作业。

预防采矿作业造成的环境破坏和过量碳排放是一项崇高且必要的目标，但事实是，在许多地方，已经造成了重大损害。虽然“预防胜于治疗”的说法很有道理，但有时，就像埃赫曼集团（Eramet）子公司格兰德科特运营公司（Grande Côte Opérations，简称GCO）在塞内加尔的矿物砂开采作业一样，治疗是非常必要的。

埃赫曼集团与战略技术合作伙伴凯捷公司（Capgemini）合作，利用无人机成像技术加快GCO在塞内加尔矿物砂开采作业中受损土地的修复工作。他们使用无人机对GCO使用的所有土地进行测绘，并将图像传输给埃赫曼集团，然后利用算法将深度学习技术和计算机视觉相结合的计算机系统进行处理。通过观察结果，埃赫曼集团可以决定是重新种植土壤还是让当地社区种植粮食作物，以选择最佳的土地修复方案。这意味着土地再生的速度可以比通常情况下更快。

埃赫曼集团转型和数字绩效总监吕多维克·多纳蒂（Ludovic Donati）解释说：“‘Connected Concession’应用程序正在革新我们在露天矿场的工作方式。这是一场人力、运营和技术变革。由于我们对环境和居民产生了影响，未来几年我们的目标将是确保这种影响最小化或产生积极影响。”

凯捷公司发明部智能工业负责人夏洛特·皮埃尔龙-佩尔莱斯（Charlotte Pierron-Perlès）补充道：“我们特别为这个项目感到自豪，它证明了我们的互联智能工业方法如何为环境带来强大的转型动力，这要归功于技术，特别是数据和人工智能的应用。”

该公司希望扩大无人机技术的使用范围，以监测水资源的健康状况，并为矿山寻找替代路线。此外，他们还计划在一个开放数据环境中，将数据和技术提供给当地社区、政府机构和非政府组织。

显然，物联网技术尚未开发的潜力将为采矿业的可持续性带来重大积极变化。许多企业正在抓住这一机遇——Viasat Inc公司的一项研究显示，86%的采矿企业计划在未来一年内使用更多的物联网技术，以更准确地衡量可持续性计划的成功。随着采矿业对双重电气化需求的增长，很明显，我们需要寻找技术更先进的解决方案，以确保该行业利大于弊。