نوآوری در تجهیزات معدن برای محیط های سرد و قطب شمال

معدن در محیط های سرد و قطب شمال مجموعه ای منحصر به فرد از چالش های مهندسی و عملیاتی را ارائه می دهد. دمای زیر صفر شدید، بی ثباتی، تجمع یخ، و پیچیدگی های لجستیک از مکان های دور تجهیزات تقاضا که نه تنها قوی است، بلکه به طور خاص برای این شرایط طراحی شده است نوآوری های معدن اخیر صنعت را به سمت امن تر، کارآمد تر، و پایدار، پیشرفت در مواد اتوماسیون، و سیستم های انرژی سرد گسترش یافته است.

واقعیت های هارش معدن سرد منطقه ای

قبل از بررسی تجهیزات، مهم است که محیط عملیاتی را درک کنید. دما در مناطق معدن قطب شمال می تواند زیر -50 درجه سانتیگراد (-58 درجه فارنهایت)، که مایعات هیدرولیک استاندارد ضخیم شده، روان کننده جامد، و فولاد به شدت شکننده می شود، هنگامی که توسط فعالیت های معدنکاری مختل می شود، می تواند ذوب و یارانه زمین، ایجاد زیرساخت یخ در ماشین آلات سنگین و ایمنی، علاوه بر این، کاهش می دهد، و نیاز به سیستم های حرارتی، و کاهش از خطرات استفاده از نور، و کاهش می دهد.

پیشرفت در زمینه مدیریت مواد و حرارتی

آلیاژ های ضد انفجار سرد و کامپوزیت

فولاد سنتی کربن قدرت تاثیر در دماهای پایین را از دست می دهد، که منجر به شکستگی های شکننده می شود.[۵] تجهیزات معدن مدرن به طور فزاینده ای از quenched و تنظیم فولادهای کم ارتفاع [[۱۰] با محتوای نیکل بالا، مانند AR۴۰۰ و AR۵۰۰ نمرات، که حفظ سختی به °C برای قطعات شدید تولید کنندگان سرد، و فولاد تولید شده است، و مواد هیدروژن تقویت شده است.

سیستم های عایق بندی و گرمایش پیشرفته

مدیریت حرارتی فراتر از اضافه کردن عایق است. تجهیزات مدرن ادغام شده عایق چند لایه برای خطوط هیدرولیک و نوارهای گرمایشی طبقه حرارت گرم [FLT3] است؛ که تنظیم واتاژ بر اساس دمای محیط، باتری ها و خط سوخت گرم در حال حاضر در وسایل نقلیه استاندارد هستند [Fise] که به طور گسترده ای از کابین های گرم استفاده می کنند؛ و کابین کنترل شده در حالی که به طور دقیق تر از کابین های گرم استفاده می کنند.

بررسی موردی کابین

کیس IH TerraKing قطب شمال کابین، استفاده در برخی از کامیون های بزرگ زباله، ویژگی های شیشه ای دوپان، استراحت های شیشه ای گرم و یک سیستم کنترل رطوبت مبتنی بر نمک، چنین کابین اجازه می دهد تا اپراتورهای در آستین پیراهن کار کنند، در حالی که دمای خارجی در درجه حرارت بالا، به طور قابل توجهی کاهش گرما و کاهش هوشیاری مرتبط است.

سیستم های قدرت و قابلیت اطمینان سرد-Weather

برق الکتریکی و هیبریدی

موتورهای دیزل به دلیل ژل زدایی و کاهش ظرفیت باتری در سرما شدید مبارزه می کنند. [۱] صنعت در حال حرکت به سمت سیستم های الکتریکی و هیبریدی است [[۳] که گشتاور فوری، ذرات زیرزمینی صفر، و قابلیت اطمینان خنک تر هنگامی که مجهز به باتری های لیتیوم یون-یون است که عناصر گرمایش داخلی دارند، به عنوان مثال، Sandvik's [۲][۲][۲][۲][۲] بار الکتریکی در حال حاضر به طور کامل در حال حذف حرارت سرد است.

Cryogenic-Proof هیدرولیک و لوبریک ها

مایعات هیدرولیک استاندارد در دماهای پایین، افزایش حفره پمپ و زمان چرخه ( پلی آلفاولفین (PAO) مایع (FLT:1) که به طور قطع به -50LTLTLTC متصل می شوند و culubricants با مواد افزودنی محلول موlybdenum disulfide [[F:3] [F3] که از طریق پمپ های فشار جامد (حتی زمانی که برخی از تولید کنندگان مواد جامد را فراهم می کنند، ترکیب می کند.

سیستم های مستقل و کنترل شده از راه دور

کاهش قرار گرفتن در معرض انسانی در معرض شرایط شدید

وسایل نقلیه مستقل (AVs) به سنگ بنای ایمنی معدن قطب شمال تبدیل شده اند [و] کامیون های حمل و نقل خود را مانند سیستم Haulage خودمختار (AHS) ، در سرد با حداقل دخالت انسان عمل می کنند، این وسایل نقلیه از GPS، LIDAR و رادار [F] استفاده می کنند که نظارت مستقیم از سنسور لوله کش است.

Teleaction و رابط های واقعیت ترکیبی

برای وظایفی که نیازمند قضاوت انسان هستند، مراکز مخابراتی مجهز به [FLT]، نشانگرهای بازخوردی و سیستم های دوربین 360 درجه به اپراتورهای اجازه می دهد تا بارگیر و آشکارسازهای خارجی را از یک دفتر ذخیره سازی گرم کنترل کنند: Sandvik AutoMine سیستم مستقر در قرن معدن در هدست سرد [F] برای استفاده از سیستم های ماهواره ای که با استفاده از سیستم های ماهواره ای سازگار شده اند، از سیستم های ماهواره ای سازگار شده اند.

لجستیک و نگهداری در سایت های سرد از راه دور

اجزای Quick-change

حمل و نقل تجهیزات سنگین به سایت های قطب شمال پر هزینه و کند است. نوآوری ها شامل طراحی تجهیزات مبادله است که در آن حفاری ها و حفاری ها می توانند به اندازه کافی کوچک برای حمل و نقل هوایی تجزیه شوند. سریع قطعات لباس های تعویض [F3] و [FLT4: [S] خود را به حداقل رساندن ماژول های باتری های مخصوص استفاده از شرکت های شارژ.

نگهداری پیشگیرانه از طریق سنسورهای IoT

نظارت بر وضعیت حیاتی است. سنسورهای ارتعاشی، بررسی های تجزیه و تحلیل نفت و ] اندازه گیری های سویه حرارت-compened [ انتقال داده ها به سیستم عامل های نگهداری پیش بینی ابری است، به عنوان مثال، erpillar's VisionLink [ [LT:3 سیستم هشدار می دهد زمانی که ویسکوزیته هیدرولیکی از خرابی های یخ جلوگیری می کند، برای جلوگیری از استفاده از این مواد شیمیایی مقاوم در برابر این سنسور های قطب شمال است.

اثرات زیست محیطی

تجهیزات الکتریکی و کاهش

مناطق سرد اغلب به لحاظ اکولوژیک حساس هستند. وسایل نقلیه معدن الکتریکی گازهای اگزوز را از بین می برند که می توانند لایه های سمی هوا را در گودال های برف ایجاد کنند. کامیون حمل و نقل الکتریکی CE نمونه اولیه را با یک معدن سنگ آهن سوئدی آزمایش کنند، تولید گازهای گلخانه ای و کاهش آلودگی صدا، که برای حیات وحش مانند ماشین و سنگ کش حیاتی است.[۳][F]

حفاظت از آب و مدیریت آب

در این میان، طرح های جدید و سبکی از آن استفاده می کنند که عبارتند از: (۱) برای جاده های یخ و تخته های دم، و برای مثال، thermosyphons - دستگاه های آلوده کننده زمین - در حال حاضر به پایه های ایستگاه های خرد کننده متصل شده اند و از آنها برای جلوگیری از استفاده از آلودگی آب جلوگیری می کنند.

مسیر های آینده و تحقیقات

نانومواد و پوشش های هوشمند

در این باره به |B|BLT:1|B|B|BLT|1| و سطوح ضدعفونی کننده وعده می دهد که بدون حرارت دادن انرژی، بدون حرارت دادن به قطعات قابل اطمینان، یخ زده و از طریق برگ های بسیار متنوع، این پوشش ها باعث می شوند که آب های ذخیره شده قبل از انجماد، بهبود یابند و از آن بیرون بروند.

دوقلوهای دیجیتال و بهینه سازی AI-Driven

شرکت های معدن در حال ساخت (FLT:0) دوقلوهای دیجیتال از عملیات قطب شمال که شبیه سازی رفتار تجهیزات تحت سناریوهای مختلف سرد است، الگوریتم های AI الگوهای مته را برای جلوگیری از ذوب شدن پنجره های تعمیر و نگهداری برنامه بر اساس قطره های پیش بینی شده دما بهینه سازی می کنند.

پیشرفت تکنولوژی باتری

باتری های جامد و دولتی با الکترولیت های پلیمری جامد در حال توسعه برای وسایل نقلیه معدن هستند، ارائه چگالی انرژی بالاتر و بدون خطر انجماد الکترولیت.به عنوان مثال، راه حل های آبی تست تمام باتری های لیتیوم جامد است که در 40 درجه سانتیگراد بدون عملکرد کار می کنند، این به طور چشمگیری دامنه کامیون های الکتریکی را گسترش می دهد و فعال سازی کامل ناوگان قطب شمال.

نتیجه گیری

نوآوری در تجهیزات معدن برای محیط های سرد و قطب شمال به سرعت در حال تبدیل یک صنعت طولانی ([۳] با شرایط سخت، از آلیاژهای پیشرفته و سیستم های هوشمند گرمایش به ناوگان های مستقل و الکتریکی، تکنولوژی قادر به امن تر، مولد تر، و استخراج منابع زیست محیطی است: تغییرات آب و هوا همچنان به باز کردن دسترسی جدید در قطب شمال، این نوآوری ها تبدیل به شرکت های حیاتی تر خواهد شد که در فن آوری های خاص (F & D) و یا استخراج منابع (F) هدایت می کنند.