תעשיית הכרייה עומדת בצומת קריטי שבו ניהול סביבתי וכדאיות כלכלית חייבים לתכנס.עיצוב תשתיות שלי עם עקרונות כלכלה מעגלית הוא כבר לא אידיאלי אופציונלי אבל הכרחי תפעולי. גישה מקיפה זו ממזערת פסולת, מקדם שימוש מתמשך של חומרים, ומרחיב את מחזור החיים של כל רכיב בתוך פעולות כרייה - מהובלת משאיות ועיבוד צמחים למתקנים טיפול במים ומחסנית זנבות.

הבנת כלכלה מעגלית במינוינג

הכלכלה המעגלית מייצגת שינוי יסודי מן המודל המסורתי ליניארי "לקחת-דיסק" (take-dispose) בכריית, טרנספורמציה זו רלוונטית במיוחד משום שהתעשייה מטפלת בזרימות מסיביות של חומרים – או, סלע פסולת, מים, אנרגיה וכימיקלים. גישה מעגלית פירושה תכנון מחזורים של חומרים יקרי ערך, מחדש מערכות טבעיות, ומשאבים ממשיך לזרום בתוך המערכת האקולוגית שלי במשך זמן רב ככל האפשר הרעיון התעשייתי, הופך להיות מעוד תהליך של פסולת, שבו הוא הופך להיות מעוד אחד, מאנרגיה טבעית.

עבור כרייה, יישום כלכלה מעגלי משתרע על שלושה רמות מפתח: תפעול (עם מכרה יחיד), אזורי (מעבר מספר מכרות או עם תעשיות אחרות), וגלובל (באמצעות עיצוב המוצר ומחזור מתכות) המועצה הבינלאומית:0 המועצה הבינלאומית על Mining ומתכת (ICMM)FLT:1 מספק עקרונות שמתאימים לחשיבה זו, הדגשת מיקור סביבתי, ניהול סביבתי, וקהילה על ידי אימוץ של עדשה מעגלית של היום יכולות להפוך לערות.

המונחים: Circular Infrastructure design

  • (ב) ⁇ :0) מ"מ: 1FLT: שמירה על מתכות, מים וחומרי בנייה בתוך מערכת המכרה כדי להפחית את מיצוי המשאבים בתולה.
  • (FLT:0 System Resilience: FLT:1) תשתיות עיצוב שיכולים להסתגל לשינוי ציוני אור, טכנולוגיות חדשות, והחלפת דרישות שוק ללא בנייה משמעותית.
  • תוצאות חדשניות:0 (FLT:1) מעבר ל"לא להזיק" לשיקום מערכות אקולוגיות באופן פעיל, למשל באמצעות אחסון ביו-שינג או שיקום פסולת.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ : 1:1 מבטיח כי רכיבים לשמור על הערך הגבוה ביותר האפשרי לאורך זמן באמצעות מודולריות וקלות של דיסבומית.

עקרונות מרכזיים לתשתיות שלי בת קיימא

כדי לממש את הכלכלה המעגלית בתשתיות שלי, מהנדסים ומתכננים חייבים לשלב כמה עקרונות מנחים ממחקרי הכדאיות המוקדמים באמצעות הסגר הסופי.עקרונות אלה מהווים את עמוד השדרה של כל מסגרת עיצוב בת קיימא.

המונחים: Efficiency

יעילות משאבים בתשתיות שלי פירושה למקסם את החילוץ והשימוש של כל חומר שנכנס לאתר.זה הולך מעבר פשוט מחזור פלדה ו קונקרטית.זה כולל תכנון כבישים מהירים ותחנות מחץ למזער צריכת אנרגיה, בחירת ציוד המאפשר להפעלה מחדש של רכיבים, ושימוש במעבורות או צינורות במקום משאיות שבו אישורים גרפיים.

פסולת מינימלית

במקום להתייחס לבזבוז כאל תוצר לוואי בלתי נמנע, תשתיות מעגליות שואפות למנוע את ייצור הפסולת במקור.זה כרוך בבחירת טכנולוגיות עיבוד התשואות של שיעורי התאוששות גבוהים יותר, תכנון מתקני אחסון זנב שניתן לעבד מאוחר יותר, ושילוב על מחזור אתרי של סיכה של סיכה, צמיגים, ורכיבים אלקטרוניים.

מתינות וגמישות

עיצוב מודולרי מאפשר תשתית שלי להתפתח לצד ההתקדמות הטכנולוגית ומשתנים מאפיינים.מממחץ מודולרי, צמחי סינון ויחידות טיפול במים ניתן לשלוף, לשדרג, או repurposed כמו שלי מתרחב או מעברים לגופים אורתיים שונים. גמישות זו מונעת את הצורך להרוס ולבנות מתקנים שלמים - מקור עיקרי של פחמן ופסולת ממותקת.

אינטגרציה סביבתית

תשתיות מעגליות מכבדות ועובדות עם מערכות טבעיות ולא יותר מאשר overpowering אותן.זה כולל תכנון מערכות ניקוז אשר טוענות מחדש את האקפרים, באמצעות רטובות בנויות לטיפול במים פסיביים, ושילוב תשתיות ירוקות כמו מחסומים רעשים מוגזמים.אינטגרציה סביבתית פירושה גם לשבת תשתיות למזער את הפיצול של בתי גידול ושימוש במינים מקומיים לצורך התחדשות.

אסטרטגיות עיצוב עבור תשתיות קטנות

עקרונות תרגום לתוך תרגול דורש ערכת כלים של אסטרטגיות עיצוב קונקרטיות.אסטרטגיות אלה ניתן ליישם על פני קטגוריות עיקריות של תשתיות שלי: גישה והובלת, עיבוד וטיפול, אנרגיה ושירותים, ניהול פסולת מים, לינה וניהול וניהול וניהול.

1. תשתיות מודולריות וגמישות

המודולריות משתרעת מעבר לציוד וליצירות אזרחיות. מבנים ממוסגרים עם קשרים משוררים ניתן לפרק ולהשתמש בהם מחדש באתרי מכרה אחרים, בעוד שניתן להרוס מראש אלמנטים קונקרטיים ולהוביל מחדש.כבישים וקווי הרכבות צריכים להיות מעוצבים עם שינוי עתידי במוח - לדוגמה, באמצעות חומרים קלים שניתן להחליק בקלות על גבי ולהוביל מחדש של תשתיות, כגון למערכות תת-קרקעיות, כגון מערכות הפעלה מחדש, כגון, כגון, אשר יכולות להיות ממושכות, כגון, או מחדש, כגון, החלמותת, יכולות להיות ממושכות, או מחדש, כגון, מערכות הפעלה מחדש, כגון, או מחדש, יכולות להיות ממושכות, או מחדש, כגון, כגון, הגדרות אחסון, כגון, כמו גם, כגון, כגון, או מחדש, או מחדש, יכולות להיות ממושכות, או מחדש של חומרה, או מחדש, או מחדש, מערכות אחסון, כגון, מערכות הפעלה מחדש, מערכות אחסון, כגון, כגון, מערכות הפעלה מחדש, כגון, כגון, כגון, יכולות להיות ממושכות, כגון, כגון, כגון, כגון, מערכות הפעלה מחדש של מערכות הפעלה מחדש, יכולות להיות ממושכות, כגון, כגון, כגון, כגון, כגון, כגון, כגון, מערכות הפעלה מחדש, כגון, כגון, כגון, אשר יכולות להיות ממושכות, כגון, כגון

דוגמה משכנעת היא השימוש ביחידות עיבוד "מקודדות" מודולריות עבור פחות או מעבר של אופקדות.יחידות אלה ניתן לעבור בין הבורות לאורך שנים, הימנעות ממחיר ההון של צמחים קבועים מרובים.כאשר הפקדה מותשת, המודולים נקיים, משופץ, ופורסים במקום אחר - לפעמים ליבשות שונות לחלוטין. גישה זו מפחיתה פחמן מגובה עד 40% בהשוואה למתקנים מסורתיים קבועים.

2.סגור-Loop Water and Materials Systems

מים הם אחד המשאבים הקריטיים ביותר בכריית, ומערכות סגורות הם סימן ההיכר של תשתיות מעגליות.עיצוב זנבות עבה, שיחזור בריכות, צמחים אולטרה-מנקה להתאושש > 90% של מים תהליך מקטין הן צריכת מים טריים והן פריקה. בדומה, לולאות חומריות ניתן לסגור על ידי סלילת ערך של שחיקה (כדורי טרה), חגורת מתכת, ומעטים נדירים, אשר מפעילים ממעבדות מתכת.

עוד תרגול מתפתח הוא השימוש במתקנים "פרטים לעיבוד מחדש" המשולבים בעיצוב התשתית הראשוני.במקום אחסון זנבות ללא הגבלת זמן, מכרות מודרניות מעצבות את הטיפול בבזבוז שלהם כדי לאפשר התאוששות כלכלית של מתכות שאריות באמצעות היחלשות או צנרת במועד מאוחר יותר.זה הופך חבות לנכס ושומר על חומרים שמפוזרים.

שימוש בחומרים בר-קיימא

בחירת חומרים עם פחמן ממותק נמוך, מחזור גבוה, חיי שירות ארוכים חיוני. עבור רכיבים מבניים, פלדה גבוהה סטרנגית שניתן ממוחזר ללא סוף עדיף על חיזוק בטון (אשר קשה להפריד ולהשתמש) עבור פישוט, גבוה דיוק גבוה של פוליאתילן בר קיימא (HDPE) הוא קל יותר לתקן, וקל יותר קל יותר לתקן, וחזור יותר מאשר דל ברזל דלים.

כאשר יש לייבא חומרים, תהליך רכש צריך עדיפות לספקים עם תוכניות קבלה - שבו מוכר חוזר משתמשים קושרים, מסכים או מנועים עבור מחזור או remanufacturing.זה משנה את הנטל הכספי של ניהול סוף-חיים הרחק מן המכרה ו- incentivizing יצרנים כדי לעצב מעגליות.

4. תאומים דיגיטליים ומחזור חיים

טרנספורמציה דיגיטלית תומכת בתשתיות מעגליות על ידי הפעלת חומרים ורכיבים מדויקים לאורך חיי המכרה.ב.ב.ב.ב.ב. בשילוב עם חיישני IoT יכול ליצור "תאום דיגיטלי" של כל התשתיות - כל הברוט, שסתום, ודבוראם מחובר עם הרכב החומרי שלו, תאריך ההתקנה, והיסטוריית תחזוקה. כאשר מרכיב מגיע לסוף החיים, הנתונים הדיגיטליים מספקים על יכולת מחזוריות שלה ואת רצף השיקום האופטימלי של עלויות הייצור של מחזוריות.

5 אנרגיה מעגליות

אנרגיה היא קלט גדול בכרייה, אבל תשתיות מעגליות יכולות גם לייצר אנרגיה.עיצוב אתרי מכרה כדי ללכוד חום פסולת מצמחים לעיבוד ולהשתמש בו עבור מבנים חימום או או אומת חימום מראש יכול לקצץ את הביקוש באנרגיה ב -10-15%. בדומה, התקנת מערך פוטו-וולטאי סולארי על גבי בריכות זנב או מכוסות בו זמנית לייצר חשמל ומפחיתה את מערכות אחסון סוללות מכריית חשמלית יכול להשתלב מחדש כ- 20 משאיות חשמליות (R)

לימודי רפואה ב- Circular Mine Infrastructure

מתוך Quarry to Community Asset

דוגמה בולטת היא מכרה נחושת בקנה מידה גדול בצ'ילה שציירה מחדש את תחנת המחץ העיקרית שלה כמבנה מודולרי, משוחרר מחדש.היחידה כולה - מברשת, מעבורת, אוסף אבק וחדר בקרה - נבנה על מסקי פלדה שניתן להעביר על ידי מורדים הידראוליים שונים.כאשר הבור הפתוח הורחב, המחץ היה קרוב יותר אל הפנים הפעילות החדשות, צמצום מרחקי משאיות המותר על ידי 2 מיליון ליטרים של פסולת, כמו גם לאחר מכן, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000, 000, 000 ליטרים, 000, 000, 000 ליטרים, 000 ליטרים, גם לאחר ההריסות של דיזל, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, היה מתוסכליל היה מתוסכליל היה מתוסכליל היה מתוסכליל היה מתוסכליל, 000 ליטר פתוח, גם לאחר ההריסות, 000 כדי להריסה לחלוטין.

מים סגורים באזור Arids

באזור פילבארה של אוסטרליה, מכרה ברזל שילב מערכת מים סגורה מקיפה מההתחלה.כל המים בתהליך מטופלים באמצעות צמח מפלט אוויר מתמוסס וחיטוי, ולאחר מכן משוחזר לדיכוי אבק, כביסה או שטיפה, וקירור מים מפורקים לתוך אזור אחסון ייעודי - מים בנקאיים הכרחיים לתקופות יבשות.

היתרונות של תשתית מעגלית ב Mining

אימוץ עקרונות עיצוב מעגליים מניב יתרונות מוחשיים וסבירים על פני ממדים סביבתיים, פיננסים וחברתיים.

  • (ב) ,0) ,השפעת הסביבה: 1FLT:1, פחות פליטות, ולהפחית צריכת מים.
  • (ב) חסכון:0 (ה) חסכון: 1FLT: 1:1 עלויות רכש חומרי נמוך יותר, דמי פחת של פסולת, וחיי ציוד מורחבים.
  • (FLT:0) עמידות מבצעית: FLT:1 תשתיות מודולריות יכול להתאים לשינויים בכיתה, מחירי סחורות, דרישות רגולטוריות.
  • (ב) ציות לרישום:0) ,(FLT:1) עיצוב מעגלי לעתים קרובות עולה על הסטנדרטים הסביבתיים, מה שהופך את ההיתר חלקה ומהיר יותר.
  • (הקבלה:0) קבלה קהילתית: מכרות מדגימות את המעגליות לבנות אמון עם קהילות מקומיות ולהפחית את הסיכון לבעיות רישיון חברתיות.
  • (ב) ⁇ :0) שימור הסגירה: FLT:1 תשתיות שניתן למכור, לשימוש חוזר או למחזר מפחיתות התחייבויות סגורות ודרישות האג"ח.

אתגרים בביצוע תשתיות מעגליות

למרות יתרונות ברורים, כמה מחסומים מעכבים אימוץ נרחב.עלויות הון עבור מערכות מודולריות יכול להיות גבוה יותר מאשר גישות מסורתיות, למרות ניתוח עלות מחזור חיים לעתים קרובות מגלה חיסכון נטו.חברות הנדסה עלולות להיות חסר ניסיון עם עיצוב מעגלי, ושרשראות אספקה עבור חומרים ממוחזרים או רכיבים remanufactured עדיין מתפתח.בנוסף, מסגרות רגולטוריות נועדו לעתים קרובות עבור מודלים ליניאריים פרויקט - לדוגמה, המאפשרות זנב קבוע הוא פשוט יותר מאשר אחד מודולרי עשוי להיות דורש שיתוף פעולה החל מטיפול חוזר.

אתגר נוסף הוא הצורך בנתונים מדויקים של זרימת חומרים.ללא מעקב חזק, אי אפשר לייעל לולאות. חברות המיון צריכות להשקיע בתשתיות נתונים וכוח אדם מיומן כדי לנהל תאומים דיגיטליים ודרכונים חומריים.

תחזית עתיד

הכלכלה המעגלית נעה במהירות מהרעיון הנישה לציפייה ⁇ חברות כריית גדולות, כולל ריו טינטו, BHP ואנגלו אמריקן, מחויבים למטרות נטו אפס והם ניסויים באופן פעיל עם עיצובים מעגליים.הפורום הכלכלי העולמי:0 (World Economic Forum ofcioFLT:1 זיהה מעגליות כמליץ מפתח לפירוק תעשיות כבדות.

  • רכיבים סטנדרטיים של תשתיות מודולריות שניתן לסחור בין מכרות.
  • שימוש מוגבר בסימביוזיס תעשייתי, שבו תשתיות שלי משרתות תעשיות צמודות (למשל, אספקת חום פסולת לחממות או מים ממוחזרים לחקלאות).
  • דרישות רגולטוריות המחייבות מעגליות בהיתר כריות חדשות.
  • תמריצים פיננסיים כגון אג"ח ירוק והלוואות מקושרות קיימות הקשורות למדדי עיצוב מעגליים.

מסקנה

תכנון תשתיות המכרה היישר עם מטרות כלכלה מעגלית הוא כבר לא תרגיל תיאורטי - זה מסלול מעשי לניהול משאבי בר קיימא. על ידי שילוב מערכות מודולריות, מים סגורים תהליכים חומריים, חומרים בר קיימא, מעקב דיגיטלי, חברות הכרייה יכול להשיג יתרונות סביבתיים וכלכליים לטווח ארוך.השינוי דורש השקעה מקדימה ונכונות לאתגר נורמות הנדסיות קונבנציונליות, אבל השכר בגמישות, עלות, עלות, חיסכון משמעותי, וביקוש חיוני למינרלים קריטי הוא כוח חיים הוא כוח חיים.

עבור אנשי מקצוע כרייה, המסר ברור: הטמיע מעגליות לכל פרויקט הון מיום אחד, העיצובים שאנו מאשרים היום יהפכו לחובות המחר - או נכסי המחר.