物联网如何让矿工在地下呼吸

地下矿井是大型工业作业,是采用物联网的首选,特别是在安全方面。露天矿,即使是大型矿井,都可以通过无人机和其他直接的方法进行检查,而地下矿井是黑暗的,复杂的,有限的,布局会随着矿体枯竭和新矿体的开采而改变。环境往往炎热、多尘、充满振动,降低了监测和通信设备的有效寿命。

因此,采矿是危险的。机器体积大,能见度差,机动严密。工人们面临着聚集有毒气体和空气中颗粒物的危险,这些有毒气体和颗粒物既能迅速致死,又能造成长期的肺损伤。

为矿工提供一个安全的工作环境是该行业的一个关键业务重点,物联网的实施正在证明其有效性。不过,物联网在采矿业的渗透仍然有限。

采矿业本质上是一个技术保守的行业吗

采矿业是资本密集型行业,风险很大,也很危险。它需要在偏远、困难的地方进行操作。此外,它还受大宗商品价格波动的影响(仅在过去三年,铁矿石价格就在每吨40美元至120美元之间波动),使得长期投资变得困难。

在这种情况下,很难证明对新技术的投资是合理的。Andrew Shook在AusIMM简报中讨论了这个行业创新困难的各种原因,包括新技术的调试问题如何会对采矿项目的经济造成严重损害。高利润和无利可图的矿山都难以证明新投资的合理性,而且仍很难知道正在开采的岩层中蕴藏着什么。

虽然许多行业面临着信息技术(IT)和操作技术(OT)之间的脱节,但可以说,采矿业的IT/OT差距最大。这种差距发生在空调办公室开发的算法和矿山嘈杂危险的作业环境之间,为了寻找隐藏在其中的一盎司有用金属的一小部分而移动数吨岩石。

物联网渗透最有可能的途径是安全和合规,以及设备监控和维护。有毒气体监测是物联网展示价值的另一个领域。

通风和毒性

地下采矿的一个主要考虑是为工人提供清洁、无毒、含氧量充足的空气。有毒气体(其中一些具有爆炸性和毒性)与爆破作业一起,是造成致命和非致命矿难的最常见原因。来自岩石和矿石的微粒以及以柴油微粒物质(DPM)形式存在的微粒也对地下的健康构成重大威胁。

这些气体包括二氧化碳、一氧化碳、氢气、硫化氢、甲烷、氮气、二氧化氮和二氧化硫。虽然氧气是无毒的,但过量的氧气会危险地加速燃烧,使环境在其他方面变得危险。

直接毒性是最令人关切的问题,但长期接触亚致死剂量的有毒气体和微粒,即使是那些似乎没有影响的气体和微粒,也可能对工人的健康产生不利影响。氡、焊接烟雾和汞等气体可产生重大的长期负面影响。

技术和方法

通风和毒性管理的关键是监测和分析气流。然后,我们可以研究如何改进它,防止设备故障导致气流降至可接受的水平以下。

可穿戴设备将越来越多地发挥作用。它们还可以包括有毒气体传感器,但更重要的是,可以显示工作人员在低氧或高毒性浓度地区的位置。要知道矿井里每个人的位置是极其困难的,即使是有经验的工人也会在某个时刻迷失方向,误解自己的位置。

当矿井主管知道每个工人和车辆的位置,以及有毒气体和颗粒物的环境水平以及它们随时间的变化情况时,他们可以确保对占用区域的空气供应是最佳的,同时减少对当前未运行区域的通风。除了提高安全性外,这还大大节省了电力和维护成本。

总结

在许多方面,对那些对新技术持怀疑态度的采矿企业来说,出售物联网技术的难度可能大得惊人,但它可以迅速显示出其在改善工人安全、提高所有矿山作业的可见度以及提高合规报告效率方面的效用。特别是,物联网可以在通风和空气质量方面提供特别的好处。

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