تخديم العلم والتكنولوجيا لتحديد الموارد الطبيعية الاخرى
ومن المجالات الحديثة التى استخدمت فيها التكنولوجيا كعنصر اساسي هي مجالات البحث عن الموارد الطبيعية بما عرف باستخدام الاستشعار من بعد لتحديد الموارد الطبيعية وتحتوي التطوارات الحديثة فى هذا المجال عن الوصول الى معدات تكنولوجيه على درجة راقية من التطور العلمي والتكنولوجيا تستخدم لتفسير الصور التى تلتقطها التوابع الصناعية وبهذه المعدات المتطورة يمكن الوصول الى رواسب الركاز الدفينة او المطمورة عمقا .
والتطور العلمى والتكنولوجي يضيف دائما التحسينات الهامه فيما يتعلق بالالات ومنهجية القياس وذلك عن طريق استخدام معالجة دقيقة وكذلك من خلال التقدم فى تجهيز البيانات وتبويبها . فمنذ عام 1978 وهناك التوابع الصناعية من طراز سيسات تحمل رادرات تصوير توفر بيانات هامه عن الطوابغرافيا والجيولوجية والتكوينات الارضية ومن المعروف ان المسح المغناطيسي هو احدي التقنيات الجيوفيزيقية القديمة المستخدمه على نطاق واسع فى مجالات متعددة منها اكتشاف الخامات المغناطيسية ورسم الخرائط الجيولوجية والتركيبات تحت سطح الارض . وفى هذا المجال استحدثت كثير من الاجهزة والتكنولوجية التى يمكنها ان تقوم بتسجيل البيانات وتجهيزها , وكذلك الخرائط المغناطيسية الدقيقة . والعديد من هذه الاجهزة يتم التحكم فيها بأجهزة دقيقة وذاكرات داخلية . ويجري تجهيز البيانات ميدانيا عن طريق توصيل اجهزة القياس المغناطيسية بالة طابعه وبحاسب الكتروني دقيق .
واجهزة قياس الجاذبية تستخدم على نطاق واسع فى صناعه التعدين كأداه للمسح الجيوفيزيائي والتقديرات وزن الخامات بالطن . كما ستخدم القياس الطيفي باشعه جاما على نطاق واسع كأداة اولية للتحديد المباشر لتعدين اليورانيوم وكمساعد فى رسم الخرائط الجيولوجية وخرائط التكوينات الارضية . وتتراوح الادوات الحديثة ما بين عدادات الومضات ذات العدد الاجمالي , البسيطة والرخيصة الثمن وتستخدم الت تجهيز دقيقة مقامه على طائرات عمودية وطائرات ثابتة الاجنحه , والانظمة المحمولة جوا ذات اجهزة الكشف الحجمية بسعه تصل الى 50 لترا من يوديد الصوديوم , والمستكملة باجهزة تحليل لارتفاع النبض متعدد القنوات , وهي شائعه الاستخدام فى الاستطلاع العام من الجو , وهي قادرة على قياس التغيرات فى تركيز العناصر الاشعاعية فى الصخور التى تبلغ درجة صغرها 1 - 2 جزء من المليون من ارتفاع المسح العادية . وتشمل التطورات الهامة التى حدثت مؤخرا على انتاج نظم كاملة للتسجيل الطيفي بأشعه لجاما لمعايرة البوتاسيوم واليورانيوم والثوريوم معايرة دقيقة كذلك تقوم الطرق المعروفه فى تقنيات الفيزياء الارضية بطرائف المقاومة النوعية والاستقطاب المستحث بدور هام فى استكشاف المعادن وهي توفر معلومات ثمينة عن التوزيع الرأس والافقي للتشكيلات الموجوده تحت السطح كما انه يستخدم على نطاق واسع كأداة مباشرة للبحث عن الكبرتيد الرصاص والزنك فى الطبقات الصخرية , وللبحث بدرجه اقل عن الكبريتيدات المتكتلة الاخري .
ويضاف الى هذه الطرق العلمية طريقة اخري عرفت بالطريقة الكخرومغناطيسية التى تستخدم فى استكشاف المعادن , الا انها تطبق ايضا فى البحث عن الاورانيوم والفحم والنفط والغاز . وهناك ابتكارات عديدة فى الكهرمغنطيسيات المحمولة جوا – فنظام المدخل باستخدام الطائرات العمودية متوفرة الان بشكل تحارى وتشمل التحسينات الهامه للنظم التربيعية المتطورة للترددات المتعددة المحمولة جوا الاستخدام الروتينى لثلاثة ترددات او اكثر ذات اشكال هندسية مختلفه . كذلك يمكن اضافه الابتكارات الحديثة فى الجيوكيمياء والمستخدمه فى الاستكشافات وهي تعتمد على ان الرواسب المعدنية الاقتصادية تشكل تراكز لمعدن او اكثر فى قشرة الارض . وهدف الجيوكيمياء هو العثور على رواسب جديدة من الفلزات واللافلزات باستخدام طرق كيميائية .
وقد تتفاوت تكلفة اجراء المسح الاستطلاعي الجيوكيميائي بدرجة كبيرة , حيث يتوقف على امكانية الوصول وكثافه اختيار العينات , بل ان ذلك يتوقف ايضا على الواسطة التى تم بها اختيار العينات وعدد العناصر المراد تحليلها والطوبوغرافيا وعوامل اخري , يمكن ان تترواح التكاليف بين 30 , 150 دولار للكيلو متر مربع فى حين ان الاستكشاف الجوي باستخدام الجيوكيمياء المحمولة يتكلف من 50 الى 60 دولار للكيلو متر الخطي . ولعبت هذه التقنيات دورا رئيسيا فى اكتشاف النيكل فى بورندي وتنزانيا والزنك والرصاص والفضه فى فولتا العليا , والنحاس فى هايتي , والذهب فى اثيوبيا والهند . وقد ادت الاحداث الاقتصادية الرئيسية التى وقعت خلال العقد الاخير الى تسلط الضوء على اعتماد صناعه التعدين على التكنولوجيا المتقدمه للمحافظة على استمرارمها وتعزيزها ةتتمثل على اعتماد صناعه التعدين على التكنولوجيا المتقدمة للمحافظه على استمرارها وتعزيزها وتتمثل هذه الاحداث الرئيسية فى ارتفاع تكلفه الطاقه المستمده من النفط والانكماش الاقتصادي العام الذى ادي الى وجود فوائض فى مختلف الفلزات والمعادن مما ترتب عليه هبوط اسعار الوق .
وتعتبر الطاقه عنصر تكلفة كبيرة فى مرحلتي التعدين والتجهيز , لذلك وجه الاهتمام نحو جعل عمليات تكسير الصخور ونقلها وسحقها وصهرها وتنقيتها اكثر وفرا للطاقه . ويقدر انخفاض الاسعار , زاد التشديد على تحسين الكفاءات وذلك بصفه عامه عن طريق تحسين التخطيط والمراقبة , ويعود السبب فى كون ذلك اصبح ممكنا , الى حد كبير عن طريق حيازة بيانات تشغيلية اكثر دق والتجهيز بمساعده الحاسبة الالكترونية – الى حد كبير , عن طريق تخفيضات شاملة فى اعداد اليد العاملة فضلا علن زيادة تناسبية فى نسبة المهنيين والفنيين والعمال المهرة الى العمال ( نسبة المهرة وغير المهرة ) . واصبح من اهم ادوار العلم والتكنولوجيا هو التطور لعملية استخراج المعادن , حيث ان فتح منجم جوفي واعداد الراسب للتعدين يتطلبان العمل التطويري وهذا العمل ضرورة تنفرد بها عمليات التعدين الجوفي ويسهم بدرجه بدرجة كبيرة فى الفرق بين كلفته – وكلفه التعدين المكشوف . وبالاضافه الى ذلك فأن هذا العمل يتسمر بوصفه عنصر كلفه باستمرار تشغيل المنجم اذا انه لا يلزم فقط اعداد مناطق جديدة لتعدين الخام , وانما يتحتم كذلك الاستمرار فى الاستمرار فى الاستكشاف بسرعه تجعل ان بالامكان الاستعاضه عن الاحتياجات التى استنفذت.
وفى سبيل تحقيقها يمكن استخدام عدة طرق منها:
- الحفر النافذ باستخدام المهواه وغير النفافذ:
- بالنسبة للمنجم الجديد او الجاري تشغيلة الذي لاقاع , فقد تحدث الحفر بالمهواه غير النافذة الموجه باشعه الليزر الى ممر واحد يبلغ 8 امتار وعمقه 1000 هو المعمولة به الان . ولهذه الطريقه عدة ميزات على الطرق التقليدية لانفاذ الهواه , تتمثل فى امكانية جعل عملية مستمرة من الناحية العلمية , والجدران النهائية للبشر اكثر نعومة تدعا : وبذلك يتم خفض حجم العمل الداعم , والمخاطر الامنية .
- ومن الناحية الاخري – فأن رأس المال المخصص للشراء الاجمالي للمعدات لا يزال كبيرا نسبيا كما ان تشغيلها مفيد بأنواع التكوينات المحيطة .
- الحفر الاباري :
- استخدمت طريقة الحفر هذه بصورة خاصه فى حفر ابار التهوية والممرات الصخرية وابار نقل الافرادي والمؤن والثغور المحظورة اغراض تعدين الخام.
- ويتطلب شراء اله للحفر باستخدام الهواه ان يكون مايزيد على 3000 متر من رقعه الحفرات خططت بالفعل مبررة من الناحية الاقتصادية، وتعتبر تكاليف التشغيل اقل بالمقارنة مع تكاليف الطريقيتين التقليديتين فى حالة استخدام اله باكثر من 50% من طاقتها واختيار نوع المعدات التى يكون نوعها وحجمها ملائمين للتكوينات الطبقية التى يزاد اختراقها ولقطر المهواة , او الثقب . وذلك ان استخدام المعدات باقل من طاقتها يؤدي الى حفر ثقوب اكبر من الثقوب المصممة لحفرها الى زيادة حاده فى التكاليف.
- وفى المستقبل سيكون اهتمام الباحثين مركزا على رأس المقورة حيث ان تصميم رأس القاطع وشكلة يؤثران كبير على تكاليف التشغيل وسرعه التطور .
- شق الانفاق:
- فى الاحوال المتوسطة يمكن , باستخدام اله مصممة بطريقة ملائمة لنوع لصخور التى يراد شق نفق خلالها , تتوقع ان تترواح سرعه التقدم من 1 . 75 الى 4 من الامتار فى الساعه وهذا يمثل زيادة فى السرعه تعادل اربعه امثال السرعه التى يمكن تحقيقها عادة باستخدام الطرق التقليدية .
- وهذا متوسط نقطه التعادل الخاصه باستهلاك رأس المال الاساسي المستثمر , وتعتبر تكاليف التشغيل اقل من تكاليف استخدام الطرق التقليدية , يعود اساسا الى استمرار عملية التشغيل وخفض المصروفات العامي نتيجة زيادة سرعه عملية حفر الانفاق .
هذا – وقد ظلت الزيادة التى تطرأ على تكلفه معدات الحفر فى ميدان استكشاف المعادي منخفضة نسبيا خلال السنوات الاخيرة – فمنذ عام 1978 زاد متوسط تكلفة العناصر :
- العمالة زادت تكلفتها بنسبة 23% .
- الات الحفر الاساسية بنسبة 21 % .
- القمة الماسية بنسبة 42 %
- الانابيب بنسبة 31 % .
- اسياخ كبلات الحفر وقضبان قلب المسبوك 24 % .
ومن ناحية اخري ارتفع تكلفه الحفر فى ميدان استكشاف المعادن فى البلدان النامية الى مايزيد على الضعف منذ عام 1978 . ولكن يعزي ذلك الى ؛ ان مشاريع استكشاف المعادن يجري تنفيذها فى مناطق نائية يتعذر الوصول اليها مما يتطلب تكلفه ادارية كبيرة . يزيد الان متوسط تكلفه الحفر فى ميدان استكشاف القلوب الماسية على 400 دولار لكل متر فى بعض البلدان . وهنا يتطلب اجراء التخطيط المسبق قبل القيام بأي عملية لاستكشاف المعادن وخاصه فى البلدان النامية . كما ان معظم مشاريع استكشاف المعادن فى البلدان النامية تتطلب استخدام مكثف للائرات الهليكوبتر . ويتراوح حاليا تكاليف الهليكوبتر التى تستطيع نقل معدات الحفر الى المناطق النائية بين 600 الى 700 دولار لكل ساعه . وفى الحالات التى لا تتوفر فيها خدمات طائرات الهليكوبتر , فأن كثيرا ما يلزم شق مايلزم شق طرق مواصلة عبر الغابات والمستنقعات للوصول الى مواقع الاستكشاف .
ويجري حاليا استحداث سريع لتكنولوجيات جديدة فى مجال الاستكشاف المعادن وتقييم المواقه المعدنية واستخراجها , ويمكن تمييز اتجاهيين اساسيين .
ويظهر فى تلك الاستخدامات فى التكنولوجيا التى تقضي فى الظروف المواتية الى تحقيق اناجية اكبر , مثلما هو الحال فى عمليات الحفر , وشق الانفاق , والتفجير واستخراج المعادن تحت سطح الارض . ولكن هذه التكنولوجيات الجديد تفرض مطالب اكبر من حيث مهارات المشغلين وخدمات الصيانه والتكلفه الاولية .
وهو يمثل فى استخدام اساليب تجهيز البيانات بالحاسبات الالكترونية فيما يتعلق بتخزين البيانات , واستخدام التحليلات التقنية والاقتصادية والمالية فيما يتعلق بتنمية المعادن . والاستحداثات الاخيرة فى انتاج اجهزة معالجة مجهرية اقل تكلفة تجعل من الممكن الان تخزين احجام ضخمه من البيانات واستخدام وسائل تحليلة متطورة بشأن هذه البيانات وذلك باستخدام حاسبات الكترونية دقيقة ورخيصة نسبيا .
المراجع
un.org
التصانيف
الارض والفضاء بيئة تكنولوجيا العلوم التطبيقية