التعدين تحت سطح البحر: الشيء الكبير التالي ل UUVs

عامل تمكين التعدين: مركبة الهبوط TURTLE الخاصة بـ INESC TEC (في حاوية معدات وترتفع للصيانة). الصورة: INESC TEC

عامل تمكين التعدين: مركبة الهبوط TURTLE الخاصة بـ INESC TEC (في حاوية معدات وترتفع للصيانة). الصورة: INESC TEC

مساح السوبر: أحد طريق Kongsberg البحري HUGIN يشق طريقه إلى البحر ، بشكل مستقل. الصورة: كونجسبرج البحرية

خارج هذا العالم: UX-1 HROV. الصورة: مشروع الاتحاد الأوروبي UNEXMIN

Previous Next

في أوروبا ، هناك علامات مؤكدة على أن التعدين تحت الماء هو السوق الكبير المقبل للمركبات ذاتية الحكم تحت الماء (AUVs) ، والمركبات التي يتم تشغيلها عن بعد (ROVs) و "الطائرات بدون طيار" الجديدة التي تسمى HROV أو DART أو TURTLE. ومن بين هذه المؤشرات إشراك شركات التعدين والحكومات واللاعبين الأثرياء تحت سطح البحر ومجتمع التجريف الهولندي. يجري تطوير سيارات جديدة من المجر إلى هاواي ، على الرغم من أن البرتغال ، على ما يبدو ، في طليعة تسويق السفن الجديدة.

بصرف النظر عن تجريف الذهب والماس بالقرب من الشاطئ ، فإن التعدين تحت الماء يدور حول نشاطين: استغلال رواسب المعادن المتبقية في حوالي 3000 من الألغام الأوروبية التي غمرتها المياه والمهجورة ، والأهم من ذلك ، التعدين عن المعادن في المناطق الاقتصادية الخالصة ، أو المناطق الاقتصادية الخالصة ، في البلدان البحرية حيث العناصر الأرضية النادرة ، أو الكيانات الاقتصادية الأوروبية ، معروفة بالكذب. هناك يأس هادئ يحيط بالشركتين ، حيث إن العناصر الاقتصادية المتنوعة هي شاشات iPhone ، والألمنيوم من الدرجة العسكرية ، والسيارات الهجينة ، وأجهزة التلفاز ، وأحدث البطاريات.

أدخل الطائرة بدون طيار. يقوم الاتحاد الأوروبي بتنظيم مجتمعات الأبحاث الميكاترونكية (متعددة التخصصات ، والروبوتية) - كليات الهندسة الجامعية وعلماء العلوم التطبيقية - وعلماء الجيولوجيا التابعون له لبناء سلسلة إمداد يمكنها التعدين تحت الماء. ساعدت المشاريع الممولة من الاتحاد الأوروبي ، والتي يوجد الكثير منها ، في إطلاق طائرة استطلاع كروية جديدة تسمى UX-1b لرسم خريطة ومراقبة معالم المناجم الغارقة المحصورة ، كما أن اتحادًا مدعومًا من الاتحاد الأوروبي على وشك الإطلاق (مثل النرويجيين) نظام التعدين الذي يشتمل على مركبة مجنزرة ذات العقيدات ، ووحدة الإطلاق والاسترداد ، و "طائرة بدون طيار" متخصصة. في الواقع ، يبدو أن مستقبل التعدين تحت سطح البحر سيكون دائمًا مركبة مجنزرة مع فريق دعم من ROV و AUV والآن من مرافقي HROV.

إن سفينة دعم التعدين تحت سطح البحر EVA ، وهي هجين أو HROV ، هي جزء من نظام التعدين الذي يتكون من مركبة تعدين كبيرة بوزن 20 طناً وبارجة لإطلاق السطح واستعادته يمكن استبدالها بسهولة بسفينة مزودة بمول مونول.

يوضح ألفريدو مارتينز ، كبير الباحثين في مركز INESC TEC: "تستخدم إيفا في نمذجة الحفرة في الوقت الفعلي ولمساعدة عمليات القطع تحت الماء التي توفر معلومات مرئية ومفصلة عن السونار من وجهات نظر متعددة تتعلق بقطع المناجم وإطلاقها واستعادتها". للروبوتات وأنظمة الحكم الذاتي. يقول مارتينز: "يتم تغذية هذه المعلومات في بيئة افتراضية متكاملة للمشغلين والمشرفين على الإنسان" ، قبل تأكيد أن EVA يمكنها أيضًا نشر الخدمات الخارجية "إما في وضع AUV أو في وضع ROV".

يبدو أن مجتمع الباحثين البالغ عددهم 60 شخصًا يقود حزمة الطائرات بدون طيار مقابل التعدين عندما يتعلق الأمر بـ "الوعي" والاستقلالية والسيطرة والاستغلال التجاري. طور باحثو INESC TEC عددًا غير متناسب من الروبوتات لصناعات المحيطات. وتشمل هذه DART مسح البحر العميق AUV والهبوط الروبوتية في أعماق البحار التي يطلق عليها اسم TURTLE.

"لدى (TURTLE) تطبيقات واضحة في مجال التعدين تحت سطح البحر ، حيث أنه عبارة عن AUV خاص يمكنه البقاء في القاع لفترات طويلة من الوقت ، وهو قادر على نقل نفسه إلى مكان آخر. في التعدين في أعماق البحار ، يمكن استخدامه إما للدعم المحلي للعمليات (كما هو الحال في توفير دعم الملاحة الصوتية المحلي أو رصيف شحن AUV) أو في نقل المعدات من وإلى قاع البحر إلى السطح. "
Cruncher Nodule: من المقرر أن تدعم ماكينة التعدين EVA. الصورة: مشروع EU VAMOS Eva
بينما يبدو أن TURTLE و DART متاحان تجاريًا من ، لا يزال يتم تقييم EVA كجزء من نظام التعدين من قبل كونسورتيوم من الاتحاد الأوروبي يشمل SMD و Damen و Sandvik و INESC TEC و Fugro و Zentrum fur Telematik و BMT Group. عندما اتصلنا ، كانوا يتداولون حول الطرق التجارية للمضي قدماً في EVA et all. يقول مارتينز: "لقد كان بالتأكيد نجاحًا". "EVA تحزم مجموعة واسعة من المستشعرات (كاميرات متعددة ، أنظمة إضاءة تعتمد على الليزر ، وأنواع متعددة من السونار) في نظام متعدد الاستخدامات ويمكن التحكم فيه بدرجة عالية. تم استخدامه بنجاح في بيئة مليئة بالتحديات ، مثل سيناريو التعدين تحت الماء ، وفي الظروف الصناعية ، وفي الوقت نفسه توفير بيانات مهمة للتخطيط والإشراف والقيادة والسيطرة على نظام (التعدين). "
بشكل عام ، يُنظر إلى AUVs و ROVs - معًا ، في القيام بمسح أخذ العينات ، ورسم الخرائط ، وعمل الصور الفائقة الطيفية (الكشف عن المعادن) ، والرصد البيئي ، وتقييم المخاطر ، ومراقبة عملية القطع ، وتعمل بمثابة بغال للمعدات من قاع البحر إلى السطح. يستخدم EVA HROV أيضًا مستشعرات المعادن المتقدمة ، أو مطيافية الانهيار المستحث بالليزر (LIBS) ، لتحليل قاع البحر أو المعادن التي يتم رفعها. بشكل عام ، طور INESC TEC "أنظمة الإدراك والملاحة والتوعية" لسيارة التعدين وروبوت EVA (معًا نفس مشروع الاتحاد الأوروبي).
AUV الأخرى التي تم تطويرها تحت رعاية الاتحاد الأوروبي هي UX-1 (النموذج الأولي) أو UX-1b ، وهي مركبة كروية مزودة بأشعة الليزر لمساعدة مركبات التعدين على التنقل وشركات التعدين على فهم معالم المنجم تحت الماء. بشكل مثير للإعجاب ، تعد INESC TEC أيضًا جهة رئيسية في قصة نجاح الأبحاث في جميع أنحاء أوروبا والتي شارك فيها 17 شريكًا من كونسورتيوم من تسع دول أوروبية ، بما في ذلك مطورو الروبوت SMD و BMT (المملكة المتحدة) و DAMEN (هولندا) و SANDVIK (ألمانيا).

تنوعا: في الخارج والداخلية HROV ، إيفا. الصورة: INESC TEC Subsea Who's Who
لقد لاحظ النرويجيون الذين تم تمويلهم جيدًا والمتمركزين تحت سطح البحر والمتمركزين حول جامعة بيرغن بالتأكيد نجاحات معدات التعدين هذه. في الفترة التي سبقت ومتابعة مؤتمر التعدين تحت الماء السابع والأربعين الذي انعقد في بيرغن العام الماضي - نعم ، أشار المنظمون إلى إنجازات وحضور "من هوز" في أعمال الصيانة والمسح تحت سطح البحر.

من بينهم ، أعلن المنظمون عن خبر أن Swire Seabed قد حصلت للتو على HUGIN AUV من Kongsberg Maritime بعد القيام بأعمال التفتيش على خطوط الأنابيب لشركة Equinor للنفط. في بيان صحفي ، قالت جماعة مقرها سنغافورة إنها مستعدة الآن "لتجاوز احتياجات الصناعة الحالية". في الواقع ، في أوائل عام 2018 ، بدأ Swire Seabed أول رحلة تجارية للحكومة النرويجية لرسم خرائط للموارد المعدنية البحرية من النحاس والرصاص والفضة على الجرف القاري النرويجي (بواسطة مسح AUV وأخذ عينات من صخور ROV).

"يمكن أن يصبح هذا سوقًا جديدًا لهم (Swire Seabed) وربما لصناعة البحر تحت سطح البحر بالكامل" ، كما قالت جماعة حاضنة ممولة من دافعي الضرائب النرويجيين على صفحتها على الويب (من المناسب ، لقد ذهبنا للضغط ، تم العثور على رواسب هائلة من الكيانات الاقتصادية) أسطورة مقاطعة النرويج ، Telemark). ونقل عن مستشار Swire النرويجية للمسح وعمليات AUV قوله: "معداتنا وكفاءتنا مناسبة تمامًا لهذه السوق الناشئة". وقال إن التعدين في أعماق البحار - الذي يُنظر إليه على أنه مهيأ للإقلاع - يتطلب في الغالب استخدام أجهزة AUV لرسم الخرائط. وفي الوقت نفسه ، في INESC TEC وأماكن أخرى ، بما في ذلك جامعة هاواي ، أدوات التعدين تحت الماء تستهدف مجموعة كاملة من مهام دعم التعدين.

العمليات عالية المخاطر
لقد تقدمت بالفعل بعض شركات التعدين ذات رؤوس الأموال العالية وتحت سطح البحر ، إذا كان معظمها في جرف المناطق الساحلية. في وقت سابق من النرويج ، وضعت بابوا غينيا الجديدة واليابان وجزر كوك قواعد تحكم هذه الصناعة الناشئة.
تشارك Nautilus Minerals المدرجة في تورنتو بعمق في مشروع Bismarck Sea ، Solwara 1 ، حيث يستهدف أول مشروع كبير في العالم للتعدين في أعماق البحار على عمق 1600 متر النحاس وهو أغنى بحوالي 14 مرة من المشروع الموجود على الأرض. يتم بناء سفينة جديدة كبيرة لمهمة التي سوف تستخدم الناهضون لرفع المعادن.

عملت Swire Seabed أيضًا مع Ocean Infinity ، وهي شركة تنقيب في قاع البحر مقرها هيوستن والتي قامت بربط ست طائرات HUGIN بست مركبات سطح غير مأهولة ، أو AUVs ، لمسح مساحات شاسعة من قاع البحر باستخدام قياس الأعماق متعدد الزوايا (قياس الزلازل) وصدى الصدى ؛ المحللون أسفل. كاميرات HD مجسات الموصلية مغنطيسات أرضية المحيطات وأجهزة استشعار ليزر. الأهم من ذلك ، أن حمولات AUV تتطلب إلى حد كبير البحث عن التعدين تحت سطح البحر.

يجري تلميع تقنيات التعدين في أعماق البحار في أعقاب الجوائز الكبرى في المناطق البحرية. يقول عمال المناجم في أعماق البحار ، أوشن مينيرالز ، إن العناصر البيئية المتماثلة هي "17 معادن متشابهة كيميائيا تتكون من 15 عنصرا معروفا باسم اللانثانيدات بالإضافة إلى الإيتريوم والفضاء" وهي ذات قيمة بسبب "خصائصها المغناطيسية والكيميائية والإنارة" الفريدة من نوعها صانعي السيارات الهجينة ، والهواتف المحمولة ، وأجهزة الكمبيوتر ، إلخ. ولهذا السبب ، قامت الشركة ، في عام 2017 ، بتأمين حقوق حصرية لـ 24000 كيلومتر مربع من جزر كوك EEZ. تتمتع دولة جنوب المحيط الهادئ بقانون التعدين في قاع البحار منذ عام 2009 ، وستعمل OML مع هيئة التعدين لقاع البحار للاستفادة إلى أقصى حد من تراخيص الاستكشاف والتصاريح التي تم الحصول عليها منذ عام 2013.

هدف جزر كوك هو رواسب قاع البحر تحت العقيدات التي تم تحديدها كمصادر محتملة للكيماويات الأرضية والفضاء ، المقوي للألمنيوم. وجدت دراسة استقصائية للمورد ما يشبه 200 مليون طن من العقيدات المؤلفة من عدة معادن. يحتمل أن تكون السفينة "أكبر مورد معروف للكوبالت في العالم".
مرئيات AUV: واجهة مستخدم Swire Seabed. الصورة: سواير قاع البحر ثبت التقنيات
تقول الشركة إن اتفاقية R&D متعددة السنوات لعام 2016 بين (Aberdeen Proving Ground) في ولاية ماريلاند و Deep Reach Technology of Houston حددت أكثر من 180 ملمتر من صناديق الطاقة المتجددة و Sc. ليس من المستغرب ، وفي ضوء اكتشافات REE الأخيرة ، أعلنت النرويج أنها ستتبع مثال Cooke Isles لإصدار التراخيص لشركات التعدين المؤهلة تحت سطح البحر.

تشتمل عملية Ocean Minerals المؤهلة في الخارج على خفض الأنابيب المرتبطة بحاصدات العقيدات في قاع البحر. يتم جمع العقيدات وفحصها وفصلها وتركيزها لنقلها عبر أنبوب الرفع إلى وعاء الإنتاج في صورة ملاط لمياه البحر. أنبوب آخر مجاور لأنبوب الرفع يعيد مياه البحر إلى المحيط. لذا ، فإن التعدين في أعماق البحار يجمع بين التكنولوجيا والخبرة في النفط والغاز البحري (الناهضون والسريون والمسوحات و "الطائرات بدون طيار") مع تجربة التجريف ؛ استخراج الماس والذهب بالقرب من الشاطئ وصناعة التعدين الأرضية.

يقول ريتشارد ميلز ، مدير مبيعات Marine Robotics في شركة كونغسبيرج ماريتيم: "إنه قطاع صناعي صغير نسبياً في الوقت الحالي ، لكن مع إمكانات النمو". على الرغم من أنه من الواضح أن مركبات AUVs الغنية بحمولة الحمولة النافعة في Kongsberg ستكون ذات قيمة كأدوات مسح قبل وبعد الاستغلال ، فقد يكون هناك أيضًا دور تعدين تحت سطح البحر "بالاشتراك مع حفارات" لشركة Eellume غير المستهلكة للشركة ، Eelume ROV.

وفي الوقت نفسه ، من المعروف أن Swire Seabed ورفاقه Ocean Infinity لديهم أكثر من عشرة من طائرات HUGIN AUVs في الخدمة ، وكانوا يديرون رحلة بحرية في مديرية البترول النرويجية. HUGINS تقوم بعمل مسح قد تأخذ دائمًا زمام المبادرة في الخارج في المرحلة التحضيرية للتعدين تحت سطح البحر. يقول ميلز: "لسنا دائمًا على دراية بما يفعله عملاؤنا بالمركبات".

بمجرد أن يبدأ التعدين ، سيكون ROVs و HROVs مثل EVA أو TURTLE. والأخير هو INESC TEC الذي يتوقع التكاليف المستقبلية للتعدين في قاع البحر: إن أداة الهبوط TURTLE الآلية متعددة الاستخدامات لا تحتاج إلى معدات إطلاق متخصصة ، فهي تنتقل بشكل مستقل ويمكن أن تأتي إلى السطح للصيانة دون دعم مكلف للسفن.