作者:冯维维 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/10/25 16:07:08
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水下机器人入无人之境采矿

在机器人的帮助下深入挖掘。Damen Dredging Equipment

英国德文郡被淹没的Whitehill Yeo坑周围的场景就像一幅月球景观。在几年前它被废弃之前,柴油车每周7天源源不断地把陶土从矿井里拉出去。

但不要被这里的安静所迷惑:这是一个非常活跃的地点。只不过所有的挖掘都发生在平静的水面下。这是一个试验场,也是用水下机器人进行的第一个新型采矿。

这是由欧盟资助的一个名为可行备用矿山操作系统(VAMOS)项目的一部分。其目标是从废弃的、被洪水淹没的矿井中提取矿物资源,这些资源的提取被认为是危险的或成本高昂的。如果Whitehill Yeo的示范项目可以发挥作用,那么这些机器人将会走向全球,在不需要挖掘新矿,并能减少传统采矿的环境或噪音问题的情况下生产原材料。

任何时候,当矿井被挖到地下水位以下时,它就会被水淹没,除非那里的水不断被抽出。但矿山通常很深:许多金属矿石是火山活动的结果,开采地越深,矿石的质量就越高。

最后,即便仍有矿藏未被开采,也要被迫将其放弃,因为泵水的成本太高,而且太不稳定,无法保证矿工的安全,此外矿井深部也过热,无法让人们在地热深处保持舒适。

那么,如果让矿井洪水泛滥下去又会怎样呢?那时将不用抽水,而是让水会变成一个盟友:液体可以帮助抬升和运输岩石、冷却发动机以及润滑切割设备。

这意味着将没有必要进行钻井和爆破。在地热深处的冷却也变得没有必要。而且由于矿石和岩石的分离是在现场进行的,因此需要更少的卡车来运输。机器人在湖床上的泥泞轨道上运行,通过一个“脐带”被连接到水面上的一个小驳船上。它会将发现的矿物粉碎,并将其作为泥浆运到驳船上。当泥浆中的水被除去后,它就会重新返回被淹没的矿坑中。

这种方法甚至可以去除采矿相关的有毒废水。“限制废水的流动似乎是这项新技术的很有吸引力的一部分。”佛蒙特大学的Gillian Galford说。

通往Whitehill Yeo矿坑的道路是崎岖的,该团队必须克服的最大问题之一是,机器人将如何在浑浊的、几乎不透明的采矿水中导航和定位。由该团队的葡萄牙合作者开发的一种新定位系统可精确定位采矿车辆的位置。

“从环境的角度来看,重新开放现有的矿井,而不是挖一个新的矿井是有意义的。”辉固格海洋有限公司的一名独立环境顾问Ian Stewart说。但他同时警告,它可能不适合所有的矿井。在其计划于2018年6月进行的第二项试验中,该采矿机器人将要面对波斯尼亚和黑塞哥维那的斯姆雷卡露天铁矿的花岗岩基石。

VAMOS项目的Edine Bakker希望,随着机器人在不为人知的环境下工作,且拥有最小的环境干扰,这项试验获能带来一个更加可持续发展的采矿作业的新世界。(冯维维)

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《新科学家》网站相关报道(英文)

 
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