راه دراز ایران برای به‌کارگیری هوش مصنوعی و پایش مکانیزه در معادن

نویسنده: سید وحید سیدعلی، مدیرعامل شرکت توسعه معادن فولاد خوزستان

گروه رسانه‌ای پردازش- ایران با وجود برخورداری از ذخایر معدنی غنی، در زمینه ایمنی معادن نسبت به بسیاری از کشورهای پیشرفته فاصله قابل‌توجهی دارد. این شکاف به‌ویژه در مقایسه با کشورهای پیشرو در صنعت معدن‌کاری، نظیر استرالیا، کانادا و کشورهای اسکاندیناوی، مشهود است.

در کشورهای پیشرفته، معادن با استفاده از فناوری‌های نوین و سیستم‌های مدیریت ایمنی پیشرفته، سطح ایمنی بالایی را ارائه می‌دهند. برای مثال، در استرالیا و کانادا، معادن از سیستم‌های پیشرفته پایش وضعیت، آموزش‌های واقعیت مجازی و سیستم‌های ردیابی کارگران استفاده می‌کنند، اما در ایران چون معادن از نظر شرایط کاری، مخاطرات زیادی دارند و حوادث می‌توانند پیامدهای جبران‌ناپذیری به همراه داشته باشند.

به طور مثال، در سال ۱۴۰۰، تنها ۲۳ درصد از معادن ایران دارای واحد بهداشت، ایمنی و محیط‌زیست (HSE) بودند، اگرچه ایران در رتبه پنجم جهانی از نظر وضع قوانین ایمنی معادن قرار دارد، اما در عدم اجرای این قوانین رتبه نخست را به خود اختصاص داده است و ضریب ایمنی معادن ایران در پایین‌ترین سطح خود قرار دارد.

وزارت صنعت، معدن و تجارت و سازمان ایمیدرو، نهادهای اصلی نظارت و تدوین مقررات ایمنی در معادن هستند و استانداردهای بین‌المللی ایمنی معدن، مانند استانداردهای OSHA و MSHA، در برخی معادن بزرگ ایران مورد استفاده قرار می‌گیرند.

با این وجود، وضیت رعایت ایمنی در معادن با چالش‌هایی مثل عدم سرمایه‌گذاری کافی، مسائل فرهنگی و ضعف نظارت هنوز دست و پنجه نرم می‌کند؛ اما، پیشرفت در تکنولوژی و توجه بیشتر به ایمنی می‌تواند شرایط را بهبود بخشد.

نکته قابل تامل این است که در معادن ایران، اغلب ایمنی فدای کاهش هزینه و افزایش تولید می‌شود اما باید در نظر داشت که ایمنی باید به‌عنوان سرمایه دیده شود و نه هزینه.

نقشه راه تکنولوژی‌های ایمنی معادن ایران

🔴 فاز اول (صفر تا دو سال):”ایمنی پایه و فوری” با هدف کاهش فوری حوادث مرگبار و ارتقای زیرساخت پایه‌ای از طریق ۱) تجهیز معادن زیرزمینی به سیستم تهویه بهینه و سنسورهای پایه گاز (متان، CO، O₂) ۲) طراحی و اجرای مسیرهای خروج اضطراری در معادن پرخطر ۳) تشکیل تیم‌های امداد و نجات داخلی و آموزش عملی ۴) اجرای آموزش ایمنی دیجیتال ساده (اپلیکیشن‌ها، ویدئوهای آموزشی) ۵) شروع پروژه‌های آزمایشی پایش آنلاین با چند سنسور IoT.

🟠 فاز دوم (۲ تا ۵ سال) : “دیجیتالی‌سازی و هوشمندسازی اولیه” با هدف پایش هوشمند و کاهش وابستگی به انسان از طریق ۱) توسعه شبکه IoT برای پایش لحظه‌ای گازها، لرزش‌ها و شرایط زمین ۲) نصب سیستم ردیابی کارگران (GPS زیرزمینی) برای واکنش سریع در حوادث ۳) راه‌اندازی مراکز تحلیل داده‌های ایمنی در معادن بزرگ ۴) استفاده آزمایشی از پهپادها برای بازرسی معادن روباز ۵) به‌کارگیری شبیه‌سازهای VR برای آموزش کارگران ۶) مکانیزه کردن بخشی از تجهیزات (لودر کنترل‌ازراه‌دور).

🟢 فاز سوم (۵ تا ۱۰سال) : “ایمنی هوشمند و جهانی” با هدف: رسیدن به سطح استانداردهای جهانی و کاهش حضور انسان در مناطق پرخطر از طریق ۱) استقرار کامل سیستم‌های پیش‌بینی حوادث مبتنی بر هوش مصنوعی (AI + Big Data)2) مکانیزاسیون گسترده کامیون‌ها، حفاری و بارگیری خودران ۳)استفاده گسترده از ربات‌ها و پهپادهای زیرزمینی برای بازرسی و عملیات ایمنی ۴) تهویه هوشمند متصل به شبکه IoT که بر اساس شرایط واقعی معدن تنظیم شود ۵) ایجاد مرکز ملی ایمنی و فناوری معادن برای توسعه داخلی تجهیزات ۶) تدوین و اجرای استاندارد ملی HSE بر پایه ISO و استانداردهای جهانی.

روش‌ها و تکنولوژی‌های روز دنیا برای افزایش ایمنی در معادن

بزرگ‌ترین فاصله ایران با دنیا در سه حوزه مکانیزاسیون و ماشین‌آلات خودکار، پایش و مانیتورینگ هوشمند و مدیریت داده و هوش مصنوعی است و حوزه‌هایی مثل آموزش، فرهنگ ایمنی و بیمه هم فاصله دارند ولی با هزینه کمتر قابل ارتقا هستند. نمونه‌ راهکارهای به کار رفته در معادن هوشمند دنیا به شرح زیر ارائه می‌شود:

پایش و مانیتورینگ هوشمند

• سنسورهای هوشمند (IoT): اندازه‌گیری لحظه‌ای گازها (متان، CO، O₂)، دما، لرزش و پایداری سقف.
• سیستم‌های پایش زمین (Geotechnical Monitoring) : استفاده از لیزر، فیبر نوری و رادار برای تشخیص تغییر شکل سقف و دیواره.
• دستبند و کلاه هوشمند کارگران دارای GPS، سنسور ضربان قلب و هشدار در شرایط خطرناک.

فناوری‌های مکانیزه و خودکار

• ماشین‌آلات خودران (Autonomous Haul Trucks & Loaders) : کاهش حضور انسان در نقاط پرخطر.
• حفاری و انفجار کنترل‌شده با سیستم‌های هوشمند: کاهش ریزش و گردوغبار.
• ربات‌های زیرزمینی و پهپادها: برای بازرسی مسیرها، تهویه، سقف و نقاط غیرقابل دسترس.

سیستم‌های ایمنی پیشرفته

• سیستم تهویه هوشمند (Smart Ventilation) : تنظیم خودکار جریان هوا بر اساس تراکم گاز و تعداد افراد.
• سیستم موقعیت‌یابی افراد زیر زمین (Tracking Systems) : ردیابی کارگران برای امداد سریع.
• هوش مصنوعی (AI) برای پیش‌بینی ریسک: تحلیل داده‌های تاریخی و آنلاین برای هشدار زودهنگام.

آموزش و شبیه‌سازی

• شبیه‌سازهای واقعیت مجازی (VR) : آموزش کارگران در محیط‌های مجازی بدون خطر.
• واقعیت افزوده (AR) : نمایش دستورالعمل‌های ایمنی هنگام کار با تجهیزات.
• سیستم‌های آموزش هوشمند آنلاین: برای به‌روز نگه‌داشتن دانش ایمنی کارگران.

تکنیک‌های مدیریت و فرهنگ ایمنی

• سیستم مدیریت HSE مبتنی بر داده منجر به تحلیل داده‌ها برای تصمیم‌گیری بهتر می‌شود.
• سیستم‌های پیش‌بینی حوادث (Predictive Safety) بر پایه یادگیری ماشین.
• Gamification در آموزش ایمنی به معنای استفاده از بازی‌ها برای افزایش مشارکت کارگران در یادگیری ایمنی.