Techniczne wykorzystanie odkryć naukowych jest nieprzewidywalne. Po raz kolejny można się o tym przekonać na podstawie dokonań francuskiej firmy I – Rox zajmującej się fizyką plazmy i elektroniką energetyczną. Stworzyła ona generator, który do milisekund skraca czas korzystania z energii, o tyle też wzrasta jego moc. Przy użyciu minimalnej ilości energii, rozsadza ona skały w drobny mak. I ta jej właściwość ma szansę zrewolucjonizować urabianie skał w górnictwie metali i podobnych surowców.
Na przełomie XIX i XX wieku opracowano technologię strzałowego urabiania skał. Polega on na wierceniu otworów strzałowych, wypełnianych materiałem wybuchowym z zapalnikiem, który zdalnie jest uruchomiany. Na czas odpalenia przodków załoga jest usuwana z miejsc zagrożonych. Po ich odstrzeleniu ładowarki dostarczały urobek na plac składowy lub do szybów wydobywczych, skąd odwożony był do zakładów przeróbczych. Podobna technologia w tym systemie stosowana jest również w skalnym górnictwie odkrywkowym.
Śmiertelne przypadki
Pomimo zaostrzonych przepisów bezpieczeństwa system ten odnotował niezliczoną ilość wypadków śmiertelnych. Dochodziło do tego, ponieważ mimo pilnowania stref bezpieczeństwa, często na skutek zaniedbań i innych czynników, nie udało się im zapobiec. Śledztwo i wynikające z niego kary nie mogły już zwrócić życia poszkodowanym przez ten system.
Drugim, równie poważnym zagrożeniem, szczególnie w podziemnych kopalniach było w wyniku strzałowego wstrząsu naruszenie trwałej struktury górotworu. Ten zaś w sposób często niedostrzegalny po pewnym czasie powodował wypadanie bloków skalnych do wyrobisk w których pracowali górnicy. Siła tych obwałów skalnych była czasem tak wielka, że miażdżyła maszyny górnicze razem pracującymi w nich ludźmi. Powstały w tym systemie mniejsze odspojenia skał zagrażały życiu najczęściej pojedynczym zatrudnionym tu osobom.
System ten do dzisiaj jest stosowany w największych kopalniach rud miedzi. Od dawna z tego powodu krytykowany, nie miał realnej, ekonomicznej i technologicznej alternatywy. Jednakże postęp jaki ma miejsce przez ostatnie ćwierć wieku w wykorzystaniu różnorodnych źródeł energii, znalazł swoje zastosowanie w górnictwie, eliminując przestarzałe i niebezpieczne metody strzałowego urabiania skał.
Przełomowe odkrycie
O nowym systemie wykorzystywanym dla tego celu pisze amerykański portal górniczy Mining Technology (Pulsed-power technology: a breakthrough in mineral extraction? – 30.09.2024). Przełom technologii urabiania skał zaproponowała francuska firma I- Rox, która specjalizuje się fizyce plazmy i elektronice energetycznej, czyniąc górnictwo przemysłem bardziej zrównoważonym, produktywnym i bezpiecznym. Opracowała ona technologię impulsów energetycznych.
Nowojorski portal pisze, że technologia ta brzmi to jak coś z filmu science fiction, ale tak nie jest. I-ROX twierdzi, że może pobrać energię zgromadzoną w baterii zegarka i uwolnić ją w krótkim czasie, w milionowej części sekundy, o impulsie o wysokiej intensywności, który może wygenerować gigawat mocy – podobnie jak moc elektrowni jądrowej.
I-Roxt twierdzi, że jego celem jest rozbijanie skał z mniejszą ilością energii i w sposób, który zwiększa wydobycie minerałów. Dzięki zwiększeniu wydajności i produktywności kopalni możemy jednocześnie zmniejszyć emisje, zaoszczędzić pieniądze i zwiększyć produkcję. Cały związany z tym pomysł polega na kompresji i szybkim uwalnianiu małych ilości energii elektrycznej w celu uzyskania wyładowań o ekstremalnie dużej mocy. Zasadniczo moc (P) = energia (E) w czasie (t), więc ta sama ilość energii uwolniona w bardzo krótkim czasie skutkuje wysokim poziomem mocy.
Impuls mocy
Generatory impulsowe przechowują energię elektryczną, kompresują ją w czasie i przestrzeni, a następnie dostarczają ją jako silny, szybki i krótki impuls o dużej mocy. W maszynie impulsowej energia elektryczna o małej mocy pochodząca z wtyczki ściennej może być przechowywana w banku energii elektrycznej i wychodzić jako skompresowany impuls mocy. Czas trwania impulsu jest coraz krótszy, a wraz z każdym skróceniem impulsu moc wzrasta, co skutkuje bardzo krótkim impulsem o ogromnej mocy.
Jej zastosowanie na powierzchni zakładów górniczych również może zrewolucjonizować koszta pozyskiwania metalu, czyli znacznie zwiększyć efektywność procesów flotacyjnych. Technologia ta może zmniejszyć ilość energii wykorzystywanej do mielenia skał nawet o 80 procent. Wykorzystując mniej energii, pomaga ona ograniczyć emisję CO₂ i koszty wydobycia, co oznacza, że możemy przetwarzać rudy niższej jakości przy mniejszym wpływie na środowisko i niższych kosztach jej przetwarzania.
Rozbija ona skały wzdłuż granic mineralogicznych, co selektywnie odsłania więcej metalu. Umożliwia to większą kontrolę nad rozkładem wielkości cząstek, unikając produkcji ultra drobnych cząstek i związanych z tym strat flotacyjnych.
Wyniki badań laboratoryjnych wskazują, że potencjalnie można zwiększyć odzyski miedzi o 5 procent, co jest bardzo obiecujące. Proces kruszenia i mielenia skał był dotąd najbardziej energochłonnym i kosztownym aspektem całego górniczego ciągu wydobycia. Szacuje się, że zużywa on około 4 procent całej energii na świecie. Technologia I – Rox może zmniejszyć ślad węglowy tego procesu również o około 80 %.
