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鉱業技術の昔と今（鉱業技術採用チェックリスト付き）
採掘技術の歴史に触れ、現在の採掘方法と採掘道具を見直すが、最も重要なのは、生産に影響を与え始めている新技術の進歩に焦点を当てることだ。
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過去数十年の間に、採掘のモニタリングは、人間の推測作業（鉱山の壁を叩いて聞き耳を立てたり、監視のために人間を配置したり）から機械的なツール、そして今では最新のデジタル技術へと進化してきた。採掘監視の進化、採掘現場と労働者の安全確保に役立つ高度なツールやデータの普及について、詳しくはこちらをお読みください。
採掘現場の管理者にとって、安全性は最大の関心事であり、監視が必要な変数は数多くある。作業員の健康と環境の両方に対する懸念が、監視ツールや技術の数が増えている理由です。
目先の安全性だけでなく、プロジェクトマネージャーは進捗状況や生産性をモニターできることも重要視しています。空気中のエアロゾルを測定するセンサー、深度測定、見通しツール（ワイヤレスカメラなど）などは、プロジェクトが安全でスケジュール通りに進むことを保証するために使用されます。
このモニタリングはすべて、プロジェクトがさまざまな規制遵守要件を満たしていることを確認するのにも役立ちます。ほとんどの政府は、非常に明確で強固なコンプライアンス要件を定めています。鉱業監視ツールは、特定の安全基準を満たす証拠を提供するのに役立ちます。鉱山会社で現在使用されているツールやテクノロジーについては、こちらをお読みください。
ほんの数十年前まで、鉱山の安全はほとんど人間の努力に頼っていた。専属の安全監督者を含む観察技術や原始的な「サウンディング」技術が当時の主流だった。テクノロジーが進化し続けるにつれ、作業員の安全や特定の現場の状態を確保するためのツールも進化してきた。
特にこの10年間は、機械的測定装置やモーションキャプチャー技術まで含む新しい技術が登場し、企業が採掘現場の空気質や地盤を監視するだけでなく、労働者の負傷を予測・予防するのに役立っている。
現場管理者が現場や作業員について知りたいと思うような知識を得るために、多くのセンサー技術が登場している。IoT（モノのインターネット）センサーは、安全担当者にリアルタイムのデータを供給するために、ますます多くの鉱山アプリケーションで使用されています。IoTセンサーは、前述のエアロゾルの異常、機器や作業員の動きなどを検知するのに役立つ。これらは多くの場合、作業員が安全性を損なう可能性のある事象を検知し、時には予測するのに役立つ警告システムに接続されている。例えば、空気の質が悪いエリアでは、センサーがメタンのような可燃性ガスの存在を検知し、作業員が影響を受けるエリアに入る前に警告を発することができます。また、流出事故を警告したり、スリップや転倒が最も多い場所を追跡することもできる。
こうしたモニタリングはすべて、もちろん人々の安全を守るためであり、いくつかの規制機関は特定の大気質基準が満たされていることを保証している。大気質基準の例としては、MSHA（鉱山安全衛生管理局）の呼吸性石炭粉塵規則、OSHA（労働安全衛生管理局）の呼吸性結晶質シリカ基準、および有害大気汚染物質の排出を規制するEPA（米国環境保護庁）によって制定された大気浄化法があります。鉱山オペレータは、コンプライアンスを維持し、チームの安全を確保するために、これらの基準の要求を満たさなければなりません。大気質センサーにより、オペレーターはそのデータを、時にはリアルタイムで確認・共有することができます。
微小地震モニタリングも普及してきた。この技術は、フラクチャリングや注水によって誘発される微小地震（マイクロ地震）と呼ばれる現象を利用して、フラクチャーの活動を監視するものである。微小地震を聞き取るために、ジオフォンのセットが測定場所に隣接して設置される。これにより、採掘や掘削作業中に発生する亀裂の高さ、長さ、方向、形状、空間配置をリアルタイムで正確に測定することができます。一般に、測定対象の物質が硬ければ硬いほど、音は遠くまで伝わります。ジオフォンは、このような人間の耳では処理できない微妙な音を正確に測定することができます。
ロードセルとテンションセルは、輸送中の荷物の重量が特定の許容範囲内にあることを確認するためにも使用されます。ロードセルやテンションセルは、力を測定可能な電気出力に変換する変換器で、多くの場合ストレインゲージ技術を使用します。
鉱山用リフト装置、建設用クレーン、工業用タンク、機関車など、あらゆるものがロードピン、ロードセル、テンションセルを搭載するように改良されている。これは、重量を推測でモニターすることから大きく進歩したことです。現在では、積載物やその他の材料が輸送されている最中でも、その重量を測定して報告することができます。
LiDAR（レーザー画像検出と測距）技術は、距離と深さを測定するためにも使用される。LiDARは、レーザーを照射し、光がレシーバーに反射するまでの時間を測定することで、可変距離を測定する方法である。ライダーはまた、採掘エリアの「デジタル・ツイン」と呼ばれるデジタル3D表示の作成にも使用できる。
材料の深さや厚さを測定するために過去に使用されていた、あまり洗練されていないサウンディング法に代わるものとして、さまざまな電気機械式のルーフモニターも使用されている。
これらに加えて、現場管理者が常に把握しておきたい考慮事項が数多くある。斜面の安定性分析、気象モニタリング、雷警報などはすべて、採掘現場の安全性に貢献する要素です。
どんなサイト管理者にも、最もモニターしたいものは何かと尋ねれば、必ずこう答えるだろう：「と言うに違いない。カメラは間違いなく、他の多くのセンサータイプの中で最も豊富なデータを提供する。この豊富なデータと、最近の人工知能や画像処理技術の飛躍的な進歩が組み合わさることで、私たちの監視能力に一歩進んだ変化をもたらすことができる。
しかし、材料搬送ポイント、シュート、ベルトコンベヤーなど、工程の最も重要な部分ではカメラが敬遠されがちです。このように敬遠される主な理由は、カメラが埃っぽく過酷な環境に弱いこと、その結果、使用可能な画像を維持するために継続的な保守や清掃が必要になること、そして、危険な視界に基づいて判断した結果生じるミスや誤検出です。
最近では、技術がこのような課題に追いつき、ToughEyeTMのようなセルフクリーニングカメラは、定期的なメンテナンスや維持管理を要求することなく、一貫した画像の鮮明さを維持できるようになりました。ToughEyeは一体型のセルフクリーニングカメラで、オペレーション、安全、管理担当者に監視の重要な要素である視線を提供することができる。例えば、空気品質センサーが作動したり、破壊イベントが検出された場合など、上記の技術がすべて正しく機能する場合、管理者の最初の本能は、影響を受けたエリアを見たいと思うものです。
ToughEye™特許のセルフクリーニングカメラ技術は、埃や破片によってレンズの有効性がすぐに損なわれる鉱山のような産業現場のニーズに合わせて特別に開発されました。外部部品がなく、密閉された一体型設計のカメラは、ダウンタイムや定期メンテナンスなしでクリアな視界を提供し、自律型機器や遠隔機器を含む稼働時間を最大化します。
採掘監視用エクセルセンス・テクノロジーズ製カメラの詳細については、見積りをご依頼ください。
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