Từ vùng giá lạnh của Bắc Cực đến độ sâu hàng kilomet dưới lòng đất, con người đang khai thác tài nguyên ở những nơi khắc nghiệt nhất trên Trái đất. Trong khi một số mỏ đối mặt với nền nhiệt thấp tới -46°C, nhiều mỏ khác lại nằm gần đá magma, nơi nhiệt độ xung quanh có thể vượt quá 50°C. Những điều kiện môi trường khắt khe này không chỉ đòi hỏi công nghệ và thiết bị chuyên biệt, mà còn đặt ra thách thức trong công tác hậu cần, an toàn lao động và bảo vệ môi trường.

Khu vực khai thác mỏ Kiruna ở vùng Bắc Cực của Thụy Điển là nơi có mỏ quặng sắt ngầm và mỏ Per Geijer - một trong những trữ lượng photpho và nguyên tố đất hiếm (REE) lớn nhất châu Âu. Nguồn ảnh: Tommy Alven qua Shutterstock.

Đối mặt với băng giá ở Bắc Cực

Khai thác mỏ tại Bắc Cực không chỉ là cuộc chiến với thời tiết lạnh giá, mà còn là bài toán hậu cần phức tạp. Tại Canada, Greenland và Alaska - những khu vực không thể tiếp cận bằng đường bộ quanh năm - việc tiếp tế phần lớn phụ thuộc vào đường biển trong vài tháng ngắn ngủi mùa hè khi băng tan. Đây là thời điểm duy nhất để vận chuyển nhiên liệu, vật liệu xây dựng và thiết bị hạng nặng đến các khu mỏ hẻo lánh.

Ông Grant Pearson, Phó Chủ tịch phát triển kinh doanh của Công ty Nuna Logistics, cho biết: “Ở nhiều nơi, nguồn cung vật tư chỉ có thể vận chuyển vào mùa đông qua các tuyến đường băng tạm thời. Dù một số mỏ có thể tiếp cận bằng máy bay, nhưng chi phí cao và giới hạn về kích thước khiến hàng không không phải lúc nào cũng khả thi.”

Nhiệt độ thấp gây ra hàng loạt rủi ro kỹ thuật: từ sự cố động cơ đến nứt vỡ đường ống thủy lực. Do đó, các mỏ phải lưu trữ đầy đủ thiết bị dự phòng tại chỗ, bởi việc vận chuyển khẩn cấp bằng máy bay có thể rất tốn kém. Để duy trì hoạt động liên tục trong điều kiện thời tiết lạnh giá, các phương tiện và máy móc được trang bị dầu chịu lạnh, hệ thống sưởi khởi động và vật liệu chống giòn gãy. Ngoài ra, các mỏ còn áp dụng công nghệ radar xuyên đất giúp xác định độ dày của băng và hỗ trợ căn chỉnh tuyến đường trong quá trình thi công.

Trong điều kiện thời tiết giá lạnh khắc nghiệt, việc bảo vệ an toàn cho người lao động là ưu tiên hàng đầu. Mỗi nhiệm vụ đều phải được đánh giá kỹ lưỡng trước khi triển khai, nhằm đảm bảo rằng mọi rủi ro tiềm ẩn đều được kiểm soát. Tại các khai trường ở Bắc Cực, người lao động được trang bị đầy đủ quần áo bảo hộ chuyên dụng và thiết bị sưởi cá nhân, việc tiếp xúc với môi trường bên ngoài cũng được hạn chế ở mức tối thiểu. Các nhóm làm việc được đào tạo để theo dõi lẫn nhau nhằm phát hiện sớm các dấu hiệu tê cóng.

Một biện pháp không thể thiếu là các lều sưởi ấm - nơi nghỉ tạm có hệ thống sưởi nhằm giúp công nhân phục hồi nhiệt độ cơ thể sau thời gian dài làm việc ngoài trời. Đây là điểm dừng chân để kiểm tra lại thiết bị bảo hộ, tiếp nước ấm và trao đổi nhanh với giám sát viên. Trong nhiều công ty khai thác mỏ ở Bắc Cực, lều sưởi ấm là yêu cầu bắt buộc trong quy trình an toàn lao động, góp phần duy trì hiệu suất làm việc và bảo vệ sức khỏe cho đội ngũ nhân sự.

Thực tế, điều kiện băng giá cũng mang lại một số lợi thế kỹ thuật. Nhiệt độ thấp giúp tạo ra nền móng vững chắc tạm thời, cho phép xây dựng đường băng hoặc các công trình như đập dựa trên lõi băng - điều gần như không thể thực hiện trong mùa ấm.

Khai thác ở độ sâu lớn - thử thách với nhiệt độ cao

Khi trữ lượng khoáng sản gần mặt đất cạn kiệt, ngành khai thác buộc phải tiến sâu hơn vào lòng đất - nơi nhiệt độ và áp suất tăng mạnh. Một ví dụ tiêu biểu là mỏ Kidd Creek ở Canada, nơi có độ sâu khai thác lên tới 3.014 mét. Bao quanh bởi đá magma, nhiệt độ đá tại đây có thể lên đến 55°C. Dù hệ thống thông gió và làm mát được lắp đặt để duy trì nhiệt độ không khí dưới 30°C, độ ẩm cao vẫn là rào cản lớn, buộc công nhân và thiết bị phải hoạt động theo ca ngắn, luân phiên nghỉ để làm mát.

Tại lưu vực Sudbury - một trong những khu vực khai thác khoáng sản lớn nhất Canada - các mỏ đang tiến dần đến độ sâu 2.500 mét. Sự hiện diện của magma dưới lòng chảo Sudbury tiếp tục đặt ra lo ngại về nhiệt độ cao có thể vượt ngưỡng 50°C. Tại Australia, các hầm lò ở Mount Isa đã xuống tới độ sâu 1.800 mét, hình thành một mạng lưới đường hầm dài tới 1.000 km dưới lòng đất với những đường hầm rộng 5mx5m đủ lớn để xe tải hạng nặng di chuyển.

Khai thác trong môi trường nhiệt độ cao đặt ra nhiều thách thức lớn về địa chất và môi trường. Nhiệt độ cao không chỉ ảnh hưởng đến sự ổn định của các đường hầm và trục khai thác mà còn tác động đến đặc tính vật lý của vật liệu, thay đổi cách chúng hoạt động trong quá trình chiết xuất và xử lý. Ngoài ra, điều kiện nhiệt độ cực đoan còn làm gia tăng tốc độ bay hơi và tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm nhiệt, ảnh hưởng đến các hệ sinh thái lân cận. Việc nghiên cứu và áp dụng các giải pháp kỹ thuật nhằm kiểm soát nhiệt độ, đảm bảo an toàn lao động và giảm thiểu tác động môi trường đang trở thành yếu tố then chốt để duy trì hoạt động bền vững trong ngành khai thác mỏ hiện đại.

Đưa rô bốt vào khai thác mỏ

Trước thách thức từ môi trường khắc nghiệt, tự động hóa đang trở thành xu hướng tất yếu trong ngành khai thác mỏ. Từ năm 2012, Canada đã thử nghiệm vận hành thiết bị từ xa, mở đường cho việc triển khai công nghệ robot như: xe tải không người lái và máy khoan tự động. Các tập đoàn lớn như Rio Tinto và BHP Billiton đang tích cực đầu tư vào công nghệ này.

Không chỉ giúp giảm chi phí lao động, tự động hóa còn hạn chế rủi ro cho con người trong môi trường nguy hiểm. Dù có thể gây ra biến động lực lượng lao động trong ngắn hạn, công nghệ mới lại tạo ra những vị trí việc làm mới và an toàn hơn.

Trong tương lai, ngành khai thác mỏ có thể mở rộng đến đáy biển sâu hoặc những dãy núi hiểm trở. Dù đối mặt với giá lạnh cực đoan hay nhiệt độ cao ngột ngạt, hoạt động khai thác sẽ ngày càng phụ thuộc vào sự kết hợp giữa công nghệ hiện đại, quy trình an toàn nghiêm ngặt và chiến lược quản lý hiệu quả. Chỉ khi chủ động thích ứng với những thách thức này, ngành công nghiệp mũi nhọn của nền kinh tế toàn cầu mới có thể phát triển bền vững, đảm bảo an toàn cho người lao động và giảm thiểu tác động tới hệ sinh thái toàn cầu./.