Nhu cầu khoáng sản toàn cầu đang không ngừng gia tăng, song song với những yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt về môi trường và an toàn lao động. Trước bài toán vừa đảm bảo sản lượng vừa giảm thiểu phát thải, ngành khai khoáng đang đẩy mạnh ứng dụng các công nghệ hiện đại.

Năm cải tiến nổi bật dưới đây phản ánh xu hướng phát triển của hoạt động khai thác trong tương lai: thông minh, hiệu quả và bền vững hơn.

1. Giám sát thiết bị theo thời gian thực

Thời gian ngừng hoạt động đột xuất luôn là trở ngại lớn đối với năng suất và ngân sách. Để hạn chế rủi ro này, các hệ thống giám sát hiện đại của những thương hiệu như Hexagon và Caterpillar cho phép chẩn đoán tức thời tình trạng thiết bị, điều kiện địa hình và mức tiêu thụ nhiên liệu, với chu kỳ cập nhật chỉ 10 phút/lần.

Với các mỏ đang mở rộng công suất để đáp ứng nhu cầu thị trường, những dữ liệu này trở thành “vũ khí” quan trọng. Chúng giúp đội ngũ vận hành phát hiện sớm dấu hiệu hao mòn hoặc suy giảm hiệu suất, từ đó lên kế hoạch bảo trì phòng ngừa và chủ động đưa ra quyết định thay thế linh kiện, tối ưu cả chi phí lẫn thời gian.

Việc giám sát độ ổn định mái dốc trong các mỏ lộ thiên bằng công nghệ tích hợp của Hexagon - bao gồm cảm biến và phần mềm - cho phép ra quyết định nhanh chóng dựa trên dữ liệu, nâng cao mức độ an toàn trong một giải pháp tổng thể. Ảnh: Hexagon

2. Công nghệ khoan tự động

Trong bối cảnh ngành khai khoáng đối mặt với tình trạng thiếu hụt lao động có tay nghề và những thách thức ngày càng lớn về an toàn, công nghệ khoan tự động nổi lên như một giải pháp chiến lược. Các hệ thống AutoMine của Sandvik và SmartROC của Epiroc được xem là những đại diện tiên phong trong năm 2025, mang đến lựa chọn khoan bán tự động và hoàn toàn tự động cho cả khai thác lộ thiên lẫn hầm lò.

Điểm nổi bật của các giàn khoan thế hệ mới là khả năng rút ngắn chu kỳ khoan và điều khiển từ xa ở khoảng cách lên tới 5 km, giúp quản đốc giám sát và vận hành thiết bị ngay từ trung tâm điều hành, thay vì cần nhiều nhân lực trực tiếp tại hiện trường. Bên cạnh đó, độ chính xác được cải thiện đáng kể không chỉ hạn chế sai sót, mà còn giảm hao phí thuốc nổ và vật liệu chống đỡ, từ đó tiết kiệm chi phí vận hành và nâng cao hiệu quả khai thác.

Không chỉ mang lại hiệu quả, các giải pháp khoan tự động còn góp phần quan trọng trong việc giảm thiểu rủi ro cho thợ mỏ khi nhiều công đoạn nguy hiểm được thực hiện mà không cần con người tiếp xúc trực tiếp.

Máy khoan hầm lò. Ảnh: SVInews

3. Xe tải điện thế hệ tiếp theo

Trong nỗ lực cắt giảm phát thải carbon và chi phí vận hành, hướng tới một ngành khai khoáng bền vững hơn, xe tải chạy pin trở thành tâm điểm đầu tư của các tập đoàn thiết bị mỏ hàng đầu thế giới. Các mẫu mới như Komatsu 980E-5SE hay nguyên mẫu xe điện của Caterpillar được thiết kế để vận hành liên tục trong chu kỳ lên tới 8 giờ, đồng thời tận dụng hệ thống thu hồi năng lượng từ quá trình phanh để sạc lại pin, giúp tối ưu hiệu suất sử dụng năng lượng.

Một lợi thế rõ rệt của đội xe điện so với xe diesel truyền thống là khả năng rút ngắn đáng kể thời gian ngừng hoạt động. Theo tính toán, mỗi xe có thể tiết kiệm khoảng 45 phút mỗi ngày do không cần tiếp nhiên liệu, giúp doanh nghiệp khai thác nâng cao năng suất và giảm chi phí nhân công. Đối với các mỏ có quy mô lớn hoặc đang trong giai đoạn mở rộng, hiệu quả này càng trở nên quan trọng khi cộng hưởng với việc giảm tiếng ồn, giảm bụi thải và đặc biệt là cắt giảm lượng khí nhà kính, mang lại lợi ích cho cả môi trường làm việc lẫn cộng đồng xung quanh.

Xe tải điện Komatsu 980E-5SE. Ảnh: Komatsu

4. Hệ thống thủy lực thông minh

Các thiết bị thủy lực tiếp tục giữ vai trò chủ chốt trong khai thác mỏ và đang được nâng cấp để trở nên thông minh hơn. Hệ thống bù áp suất mới của các hãng Parker Hannifin và Bosch Rexroth có khả năng tự động điều chỉnh theo tải trọng, địa hình và yêu cầu công việc, giúp máy vận hành linh hoạt và tiết kiệm năng lượng hơn.

Trọng tâm của cải tiến này nằm ở việc sử dụng hợp kim nhôm đã qua xử lý nhiệt trong các khối điều khiển hành trình, cho phép chúng chịu được áp lực lớn trong thời gian dài mà không biến dạng. Nhờ vậy, các thiết bị hạng nặng có thể vận hành liên tục nhiều ca nhưng vẫn duy trì hiệu suất ổn định, giảm hỏng hóc và tối ưu chi phí bảo trì, đặc biệt trong những môi trường khắc nghiệt và cường độ cao.

Bơm thủy lực điện thông minh của hãng Parker Hannifin. Ảnh: Power Progress

5. Thiết kế hạng nhẹ theo kiểu mô-đun

Trong khai thác mỏ hiện đại, việc bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị cần diễn ra nhanh chóng, tránh tối đa tình trạng dừng hoạt động toàn bộ dây chuyền. Để đáp ứng yêu cầu này, các hãng sản xuất lớn như Liebherr và Hitachi đang tập trung phát triển thiết kế mô-đun, cho phép tháo lắp và thay thế linh kiện chỉ trong thời gian ngắn, đồng thời tăng cường khả năng tùy chỉnh phù hợp với từng điều kiện mỏ cụ thể. Cách tiếp cận này không chỉ giảm áp lực cho công tác hậu cần mà còn nâng cao tính linh hoạt trong quản lý đội xe, máy móc.

Đồng thời, khung thiết bị thế hệ mới được chế tạo từ hợp kim nhôm siêu nhẹ nhưng vẫn đảm bảo độ bền, giúp giảm đáng kể trọng lượng tổng thể. Nhờ vậy, phương tiện tiêu thụ ít nhiên liệu hơn, dễ dàng vận chuyển qua những cung đường khó khăn, đồng thời tiết kiệm chi phí vận hành. Khi các dự án khai thác mở rộng đến những khu vực xa xôi và hạ tầng hạn chế, việc di chuyển, hoán đổi và bảo trì nhanh chóng trở thành lợi thế cạnh tranh quan trọng, giúp bảo đảm tiến độ khai thác ổn định.

Những cải tiến nổi bật trong thiết bị khai thác mỏ hiện đại cho thấy xu hướng rõ nét về tương lai ngành khai khoáng - hiệu quả, an toàn và bền vững. Đây cũng được xem là hướng đi quan trọng để vừa đáp ứng nhu cầu tài nguyên, vừa tiến tới mục tiêu trung hòa carbon trong kỷ nguyên mới./.