فعالیتهای معدنی در اعماق زمین از پرریسکترین محیطهای کاری بهشمار میروند. شرایطی مانند کمبود اکسیژن، تجمع گازهای سمی، دمای بالا، رطوبت زیاد، فشار کاری بالا و محدودیت دسترسی به مسیرهای خروج اضطراری، سلامت معدنچیان را بهطور جدی تهدید میکند. در چنین محیطهایی، تشخیص دیرهنگام وضعیتهای بحرانی میتواند منجر به حوادث جبرانناپذیر شود. اینترنت اشیا (IoT) با فراهمکردن بستر پایش بلادرنگ وضعیت سلامت افراد و شرایط محیطی، امکان مدیریت ایمنی هوشمند و پیشگیرانه را در معادن زیرزمینی فراهم میکند.
پارامترهای سلامت قابل پایش
در سامانههای IoT ویژه پایش سلامت معدنچیان، تمرکز اصلی بر اندازهگیری شاخصهای فیزیولوژیکی کلیدی است. ضربان قلب، دمای بدن، سطح فعالیت فیزیکی و الگوی حرکتی از مهمترین پارامترهایی هستند که میتوانند نشانههایی از خستگی، استرس حرارتی یا شرایط غیرعادی جسمی باشند. تغییرات ناگهانی یا تدریجی این شاخصها، اطلاعات ارزشمندی برای تشخیص زودهنگام وضعیتهای پرخطر فراهم میکند.
در کنار دادههای زیستی، پایش پارامترهای محیطی اطراف معدنچی اهمیت بالایی دارد. اندازهگیری غلظت گازهای خطرناک، میزان اکسیژن، دما و رطوبت محیط، امکان ارزیابی همزمان شرایط فرد و محیط را فراهم میسازد. ترکیب این دادهها دید جامعتری از سطح ریسک در هر نقطه از معدن ارائه میدهد.
تجهیزات پوشیدنی و حسگرهای هوشمند
پیادهسازی IoT در معادن زیرزمینی عمدتاً بر پایه تجهیزات پوشیدنی مجهز به حسگرهای هوشمند انجام میشود. این تجهیزات میتوانند در قالب کلاه ایمنی، لباس کار، کمربند یا دستبند طراحی شوند. حسگرهای زیستی مسئول پایش علائم حیاتی بوده و حسگرهای محیطی، شرایط پیرامونی معدنچی را اندازهگیری میکنند.
تمام حسگرها به یک واحد پردازش کوچک و مقاوم متصل میشوند که وظیفه نمونهبرداری، پیشپردازش داده و مدیریت مصرف انرژی را بر عهده دارد. طراحی این واحد باید با در نظر گرفتن شرایط سخت معدن، شامل گردوغبار، لرزش، رطوبت و محدودیتهای فیزیکی انجام شود.
معماری ارتباطی در محیطهای زیرزمینی
یکی از مهمترین چالشهای IoT در معادن، برقراری ارتباط پایدار در عمق زمین است. محدودیت انتشار امواج رادیویی در تونلها و فضاهای بسته، نیازمند معماری ارتباطی خاصی است. در این سامانهها معمولاً از شبکههای محلی چندگامی (Mesh) و گیتویهای توزیعشده در بخشهای مختلف معدن استفاده میشود.
دادههای جمعآوریشده بهصورت مرحلهای به ایستگاههای بالادستی منتقل شده و سپس به سامانههای مرکزی ارسال میشوند. برای کاهش تأخیر و افزایش ایمنی، بخش قابلتوجهی از پردازش داده در سطح Edge Computing انجام میشود تا در صورت بروز شرایط بحرانی، هشدار فوری بدون وابستگی به ارتباط مرکزی صادر شود.
تحلیل داده و مدیریت ایمنی
در سطح سامانه مرکزی، دادههای دریافتی وارد پلتفرمهای مانیتورینگ و تحلیل میشوند. این پلتفرمها امکان پایش بلادرنگ سلامت معدنچیان، ثبت تاریخچه دادهها و تحلیل الگوهای خطر را فراهم میکنند. تحلیل دادههای بلندمدت میتواند به شناسایی نقاط پرریسک معدن، بهینهسازی شیفتهای کاری و بهبود دستورالعملهای ایمنی کمک کند.
برای مثال، ترکیب افزایش ضربان قلب، دمای بدن بالا و کاهش سطح اکسیژن محیط میتواند بهعنوان یک سناریوی خطر تعریف شده و منجر به صدور هشدار تخلیه یا توقف عملیات شود.
چالشهای فنی و اجرایی
پیادهسازی سامانههای IoT در پایش سلامت معدنچیان با چالشهایی مانند مصرف انرژی محدود تجهیزات پوشیدنی، امنیت دادهها، دوام سختافزار و پایداری ارتباطات زیرزمینی همراه است. علاوه بر این، طراحی سامانه باید بهگونهای باشد که مزاحم فعالیت روزمره معدنچیان نباشد و پذیرش کاربری مناسبی داشته باشد.
جمعبندی
اینترنت اشیا با ایجاد امکان پایش بلادرنگ سلامت معدنچیان و شرایط محیطی در اعماق زمین، نقش مهمی در ارتقای ایمنی و کاهش حوادث معدنی ایفا میکند. استفاده از تجهیزات پوشیدنی، پردازش لبهای و تحلیل داده، زمینهساز گذار از ایمنی واکنشی به ایمنی پیشبینانه و هوشمند در صنعت معدن است. موفقیت این رویکرد وابسته به طراحی مهندسی دقیق و تطبیق فناوری با شرایط واقعی محیطهای زیرزمینی است.
اگر به دنبال پیادهسازی این سیستم در پروژههای صنعتی خود هستید، همین حالا با شماره های ۰۹۱۲۸۵۷۸۰۴۶ و ۰۹۱۲۰۱۹۱۳۶۸ تماس بگیرید و یا به ایمیل info@iotbiz.ir درخواست خود را ارسال کنید تا مشاوره رایگان دریافت کنید و راهکار مناسب را دریافت کنید.