Trong bối cảnh điều kiện khai thác tài nguyên khoáng sản ngày càng khó khăn, việc đẩy mạnh phát triển khoa học công nghệ, áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất có vai trò quan trọng cho sự tăng trưởng và phát triển kinh tế bền vững của ngành công nghiệp khai thác than, khoáng sản Việt Nam. Bên cạnh đó, việc định hướng nghiên cứu trong lĩnh vực khai thác mỏ là cần thiết đối với các nhà khoa học và công nghiệp mỏ Việt Nam trong việc nghiên cứu ngành mỏ nước nhà một cách bền vững, đáp ứng sự biến đổi khí hậu [BĐKH] và cuộc cách mạng công nghiệp [CCMCN] 4.0.
1. Những bất cập trong hoạt động khai khoáng
Hiện nay trên thế giới, các công nghệ khai thác tiên tiến đáp ứng yêu cầu tập trung vào công nghệ thông minh cho công tác thăm dò và đánh giá trữ lượng, bao gồm cả việc đánh giá địa cơ học; công nghệ cho phép triển khai hệ thống khai thác liên tục trở thành một phương án khả thi trong khai thác quặng và bóc đất đá; công nghệ sạch và sử dụng chất thải và tái sử dụng chất thải thân thiện với môi trường; công nghệ tuyển khoáng cho phép nâng cao hơn nữa tỉ lệ thu hồi khoáng sản; công nghệ cho phép khai thác trong các điều kiện địa chất – mỏ phức tạp, đồng thời bảo đảm thân thiện với môi trường. Ví dụ, các công nghệ mới trong khai thác các vỉa quặng nằm sâu trong lòng đất hoặc khai thác phía dưới khu vực dân sinh, đất nông nghiệp, mỏ khai thác lộ thiên. Thậm chí một số công nghệ khai thác mỏ bên ngoài trái đất đã bắt đầu được nghiên cứu.
Còn ở nước ta có trên 60 loại khoáng sản khác nhau. So với thế giới, Việt Nam có thể được xếp vào nhóm tiềm năng khoáng sản phong phú. Tuy vậy, việc khai thác tài nguyên khoáng sản trong thời gian qua vẫn còn nhiều bất cập, chưa hợp lý, đó là:
Tổn thất và lãng phí tài nguyên: Sản phẩm khai thác chế biến khoáng sản ở Việt Nam phần lớn mới dừng lại ở sản phẩm tinh quặng, giá trị và hiệu quả sử dụng thấp, chưa tương xứng với giá trị tài nguyên của khoáng sản. Đến nay, mới chế biến sâu đến sản phẩm cuối cùng [kim loại] đối với các loại khoáng sản kẽm, đồng, sắt, antimony. Tổn thất tài nguyên trong quá trình khai thác còn ở mức độ cao, đặc biệt ở các mỏ hầm lò, các mỏ địa phương quản lý. Một số điều tra nghiên cứu cho thấy, tổn thất khai thác khoáng sản như: Khai thác than hầm lò, tổn thất 40 – 60%; khai thác apatit 26 – 43%; quặng kim loại 15 – 30%; vật liệu xây dựng 15 – 20%; dầu khí là 50 – 60%. Do khai thác với mức độ cơ giới hóa thấp, nên đa số các mỏ nhỏ hiện nay chỉ lấy được những phần trữ lượng giàu nhất, bỏ đi toàn bộ quặng nghèo và khoáng sản đi kèm dẫn đến lãng phí tài nguyên. Tổn thất trong chế biến khoáng sản ở mức độ cao. Chẳng hạn, trong khai thác vàng, độ thu hồi quặng vàng, độ thu hồi quặng vàng trong chế biến [tổng thu hồi] hiện chỉ đạt khoảng 30% - 40%, nghĩa là hơn một nửa thải ra ngoài bãi thải, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Chất lượng môi trường nước và nước thải tại những nơi có hoạt động khoáng sản: Nhiều mỏ, khu vực khai thác mỏ đã gây ra những vấn đề nghiêm trọng về ô nhiễm nguồn nước do nước thải của mỏ trong quá trình sản xuất không được xử lý. Nhiều bãi thải không có các công trình xử lý đã bồi lấp ruộng vườn, sông, suối, làm ô nhiễm nguồn nước, lòng sông bị bồi lắng gây ra lũ lụt. Đối với chất thải lỏng, thành phần và tính chất nước thải có tính axít, chứa kim loại nặng, khoáng chất.
2. Phát triển Ngành khoáng sản trong bối cảnh công nghiệp 4.0
Chính sách về giá: Thực hiện giá sản phẩm khoáng sản theo cơ chế thị trường nhằm các mục tiêu: Buộc doanh nghiệp phải quản trị chặt chẽ chi phí, sản lượng và chất lượng sản phẩm để nâng cao hiệu quả; khắc phục các tiêu cực do chênh lệch giá trong nước và giá xuất khẩu gây ra, nhất là việc xuất khẩu lậu; khuyến khích quá trình khai thác, chế biến khoáng sản nâng cao hệ số thu hồi tài nguyên; buộc khâu tiêu dùng sản phẩm khoáng sản phải sử dụng tiết kiệm.
Chính sách về phí, thuế: Để tránh tình trạng tổn thất tài nguyên và nguồn thu cho ngân sách nhà nước; thuế tài nguyên cần chuyển từ cách tính theo sản lượng khai thác sang tính theo trữ lượng khoáng sản được phê duyệt, tùy thuộc vào loại hình khoáng sản. Miễn giảm thuế đối với trữ lượng khai thác tăng thêm tùy theo trường hợp, để các doanh nghiệp tăng cường công tác tận thu và tiết kiệm khoáng sản.
Chính sách về sử dụng, xuất khẩu khoáng sản: Phải chế biến sâu khoáng sản; cấm xuất khẩu khoáng sản thô, chỉ cho phép xuất khẩu các loại khoáng sản có trữ lượng dồi dào bảo đảm đáp ứng lâu dài nhu cầu trong nước, hoặc cho phép xuất khẩu các loại khoáng sản mà nhu cầu trong nước chưa có hoặc còn thấp.
Chính phủ cần ban hành quy chế xây dựng các trung tâm dự trữ khoáng sản đối với các loại khoáng sản chưa có điều kiện chế biến sâu. Các trung tâm này nên đặt ở các địa phương có nguồn tài nguyên khoáng sản. Nhiệm vụ của các trung tâm là tổ chức thu mua tinh quặng thô để dự trữ cho chế biến sâu và kêu gọi đầu tư để sớm tiếp nhận công nghệ và hình thành các nhà máy chế biến sản phẩm sâu.
Cần bổ sung các điều kiện và cam kết về chế biến trước khi cấp giấy phép khai thác. Thực tế cho thấy, vốn đầu tư cho khai thác không lớn, nhưng việc chế biến đòi hỏi vốn lớn, công nghệ hiện đại, vì vậy dẫn đến việc khai thác tràn lan, không thực hiện được mục đích chế biến sâu.
3. Một số vấn đề để đáp ứng yêu cầu của CMCN 4.0, cần quan tâm
Một là, xây dựng và đề xuất các nhiệm vụ, giải pháp để tăng cường năng lực tiếp cận xu hướng công nghệ tiên tiến, hiện đại của cuộc CMCN 4.0 cho cả người lao động và người sử dụng lao động.
Hai là, các công ty khai thác mỏ phải tạo ra sự cộng tác và liên kết mới mang tính liên ngành với các viện nghiên cứu, các trường đại học, các cơ quan quản lý nhà nước; cần mềm dẻo hơn trong việc xây dựng mạng lưới nhà cung cấp, đối tác và khách hàng.
Ba là, nghiên cứu cần phải phát triển và triển khai các ứng dụng mới sử dụng công nghệ nền tảng của CMCN 4.0 để tối ưu hóa các hoạt động nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng công việc. Một cách cụ thể, các nghiên cứu cần tập trung phát triển các ứng dụng mới sử dụng các hệ thống cảm biến giám sát thời gian thực [RT] kết nối trên nền tảng [IoT] nhằm cải thiện mức độ an toàn, nâng cao khả năng giám sát và các hoạt động từ xa trong khai thác mỏ. Bên cạnh đó, cần phát triển và ứng dụng các công cụ và hệ thống mới sử dụng trí tuệ nhân tạo [AI], sự tự động nhằm nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong công việc. Các nghiên cứu cũng cần phải tập trung vào phân tích và khai thác dữ liệu lớn nhằm tiết kiệm năng lượng và chi phí, nâng cao độ chính xác trong công tác dự báo.
Các kết quả nghiên cứu đã góp phần giúp hướng các nhà khoa học và công nghệ mỏ Việt Nam trong việc nghiên cứu phát triển ngành mỏ nước nhà một cách toàn diện, bền vững, đáp ứng sự BĐKH và CMCN 4.0
Nguồn sưu tầm
Ước tính hiện tại cho thấy rằng có 7 tỷ người chia sẻ hành tinh với thế giới tự nhiên, cạnh tranh về không gian và nguồn lực. Những nỗ lực để giảm thiểucác tác động tiêu cực của con người trên thế giới với môi trườngđang là vấn đề vô cùng quan trọng, ví dụ như:sự biến đổi khí, thủng tầng ozon
Công nghệ môi trường là gì?
Ước tính hiện tại cho thấy rằng có 7 tỷ người chia sẻ hành tinh với thế giới tự nhiên, cạnh tranh về không gian và nguồn lực. Những nỗ lực để giảm thiểucác tác động tiêu cực của con người trên thế giới với môi trườngđang là vấn đề vô cùng quan trọng, ví dụ như:sự biến đổi khí, thủng tầng ozon... đang là vấn đề cho nhiều chính phủ trên khắp thế giới. Cùng với chính sách nghiên cứu và quản lý, một số công nghệ mớiđang giúp nhân loại điều chỉnh sự cân bằng tinh tế giữa các nước phát triển và tự nhiên.
Công nghệ môi trường, còn được gọi là công nghệ "xanh" hay "sạch", đề cập đến các ứng dụng khoa học về môi trường trong sự phát triển của các công nghệ mới nhằm mục đích bảo tồn, theo dõi hoặc làm giảm các tác động gây hại lên môi trường trong khi tiêu thụ các nguồn tài nguyên của nó. Cốt lõi của sự phát triển bền vững nằm ở công nghệ môi trường - thông qua thực tiễn phát triển kinh tế nhiên liệu bằng cách tránh sự cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên và gây thêmô nhiễm.
Một cách đơn giản, công nghệ môi trường nhằm bảo vệ môi trường. Nó cung cấp cách thức tiêu thụ ít gây ô nhiễm nhất và thường cung cấp những cách thức mới để tránh cạn kiệt hoàn toàn của tài nguyên thiên nhiên. Ví dụ nổi bật như sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng gió, khử muối nước [loại bỏ muối và các khoáng sản khác từ nước mặn], xe điện, và nhiệt phân [phân hủy nhiệt hóa các chất hữu cơ].
Công nghệ môi trường tiên tiến, hiện đại
Hàng chục công nghệ môi trường mới và sáng tạo xuất hiện mỗi năm, một số đã sẵn sàng để sử dụng hàng loạt trên thực tế, và nhiều hơn nữa là các đang trong quá trình thử nghiệm, nghiên cứu - tất cả cuối cùng đều là mong muốn cung cấp các công cụ nhằm mục đích sử dụng và phát bền vững nguồn tài nguyên thiên nhiên chung của chúng ta. Dưới đây là một vài ví dụ về những công nghệ mới gần đây mà có khả năng ảnh hưởng và định hình các quá trình môi trường trong tương lai.
Một bước đột phá mới trong sản xuất nhựa, công ty LightManufacturing sử dụng kính định nhật [thiết bị điều khiển với gương để phản chiếu ánh sáng] để tập trung và phản xạ các tia nắng mặt trời để làm tan chảy nhựa và làm cho nó moldable. Sản xuất nhựa truyền thống sử dụng nhiên liệu hóa thạch như một nguyên liệu của sản phẩm và cung cấp năng lượng cho quá trình sản xuất, nhưng quá trình sáng tạo mới LightManufacturing là hoàn toàn không sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Quá trình này không chỉ sử dụng cho chất dẻo mới và có thể được sử dụng để tạo khuôn nhựa tái chế.
Trong lĩnh vực tái chế và xử lý nước thải, một nhà vật lý tại Đại học Quốc gia Đài Loan, Din Ping Tsai đã phát triển một phương pháp tiết kiệm năng lượng cho xử lý nước thải bằng cách sử dụng ánh sáng cực tím và kẽm oxit áp dụng cho đĩa CD-ROM.Sự phong phú của hàng triệu CD-ROM đang hiếm khi được sử dụng là nguồn một nguồn cung cấp giá rẻ và có sẵn cho xử lý nước thải. Trong các nghiên cứu gần đây cho thấy, đĩa quay tiêu thụ rất ít năng lượng và loại bỏ trên 95% các chất gây ô nhiễm nước sau một giờ sử lý.
Quan trắc môi trường
Một phần quan trọng của công nghệ môi trường là giám sát môi trường, đó là các quá trình và các hoạt động thực hiện để giám sát chất lượng môi trường. Giám sát môi trường đã nổi lên như là một thành phần thiết yếu của chính phủ và tư nhân trên toàn cầu.