Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng, an toàn lao động và mục tiêu giảm phát thải ngày càng gia tăng, ngành than – khoáng sản đã chủ động thích ứng. Từng được xem là một lĩnh vực truyền thống, nặng tính thủ công nhưng đến nay, ngành đang có những bước chuyển đổi rõ rệt theo hướng công nghệ hóa, hiện đại hóa.
Ngành than – khoáng sản trước áp lực về năng suất, an toàn và môi trường
Nhu cầu năng lượng toàn cầu vẫn ở mức cao, trong khi áp lực về giảm phát thải khí nhà kính ngày càng lớn. Ngành than – khoáng sản đang phải đối diện “bài toán ba trong một”: vừa duy trì sản lượng, vừa đảm bảo an toàn lao động, vừa giảm thiểu tác động đến môi trường.
Tại Việt Nam, Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV), doanh nghiệp nhà nước giữ vai trò trụ cột trong việc khai thác, chế biến và cung ứng than cho nền kinh tế, cũng phải đối mặt với áp lực lớn. Dự báo đến năm 2030, nhu cầu than trong nước có thể đạt đỉnh 120 triệu tấn, trong đó riêng sản xuất điện chiếm khoảng 84 triệu tấn, tương đương 70% tổng nhu cầu. Thách thức này đòi hỏi TKV vừa phải nâng cao năng suất, vừa quản lý hiệu quả tài nguyên, vừa kiểm soát chặt chẽ tác động môi trường.
Mỏ than Hà Tu.
Trong xu thế chung, tự động hóa, số hóa và chuyển đổi số đã trở thành động lực phát triển tất yếu. Câu hỏi đặt ra là: những công nghệ nào đang tạo bước ngoặt và chúng thực sự tác động ra sao đến hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản?
Những công nghệ hiện đại định hình tương lai ngành than
Tự động hóa đang hiện diện ngày càng rõ nét trong các mỏ than hiện đại. Những đoàn xe tải khổng lồ có thể tự vận hành theo lập trình sẵn, trong khi máy xúc, máy khoan được điều khiển từ xa hoặc tự động hóa một phần. Ngay cả các dây chuyền tuyển than, sàng tuyển và hệ thống băng tải cũng dần thoát khỏi sự phụ thuộc vào sức lao động thủ công. Nhờ vậy, sản xuất vận hành trơn tru, liên tục hơn, vừa tăng năng suất vừa giảm nguy cơ tai nạn cho người lao động.
Quá trình số hóa đang làm thay đổi cách quản lý và vận hành mỏ. Công nghệ Digital Twin – bản sao số cho phép mô phỏng toàn bộ mỏ hoặc nhà máy trên không gian số, phản ánh các thông số kỹ thuật theo thời gian thực. Cùng với đó, Industrial IoT với mạng lưới cảm biến thông minh gắn trên thiết bị và môi trường hầm lò giúp theo dõi nhiệt độ, độ rung hay nồng độ khí độc chính xác. Bổ sung thêm là drone và công nghệ LiDAR, hỗ trợ khảo sát địa hình, giám sát bãi thải nhanh chóng, thay thế nhiều công việc vốn tiềm ẩn rủi ro.
Trí tuệ nhân tạo (AI) cũng đang từng bước tham gia sâu vào quy trình sản xuất. Thông qua phân tích dữ liệu cảm biến, AI có thể dự báo hỏng hóc thiết bị, tối ưu hóa hoạt động khai thác và điều phối vận tải hợp lý hơn. Các hệ thống phân tích thông minh còn giúp phát hiện bất thường trong vận hành, từ đó giảm thời gian dừng máy, tăng sản lượng và nâng cao mức độ an toàn.
Công nghệ hiện đại đang thay đổi diện mạo ngành than – khoáng sản, từ khai thác đến quản lý.
Một xu hướng nổi bật khác là điện khí hóa. Xe tải sử dụng pin hoặc kết hợp với hệ thống trolley-assist đang được thử nghiệm để thay thế phương tiện chạy dầu diesel. Khi kết hợp với hệ thống quản lý năng lượng thông minh, giải pháp này vừa giảm chi phí nhiên liệu vừa cắt giảm đáng kể khí thải, góp phần hướng tới mục tiêu Net Zero.
Không thể bỏ qua là các hệ thống quản lý tích hợp. Từ SCADA, ERP đến CMMS, tất cả được kết nối trong một nền tảng dữ liệu tập trung, cho phép giám sát đồng bộ từ khai thác, vận tải đến tài chính, kho vận. Đi cùng với đó là các thiết bị đeo thông minh theo dõi sức khỏe, giám sát môi trường hầm lò hay công nghệ blockchain trong truy xuất nguồn gốc khoáng sản. Tất cả góp phần xây dựng môi trường sản xuất an toàn, minh bạch và hiệu quả hơn.
Thách thức, rào cản và triển vọng tương lai
Mặc dù triển vọng rộng mở, quá trình triển khai các giải pháp công nghệ vẫn gặp không ít trở ngại. Trở ngại đầu tiên chính là chi phí đầu tư ban đầu rất lớn, đặc biệt với các công nghệ tự hành hay điện khí hóa phương tiện. Cùng với đó, ngành than – khoáng sản vẫn thiếu đội ngũ nhân lực có kỹ năng số để vận hành, phân tích dữ liệu và khai thác hiệu quả những hệ thống hiện đại.
Bên cạnh đó là vấn đề an ninh mạng. Khi công nghệ vận hành (OT) kết nối với công nghệ thông tin (IT), nguy cơ bị tấn công mạng tăng lên, đòi hỏi giải pháp bảo mật toàn diện. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ cũng không đồng đều, bởi nhiều giải pháp phù hợp với mỏ lộ thiên lại khó triển khai trong điều kiện mỏ ngầm vốn phức tạp hơn nhiều.
Dù vậy, triển vọng tương lai của ngành than – khoáng sản với công nghệ là rất rõ ràng. Trong 5 đến 10 năm tới, thế giới sẽ chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của những “mỏ thông minh”, nơi robot có thể tự hành hoàn toàn, AI được nâng cấp để ra quyết định thay con người và các hệ thống quản lý carbon gắn liền với sản xuất. Bên cạnh việc tiếp nhận công nghệ toàn cầu, nghiên cứu trong nước và hợp tác quốc tế sẽ đóng vai trò quyết định tốc độ cũng như hiệu quả của quá trình chuyển đổi.
Hiện nay, Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) đang triển khai hợp tác chiến lược với Tập đoàn Viettel và FPT trong lĩnh vực chuyển đổi số. Những hợp tác này hướng tới việc ứng dụng các nền tảng công nghệ mới nhất vào quản trị, khai thác và chế biến than – khoáng sản đồng thời nâng cao năng lực số cho đội ngũ người lao động, nhằm tăng năng suất, nâng cao mức độ an toàn lao động và đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững trong bối cảnh chuyển dịch năng lượng toàn cầu.
Tự động hóa, số hóa và chuyển đổi số không chỉ là lựa chọn mà đã trở thành xu thế tất yếu của ngành than – khoáng sản. Việc ứng dụng công nghệ tiên tiến sẽ giúp ngành này vượt qua những thách thức trước mắt, nâng cao hiệu quả sản xuất và tiến gần hơn tới mục tiêu phát triển bền vững.
Gia Huy