INTELIGENȚĂ ARTIFICIALĂ ȘI TEHNICI COMBINATE DE SONDAJ PENTRU OPTIMIZAREA CARIERELOR DE PIATRĂ

Programul 3 – Cooperarea Europeana si Internationala – Subprogramul 3.2 – Orizont 2020

Contract Nr. 305/2022

Durata contractului: 33 luni (01.04.2022 – 31.12.2024)

Descrierea și obiectivele proiectului
Blocurile de piatră, cum ar fi marmura, granitul și gresia, sunt materiale naturale foarte solicitate într-o varietate de industrii. Piața lor valorează în prezent 30 de miliarde de euro și este in creștere. Exploatarea lor în cariere este însă condiționată de doi factori nefavorabili. În primul rând, în aceste minereuri au apărut în mod natural fracturi și discontinuități, care împiedică excavarea blocurilor mari cu o valoare comercială semnificativ mai mare în comparație cu blocurile mici. În al doilea rând, extragerea pietrei este un proces foarte intens de producere a deșeurilor, deoarece nu toate materialele excavate sunt de uz comercial.

Odată cu piețele în plină expansiune, riscurile pentru mediu vor deveni mai grave. Pentru a ameliora situația de mai sus, în cadrul proiectului, vom combina metodele geofizice și fotogrammetrice pentru a popula o bază de date cu un inventar cuprinzător al principalelor situri europene de exploatare. Aceste măsurători in-situ, neinvazive, vor include vehicule aeriene fără pilot echipate cu senzori inteligenți specializați, radar, imagistica digitală de foraj și procesarea integrată a datelor. Acestea vor fi utilizate pentru a detecta suprafețele de discontinuitate din piatra naturală și pentru a formula un model poligonal. În continuare, modelul poligonal va fi examinat printr-o abordare inovatoare de inteligență artificială. Identificarea discontinuităților va fi îmbunătățită prin proceduri efective cu ajutorul algoritmilor de inteligență artificială ce vor duce la un grad mai ridicat de automatizare, față de situația actuală.

Rețeaua de fracturi discrete derivată va fi considerată ca intrare pentru metodologia de extracție a poliedrului și optimizarea computațională. Acești algoritmi inovatori constau în utilizarea combinată a mai multor parametri cum ar fi volumul maxim de cuboizi, suprafața plăcilor, orientarea grilei de tăiere în cariere și parametri relevanți comercial. La rândul său, acest lucru va permite cadrul pentru proiectarea automată și optimizarea planurilor de exploatare, adaptate proprietăților specifice minelor, maximizând dimensiunea blocurilor de piatră extrase.

Acest lucru va crește eficiența aprovizionării cu materii prime, creând în același timp un mod de exploatare ecologic și durabil. În plus, acest lucru ar trebui să reducă producția de deșeuri, consumând în același timp mai puțină energie și apă. Modelul dezvoltat va fi validat pentru fiecare locație a carierelor si va fi aplicat carierelor existente. Un important impact al acestui proiect va fi recuperarea până la 25% din cantitatea de deșeuri. Finalizarea acestui proiect înseamnă o îmbunătățire tehnologică considerabilă în exploatarea resurselor naturale și reducerea riscurilor de mediu, stimulând astfel competitivitatea din domeniu. Gradul de maturitate tehnologica preconizat la finalizarea proiectului este TRL 7.

Pagina WEB a proiectului:

http://ai-costsqo-project.com/

http://ai-costsqo.com/

Director proiect din partea partenerului Institutul Geologic al Romaniei:

Dr. Ing. Laurentiu Asimopolos

asimopolos@gmail.com

laurentiu.asimopolos@igr.ro

031 403 34 79

+40 751 550 941

 

 

Summary:
Stone blocks such as marble, granite and sandstone are natural materials in high demand in a variety of industries. Their market is currently worth 30 billion euros and growing. However, their exploitation in quarries is conditioned by two unfavorable factors. First, fractures and discontinuities have naturally occurred in these ores, which prevent the excavation of large blocks with a significantly higher commercial value compared to small blocks. Second, quarrying is a very waste-intensive process, as not all excavated material is commercially usable.

With booming markets, environmental risks will become more serious. To improve the above situation, in the project we will combine geophysical and photogrammetric methods to populate a database with a comprehensive inventory of the main European mining sites. These in-situ, non-invasive measurements will include unmanned aerial vehicles equipped with specialized intelligent sensors, radar, digital borehole imaging and integrated data processing. These will be used to detect discontinuity surfaces in natural stone and formulate a polygonal model. Next, the polygonal model will be examined through an innovative artificial intelligence approach. The identification of discontinuities will be improved through effective procedures with the help of artificial intelligence algorithms that will lead to a higher degree of automation, compared to the current situation.

The derived discrete fracture network will be considered as input for the polyhedron extraction methodology and computational optimization. These innovative algorithms consist of the combined use of several parameters such as the maximum volume of cuboids, the area of ​​the slabs, the orientation of the cutting grid in the quarries and commercially relevant parameters. In turn, this will enable the framework for the automatic design and optimization of mining plans, adapted to the specific properties of the mines, maximizing the size of the mined stone blocks.

This will increase the efficiency of the supply of raw materials, while creating a green and sustainable mode of exploitation. In addition, this should reduce waste production while consuming less energy and water. The developed model will be validated for each location of the quarries and will be applied to the existing quarries. An important impact of this project will be the recovery of up to 25% of the amount of waste. The completion of this project means a considerable technological improvement in the exploitation of natural resources and the reduction of environmental risks, thus stimulating competitiveness in the field. The degree of technological maturity expected at the completion of the project is TRL 7.

Web page of the project:

http://ai-costsqo-project.com/

http://ai-costsqo.com/

Topic
Topic 1: Supply of raw materials from exploration to mining

Subtopic
Sub-Topic 1.1: Exploration, Sub-Topic 1.2: Mining operations, Sub-Topic 5.1: New business models (implementing circular economy aspects)

Consortium

Partner 1:

Prof. Alparslan TURANBOY

BAY E Bilişim Danışmanlık Eğitim Bilgisayar Sanayive Ticaret Limited Şirketi Ardıçlı Mahallesi, Gürbulut Sokak, Safir Panorama Blok, NoF117, 42075 Konya
Turkey (TUBITAK)

aturanboy@erbakan.edu.tr

+90 332 582 60 00

+90 542 527 14 69

  bayebilisim.com

Partner 2:

Dr. Camelia Madear

University of Petrosani, Environmental Engineering and Geology Department
University Street, 20, 332006 Petrosani, Romania (UEFISCDI)

CameliaMadear@upet.rom

+40 254 542 580

+40 744 607 738

www.upet.ro

Partner 3:

Dr. Zoran Levnajic

Faculty of Information Studies in Novo Mesto, Complex systems and Data Science Lab, Ljubljanska cesta 31a, 8000 Novo Mesto, Slovenia, 8000 Novo Mesto, Slovenia (MIZS)

zoran.levnajic@fis.unm.si

+386 737 378 84

+386 412 887 78

Partner 4:

Prof. Stefano Bondua

UNIBO – University of Bologna, DICAM – Department of Civil, Chemical, Environmental and Materials Engineering, Via Zamboni, 33, 40126 Bologna, Italy (MUR)

stefano.bondua@unibo.it

+39 051 209 04 75

+39 320 479 47 52

Partner 5:

Dr. Ing. Laurentiu Asimopolos

Geological Institute of Romania, National Institute for Research and Development in Geology, Geophysics, Geochemistry and Remote Sensing
Caransebes Str., 1 No., 012271, Bucharest, Romania (UEFISCDI)

asimopolos@gmail.com

laurentiu.asimopolos@igr.ro

031 403 34 79

+40 751 550 941

+40 751 550 941

www.igr.ro

Managementul Deşeurilor Miniere – IMPEL (Reţeaua Uniunii Europene pentru Implementarea şi Aplicarea Legislaţiei pentru Protecţia Mediului)

Numărul proiectului: 8/2021, Perioada 2021-2022
Finanţat de: Comisia Europeană

Descrierea și obiectivele proiectului
Activitatea minieră a fost întotdeauna o sursă de materii prime pentru om, dar în același timp a generat multe probleme de mediu. Cantități uriașe de deșeuri extractive, adesea abandonate, sunt surse de poluare și generează zone de instabilitate geotehnică și hidrogeologică. În zilele noastre, după numeroase accidente care au implicat activități miniere, Comisia Europeană a adoptat Directiva 2006/21/CE privind gestionarea deșeurilor din industriile extractive (cunoscută sub numele de Directiva minieră) care a modificat Directiva 2004/35/CE.

Directiva minieră prevede măsuri, proceduri și îndrumări pentru prevenirea sau reducerea pe cât posibil a oricăror efecte negative asupra mediului, în special asupra apei, aerului, solului, faunei și florei și peisajului, precum și orice riscuri rezultate pentru sănătatea umană. Astfel, fiecare stat membru trebuie să se asigure că companiile miniere proiectează un plan de gestionare a deșeurilor pentru minimizarea, tratarea, recuperarea și depozitarea deșeurilor extractive, ţinând cont de principiul dezvoltării durabile.

Acest proiect își propune să compare transpunerea Directivei de către diferite state membre pentru a evalua orientările comune în scopul unei mai bune gestionări a deșeurilor extractive și pentru a obține o imagine de ansamblu de conversie / recuperare a deșeurilor miniere în fiecare stat, în conformitate cu conceptul european de Economie Circulara.

Rezultate așteptate:

  • Raportare despre evaluarea gestionării deșeurilor miniere pe baza diferitelor experiențe ale partenerilor din proiect și, eventual, incluzând propuneri pentru reciclarea/ reutilizarea acestui tip de deșeuri.
  • Construcția unei comunități pentru a continua dialogul și a consolida cunoștințele pe această temă în continuă evoluție, în special pe domeniul materiei prime esențiale

Coordonator pentru România: dr. ing. Iustina BOAJĂ

Titlul proiectului: Remedierea solului şi decontaminarea apei subterane – IMPEL (Rețeaua Uniunii Europene pentru Implementarea şi Aplicarea Legislației pentru Protecția Mediului)
Numărul proiectului: 4/2022, Perioada 2022-2024
Finanțat de: Comisia Europeană
Pagina web: https://www.impel.eu/en/projects/water-and-land-remediation

 

Descriere

De-a lungul anilor am devenit mai conștienți de amenințarea reprezentată de managementul defectuos al solului, precum şi degradarea calitativă și cantitativă a resurselor de apă. Această situație depinde în mare măsură de implementarea deficitară a legislației de mediu a Uniunii Europene din cauza: i) unui număr prea mare de structuri administrative diferite care funcționează într-un singur domeniu tematic; ii) necesității de a opera într-o linie strategică definită, stabilită prin directive-cadru; iii) datelor şi informațiilor insuficiente; iv) lipsei acțiunilor de diseminare şi sprijin tehnic.
Gestionarea siturilor contaminate este un proces care are o dinamică diferită în fiecare stat membru, acest lucru datorându-se parțial diferențelor de legislație care prezintă definiții diferite, de exemplu: „situri potențial contaminate”, „situri contaminate”, „situri remediate”. Din acest motiv, Comisia Europeană-JRC împreună cu rețeaua EEA-EIONET au lansat o inițiativă pentru a găsi definiții şi categorii de situri comune. În 2018 a fost efectuat un sondaj în statele membre care a dus la definirea a 6 categorii de situri. În acest moment este important a se stabili criteriile pentru alegerea practicii de management/ tehnologiei de remediere adecvate pentru fiecare dintre aceste categorii.

 

Obiective

Proiectul îşi propune:

  • Acordarea de sprijin tehnic / schimb de experiență necesar pentru a face progrese în faza de remediere a siturilor contaminate în Europa, permițând acelor state membre în care nu există o procedură aplicabilă să aibă o referință.
  • Diseminarea cunoștințelor, abilităților și bunelor practici prin elaborarea unor îndrumare tehnice şi prin inițierea unor acțiuni suport între țările partenere.
  • Implicarea principalelor rețele europene care se ocupă de siturile contaminate, cum ar fi COMMON FORUM, Eionet WG Contamination și NICOLE.

 

Rezultate

Proiectul vizează elaborarea unor rapoarte de îndrumare tehnică pentru 8 tehnologii de remediere a siturilor contaminate (traduse în limbile naționale), precum şi un raport final în care vor fi prezentate progresele făcute de țările partenere proiectului.

Raport 1: Oxidarea chimică in-situ (ISCO)

Raport 2: Extracția vaporilor din sol

Eveniment organizat de Institutul Geologic al României: Water and Land Remediation Conference, 15-16 noiembrie 2022

Coordonator pentru România: Dr. Ing. Iustina BOAJĂ